【全程學習方略】高中物理 2.2電勢與等勢面課件 魯科選修31

1.在靜電場中，下列說法正確的是（）A.電場強度為零的點，電勢一定為零B.電場強度處處相同的區(qū)域內，電勢也一定處處相同C.電勢降低的方向，一定是電場強度的方向D.勻強電場中的等勢面是一簇彼此平行的平面【解析】選D.電勢是一一個相對對量，某某一點的的電勢值值與零電電勢的選選取有關關，場強強為零，，電勢不不一定為為零，故故A錯；在勻勻強電場場中，其其等勢面面是一簇簇相互平平行的平平面，沿沿電場線線方向電電勢降低低，并降降低得最最快，故故B、C均錯，D正確.2.一個點電電荷，從從靜電場場中的a點移到b點，其電電勢能的的變化為為零，則則（））A.a、b兩點的場場強一定定相等B.該點電荷荷一定沿沿等勢面面移動C.作用于該該點電荷荷的電場場力與其其移動方方向總是是垂直的的D.a、b兩點的電電勢一定定相等【解析】選D.在電場中中移動電電荷時，，電勢能能的變化化為零，，說明兩兩點的電電勢能相相等，由由電勢的的定義式式可知a、b兩點的電勢一一定相等，但但場強不一定定相等，所以以D正確，A錯.在電場中移動動電荷時電勢勢能的變化，，只跟電荷的的始末位置有有關，跟它的的具體路徑無無關.只要電荷的始始末位置在同同一個等勢面面上，電勢能能的變化一定定等于零，電電場力一定不不做功，但是是電荷不一定定沿等勢面移移動，B錯誤；因等勢勢面上各點的的場強方向與與等勢面垂直直，即電荷在在等勢面上受受到的電場力力與等勢面垂垂直，可見電電荷所受的電電場力只有在在電荷沿等勢勢面移動時，，才與移動方方向垂直，C錯誤.3.如圖所示，a、b、c是一條電場線線上的三個點點，電場線的方向由由a到c，a、b間的距離等于于b、c間的距離，a、b、c和Ea、E點的電勢和電場強度，可以判定（）A.a>b>cB.Ea>Eb>EcC.a-b=b-cD.Ea=Eb=Ec【解析】選A.沿電場線方向向電勢逐漸降降低，即a>b>c，故A選項正確.只有一條電場場線，不能比比較電場線的的疏密程度，故故不能確定a、b、c三處的場強Ea、Eb、Ec的相對大小，即即B、D選項錯誤.相應地，a-b與b-c的相對大小也也就不能確定定.4.如圖所示，虛虛線a、b、c代表電場中三三個等勢面，，相鄰等勢面面間的電勢差差相等，實線線為一帶正電電的質點僅在在電場力作用用下通過該區(qū)區(qū)域時的運動動軌跡，P、Q是這條軌跡上上的兩點，據(jù)據(jù)此可知（））A.三個等勢面中中，Q點的電勢最高高B.帶電質點通過過P點時電勢能較較大C.帶電質點通D.帶電質點通過P點時加速度較大【解析】選B、D.帶電質點無論論從P點進入還是從從Q點進入，受電電場力方向都都是指向軌跡跡的內側.由于該質點帶帶正電，且電電場線方向和和等勢線處處處垂直，所以以等勢面c電勢最高，帶帶正電的質點點在P點的電勢能較較大，A錯誤，B正確.正電荷只受電電場力作用，，其動能和電電勢能之和為為定值，所以以正電荷在P點的動能較小小，在Q點的動能較大大,C錯誤.由于P點處的等勢面面密，所以帶帶電質點加速速度大,D正確.A．c點場強大于b點場強B．a點電勢高于b點電勢C．若將一試探電荷+q由a點釋放，它將沿電場線運動到b點D．若在d點再固定一點點電荷-Q，將一試探電電荷+q由a移至b的過程中，電電勢能減小【思路點撥】解答本題時可可按以下思路路分析：【標準解答】選B、D.