电势、电势差和电势能习题课2015.ppt

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1、考点一：考点一： 电势高低及电势能大小的比较方法电势高低及电势能大小的比较方法1比较电势高低的几种方法比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向，电势越来越低沿电场线方向，电势越来越低(2)判断出判断出UAB的正负，再由的正负，再由UABAB，比较，比较A、B的大小，若的大小，若UAB0，则，则AB，若，若UAB0，则，则AbC试探电荷q若由a点释放，将受到变化的电场力的作用，所以试探电荷不会沿弯曲的电场线运动D将试探电荷由a点移到b点过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小答案：BD. (1)电场强度是矢量，电场强度相同必须是大小和方向都相同(2)熟悉几种典型电场的电场线分布特点及等势面的空间分

2、布特点，可迅速对电场强度和电势的分布情况作出判断针对训练针对训练11：如图所示，如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两是中垂线上的两点，点，OAOB，用，用EA、EB、A、B分别表示分别表示A、B两两点的场强和电势，则点的场强和电势，则()AEA一定大于一定大于EB，A一定大于一定大于BBEA不一定大于不一定大于EB，A一定大于一定大于BCEA一定大于一定大于EB，A不一定大于不一定大于BDEA不一定大于不一定大于EB，A不一定大于不一定大于BB针对训练11：(2010年杭州模拟)如图所示，P、Q是两个电

3、荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OAOB，用EA、EB、A、B分别表示A、B两点的场强和电势，则()AEA一定大于EB，A一定大于BBEA不一定大于EB，A一定大于BCEA一定大于EB，A不一定大于BDEA不一定大于EB，A不一定大于B解析：P、Q是两个等量的正点电荷，根据点电荷电场的特点可知，它们连线中点处的合场强为零，在连线中垂线上的无穷远处场强也为零，因此从连线中点出发沿中垂线向无穷远处移动，场强的变化应是先增大后减小，对A、B两点场强的大小不能确定，AC项错误；根据等量同种点电荷电场等势面的分布可知，A一定大于B，B项正确答案：B.1.如图所示，在如图所

4、示，在xOy平面内有一个以平面内有一个以O为圆心、半径为圆心、半径R0.1 m的圆，的圆，P为圆周上的一点，为圆周上的一点，O、P两点连线两点连线与与x轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为.若空间存在沿若空间存在沿y轴负方向的匀轴负方向的匀强电场，电场强度大小强电场，电场强度大小E100 V/m，则，则O、P两点的两点的电势差可表示为电势差可表示为()AUOP10sin (V) BUOP10sin (V)CUOP10cos (V) DUOP10cos (V)A2.如图所示如图所示,实线表示电场线，虚线表示等实线表示电场线，虚线表示等势线，势线，a、b两点的电势分别为两点的电势分别为a50 V，b2

5、0 V，则，则a、b连线的中点连线的中点c的电势的电势c应应为为()Ac35 VBc35 VCc35 VD无法判断无法判断B等差等势面越密集的地方，电场强度越大。等差等势面越密集的地方，电场强度越大。dEUAB 电场线的疏密表示电场强度的大小电场线的疏密表示电场强度的大小 等势面的疏密也可以表示电场强度的大等势面的疏密也可以表示电场强度的大小小3.3.如图所示，两平行板的金属板间始终如图所示，两平行板的金属板间始终与电源两极相连，电源电压为与电源两极相连，电源电压为8.0V8.0V，两，两板的间距为板的间距为2cm2cm，而且极板，而且极板B B接地。极板接地。极板间有间有C C、D D两点，

6、两点，C C距距A A板板0.5cm0.5cm，D D距距B B板板0.5cm0.5cm，则（，则（ ）A A两板间的场强为两板间的场强为500V/m 500V/m B BC C、D D两点的电势相等两点的电势相等C CC C点的电势点的电势CC =2.0V =2.0VD DD D点的电势点的电势DD =2.0V =2.0V 4 4、如图所示，两块相对的平行金属板、如图所示，两块相对的平行金属板、与电池相连接，板接地，在距两板等远的一与电池相连接，板接地，在距两板等远的一点固定一个带正电的点电荷，如果将板向点固定一个带正电的点电荷，如果将板向上平移一小段距离，则（）上平移一小段距离，则（）、点

7、电荷受到的电场力减小、点电荷受到的电场力减小、点电荷受到的电场力增大、点电荷受到的电场力增大、点电荷的电势能减小、点电荷的电势能减小、点电荷的电势能保持不变、点电荷的电势能保持不变. .5.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的处的电势为电势为0，点，点A处的电势为处的电势为6 V，点，点B处的电势为处的电势为3 V，则电场强度的大小为，则电场强度的大小为() (1)分析三点的电势大小关系，找出电势最高点分析三点的电势大小关系，找出电势最高点与最低点连线上与第三点电势相等的点；与

8、最低点连线上与第三点电势相等的点； (2)连接等势点画出等势线；连接等势点画出等势线； (3)据电场线与等势线垂直画出电场线及其方向；据电场线与等势线垂直画出电场线及其方向；互动探究互动探究解析：如图连接解析：如图连接AC、BC则则OACB为为一长方形，一长方形，BCOA，且，且BCOA在匀在匀强电场中，平行且相等的两线段，其两端电势差相等，强电场中，平行且相等的两线段，其两端电势差相等，即即UBCUOA,3 VC06 V得得C9 V。答案：答案：9 V【例【例2】 如图所示，如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场为匀强电场中一个边长为中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，的正六边形

9、的六个顶点，A、B、C三点电势分别为三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平，正六边形所在平面与电场线平行下列说法错误的是面与电场线平行下列说法错误的是()A通过通过CD和和AF的直线应为电场中的两条等势线的直线应为电场中的两条等势线B匀强电场的场强大小为匀强电场的场强大小为10 V/mC匀强电场的场强方向为由匀强电场的场强方向为由C指向指向AD将一个电子由将一个电子由E点移到点移到D点，电子的电势能将减点，电子的电势能将减少少1.61019 JB答案：B.答案：答案：D 失误探因失误探因 1审题方面审题方面 (1)由于没有注意到是负电荷，而错选由于没有注意到是负电荷，而错选A。

10、(2)由于不明确电场力的功与电势能变化关系，而错选由于不明确电场力的功与电势能变化关系，而错选B。 2知识应用方面知识应用方面 (1)由于没有正确求出由于没有正确求出UCA进而计算进而计算WCA而不能确定而不能确定C的的 正误。正误。 (2)由于找不到由于找不到C的等势点的等势点D，确定不了场强的方向便求不，确定不了场强的方向便求不出场强的大小，或计算错误，而不能确定出场强的大小，或计算错误，而不能确定D的正误。的正误。1、匀强电场中的三点、匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三是一个三角形的三个顶点，个顶点，AB的长度为的长度为1 m，D为为AB的中点，如图所的中点，如图所示。已知电场线

11、的方向平行于示。已知电场线的方向平行于ABC所在平面，所在平面，A、B、C三点的电势分别为三点的电势分别为14 V、6 V和和2 V。设场强大。设场强大小为小为E，一电量为，一电量为1106 C的正电荷从的正电荷从D点移到点移到C点电场力所做的功为点电场力所做的功为W，则，则 ( ) AW8106 J，E8 V/mBW6106 J，E6 V/mCW8106 J，E8 V/mDW6106 J，E6 V/mA 考点三：求电场力做功的几种方法考点三：求电场力做功的几种方法 (1)由公式由公式WFlcos 计算，此公式只适计算，此公式只适 用于匀强电场中，可变形为用于匀强电场中，可变形为WEqlcos

12、 。 (2)由由WABqUAB计算，此公式适用于任何电计算，此公式适用于任何电场。场。 (3)由电势能的变化计算：由电势能的变化计算：WABEpAEpB。 (4)由动能定理计算：由动能定理计算：W电场力电场力W其他力其他力Ek。7、如图所示，、如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相为匀强电场中相邻的等势面，一个电子垂直经过等势面邻的等势面，一个电子垂直经过等势面D时的时的动能为动能为20 eV，经过等势面，经过等势面C时的电势能为时的电势能为10 eV，到达等势面，到达等势面B时的速度恰好为零，已时的速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为知相邻等势面间的距离为5 cm，不计电子的，不计电子的重

13、力，下列说法中正确的是重力，下列说法中正确的是()AC等势面的电势为等势面的电势为10 V B匀强电场的场强为匀强电场的场强为200 V/mC电子再次经过电子再次经过D等势面时，等势面时， 动能为动能为10eVD电子的运动是匀变速曲线运动电子的运动是匀变速曲线运动AB8在静电场中，将一正电荷从在静电场中，将一正电荷从a点移到点移到b点，点，电场力做了负功，则电场力做了负功，则()Ab点的电场强度一定比点的电场强度一定比a点大点大B电场线方向一定从电场线方向一定从b指向指向aCb点的电势一定比点的电势一定比a点高点高D该电荷的动能一定减小该电荷的动能一定减小C答案：答案： C9.如图所示，在真空

14、中如图所示，在真空中A、B两点分别放置等量的异种两点分别放置等量的异种电荷电荷q、q，在通过，在通过A、B两点的竖直平面内相对于两点的竖直平面内相对于AB对称取一个矩形路径对称取一个矩形路径abcd，且，且ab平行于平行于AB，a、d到到A点的距离等于点的距离等于b、c到到B点的距离。设想将一个电子沿点的距离。设想将一个电子沿路径路径abcd运动一周，则下列说法正确的是运动一周，则下列说法正确的是()A由由a到到b，电势降低，电子的电势能减小，电势降低，电子的电势能减小B由由a到到b，电势升高，电子的电势能增大，电势升高，电子的电势能增大C由由b到到c，电场力对电子先做正功，后做负功，总功，电