電場線越密的的地方電場強強度越大，故故A錯；沿著電場場線的方向，，電勢是逐漸漸降低的，B對；電場線不不是帶電粒子子的運動軌跡跡，故C錯；在原電場場中，將一試試探電荷+q由a移到b的過程中，電電場力做正功功.在d點再固定一點點電荷-Q，將一試探電電荷+q由a移到b的過程中，電電場力也做正正功，所以在在復合場中，，將一試探電電荷+q由a移至b的過程中，根根據(jù)電場力做做功和電勢能能的關系可知知：電勢能將將減小，D正確.【變式訓練】電場中某區(qū)域域的電場線分分布如圖所示，，A、B為電場中的的兩點，若若以EA、EB分別表示A、B兩點的場強強，A,B下結論中正確的是（）A.EA＞EB,A＞BB.EA＜EB,A＜BC.EA＞EB,A＜BD.EA＜EB,A＞B【解析】選D.由電場線的的疏密情況況可知EA＜EB.由于沿電場線方向向電勢越來來越低，所所以A＞B,故D正確，A、B、C錯誤.【典例2】(2009·上海高考)位于A、B處的兩個帶帶有不等量量負電的點點電荷在平平面內電勢勢分布如圖圖所示，圖圖中實線表表示等勢線線，則A.a點和b點的電場強強度相同B.正電荷從c點移到d點，電場力力做正功C.負電荷從a點移到c點，電場力力做正功D.正電荷從e點沿圖中虛虛線移到f點，電勢能能先減小后后增大【思路點撥】求解此題應應注意以下下三點：【標準解答】選C、D.a點的等勢面面比b點的稀疏,故a點的場強比比b點的小,A錯.c點電勢低于于d點,正電荷從c點移到d點,即正電荷向向高電勢處處移動，電電場力做負負功,B錯.a點電勢低于于c點,從a到c,把負電荷移移向高電勢勢,電場力做正正功,C對.從e到f,電勢先變低低后變高,故沿此方向向移動正電電荷,電場力先做做正功,后做負功，，電勢能先先減小后增增大,D對.【變式式訓訓練練】(2009··北京京高高考考)某靜靜電場場的的電電場場線線分分布布如如圖圖所所示示,圖中中P、Q兩點點的的電電場場強強度度的的大大小小分分別別為為EP和EQA.EP>EQ,P>QB.EP>EQ,P<QC.EP<EQ,P>QD.EP<EQ,P<q【解析】選A.電場線的疏密表示電場強度的大小,由圖可知,EP>EQ.沿電場線方向,電勢降低,故P>Q,A項正確.【典例例3】】如圖圖所所示示，，圖圖中中虛虛線線表表示示某某一一電場場的的等等勢勢面面,cd為過過O點的的等等勢勢面面的的切切線.現(xiàn)用用外外力力將將負負點點電電荷荷q從a點沿沿直直線線aOb勻速速移移到到b,當電電荷荷通通過過O點時時，，關關于于外力力的的方方向向，，下下列列說說法法正正確確的的是是（（不不計計重力力））（（））A.Od方向向B.Oc方向向C.Oa方向向D.以上上說說法法都都不不對對【思路路點點撥撥】解答答本本題題應應把把握握以以下下三三點點：：【標準準解解答答】選D.根據(jù)據(jù)場場強強方方向向的的定定義義，，負負電電荷荷在在電電場場中中某某點點所所受受靜靜電電力力的的方方向向，，應應與與該該點點的的場場強強方方向向相相反反.由等等勢勢面面的的性性質質知知，，該該電電場場在在O點的的場場強強方方向向應應與與過過O點的的切切線線cd垂直直且且指指向向電電勢勢降降低低的的方方向向，，即即垂垂直直于于cd向右右，，則則負負電電荷荷在在O點受受靜靜電電力力方方向向應應為為垂垂直直于于cd向左左，，由由于于q勻速速運運動動，，所所以以負負電電荷荷q受外外力力方方向向應應垂垂直直于于cd向右右，，故故A、B、C三種種說說法法均均不不對對，，正正確確答答案案應應選選D.1.