15、场力对电子先做正功，后做负功，总功 为零为零D由由d到到a，电子的电势能先减小后增大，电势能的变，电子的电势能先减小后增大，电势能的变 化总量为零化总量为零解析：过四个点的电场线如图所示。根据电解析：过四个点的电场线如图所示。根据电场线分布可知场线分布可知a、b、c、d各点场强方向，则各点场强方向，则可知电子由可知电子由a到到b，电势降低，电场力做负功，电势能增加，电势降低，电场力做负功，电势能增加，故故A、B均错；由均错；由b到到c，电场力对电子先做负功后做正功，电场力对电子先做负功后做正功，故故C错；由错；由d到到a，电场力对电子先做正功后做负功，电势，电场力对电子先做正功后做负功，电势能

16、先减小后增大，根据对称性电势能的变化总量为零，故能先减小后增大，根据对称性电势能的变化总量为零，故D对。对。答案：答案： D4(2012广州毕业班测试广州毕业班测试)如图如图6214所所 示表示某静电场等势面的分布，电荷量示表示某静电场等势面的分布，电荷量 为为1.6109 C的正电荷从的正电荷从A经经B、C到达到达 图图6214 D点。从点。从A到到D，静电力对电荷做的功为，静电力对电荷做的功为()A4.8108 JB4.8108 JC8.0108 J D8.0108 J解析：电场力做功与路径无关，解析：电场力做功与路径无关，WADUADq301.6109 J4.8108 J。故。故B正确。

17、正确。答案：答案： B1010、光滑的绝缘竖直细杆与以正电荷、光滑的绝缘竖直细杆与以正电荷Q Q为圆心为圆心的圆周交于的圆周交于B B、C C两点，设两点，设AB=BC=hAB=BC=h。一质量。一质量为为m m、电荷量为、电荷量为-q-q的空心小球从杆上的空心小球从杆上A A点从静止点从静止开始下落，滑到开始下落，滑到B B点时的速度点时的速度 求求（1 1）小球由小球由A A到到B B的过程中电场力做的功；（的过程中电场力做的功；（2 2）小）小球滑到球滑到C C点的速度；（点的速度；（3 3）A A、C C两点的电势差。两点的电势差。ghvB3Q QC CB BA A6 6、如图所示，光

18、滑的绝缘竖直细杆与以、如图所示，光滑的绝缘竖直细杆与以 正电荷正电荷Q Q为圆心的圆周交于为圆心的圆周交于B B、C C两点，两点， 设设AB=BC=hAB=BC=h。一质量为。一质量为m m、电荷量为、电荷量为 -q-q的空心小球从杆上的空心小球从杆上A A点从静止开始点从静止开始 下落，滑到下落，滑到B B点时的速度点时的速度 。 试求试求（1 1）小球滑到）小球滑到C C点的速度；点的速度； （2 2）A A、C C两点的电势差。两点的电势差。ghvB3Q QC CB BA A解：解：（1 1）从）从BCBC，根据动能定理得：，根据动能定理得： mghmgh=mV=mVC C2 2/2-

19、mV/2-mVB B2 2/2/2 而而 联立联立解得：解得：ghvB3ghvC5（2 2）从）从ACAC，根据动能定理得：，根据动能定理得：mgmg2h+qU2h+qUACAC=mV=mVC C2 2/2/2 解之得：解之得： qmghUAC2qFE FWPEPBPAABEEWqEPEUBAABUABABqUWEdU 作业作业11两平行金属板两平行金属板A A、B B，接在，接在U U4 410103 3V V的直流电源上，两板间距离的直流电源上，两板间距离d d2cm2cm，正极板接地正极板接地. .电场中电场中a a点距离点距离B B板为板为1cm1cm，a,ba,b间距为间距为0.5c

20、m0.5cm，a,ca,c间距离为间距离为1cm1cm，如图所示，如图所示. .试求：试求：(1)a(1)a、b b间的电场强度的大小；间的电场强度的大小；(2)a(2)a、c c两点的电势差；两点的电势差；(3)A(3)A板电势、板电势、B B板电势、板电势、a a点电势和点电势和b b点电势；点电势； 2 210105 5V/mV/m1 110103 3V V-4000V、0V、-2000V、-1000V作业作业2如图所示，水平放置的带电平行板如图所示，水平放置的带电平行板M、N，相距，相距10cm，A点距点距M板板0.3 cm，AB间距间距为为10 cm，且与水平方向成，且与水平方向成30 角，将一电荷角，将一电荷q=+2.0 10-6 C的电荷由的电荷由A点沿点沿AB线移到线移到B点，电场力做功为点，电场力做功为1.6 10-6 J。试求：。试求：(1)板板间电场强度；间电场强度；(2)MN两板间电势差；两板间电势差；(3)电荷电荷在在B点的电势能。点的电势能。（1）16V/m；（2）1.6V；（3）2.5610-7J