（2009··廣東東高高考考））關關A.電場線是客觀存在的B.電場線越密，電場強度越小C.沿著電場線方向，電勢越來越低D.電荷在沿電場線方向移動時，電勢能減小【解析】選C.電場線只是為了形象描述電場而假想的線，實際不存在，故A錯.電場線越密，電場強度越大，故B錯.沿電場線方向電勢越來越低,正電荷電勢能減小，負電荷電勢能增大，故C正確，D錯誤.2.（2010·包集高二二檢測））下列說說法中正正確的是是（））A.正電荷由由電勢低低處移到到電勢高高處，電電場力做做負功C.正電荷放于電勢越低處，電勢能越小D.負電荷放于電場線越密處，電勢能越小【解析】選A、C.正電荷由由電勢低低處移到到電勢高高處，逆逆著電場場線運動動，電場場力做負負功，電電勢能增增加，A、C正確；負負電荷沿沿電場線線移動，，電場力力做負功功，電勢勢能增加加，B錯誤；電電場線的的疏密只只表示場場強的大大小，與與電勢、、電勢能能無關，，D錯誤.3.（2010·長沙高二二檢測））將一正正電荷從從無窮遠遠處移入入電場中M點，電場場力做功功為6×10-9J.若將一等等電量的的負電荷從電電場中N點移到無無窮遠處處，電場場力做功10-9J，則M、N點的電勢M、N的關系是（）A.M<N<0B.N>M>0C.N<M<0D.M>N>0【解析】選C.由題意，可認為該電場為負點電荷產生的電場，由做功大小可判斷出N點離場源負點電荷較近，所以N<M<0.故選C.4.（2010·濟南高二二檢測））A、B是某電場場中一條條電場線線上的兩點點，一帶帶正電的的小球從從A點運動到到B點，速度度圖象如圖所示示.下列關于于的高低的判斷中，正確的是（）A.EA>EBB.EA<EBC.A<BD.A>B【解析】選A、C.由圖象可可知，電電荷在A點加速度度較大，，故電荷在在A點電場力力較大，，所以EA>EB，A正確，，B錯誤；；由于vA>vB，故動動能減減少，，電場場力做做負功功，電電荷的的電勢勢能增加加，由由于是是正電電荷，，所以以A<B，C正確，，D錯誤.5.(2010·天津高高考)在靜電電場中中，將將一正正電荷荷從a點移到到b點，電電場力力做了了負功功，則則（））A.b點的電電場強強度一一定比比a點大B.電場線線方向向一定定從b指向aC.b點的電電勢一一定比比a點高D.該電荷荷的動動能一一定減減小【解析】選C.正電荷荷從a點移到到b點，電電場力力做了了負功功，說說明正正電荷荷的電電勢能能增加加，電電勢升升高，，故6.(2010·杭州高高二檢檢測)一正離離子以初初速度度v0只在電電場力力的作作用下，由由電場軌跡運動到b點，如圖所示，圖中的實線表示電場線.則電勢a___b，場強的大小Ea____Eb，離子的動能Eka____Ekb，離子的電勢能Epa____Epb（均選填“大于”、“小于”或“等于”）【解析】合外力力的方方向指指向離離子做做曲線線運動動軌跡跡的凹凹側，又又因為為離子子帶正正電，，所以以可知知帶電電粒子子逆著著電場場線運動，所以以電勢a<b，電場力做做負功，動動能減少，，電勢能增加，，即Eka>Ekb，Epa<Epb.由電場線的的疏密可知知Ea>Eb.答案：小于大大于大大于小小于于1.（5分）在電場場中，下列列說法錯誤誤的是()A.某點的電場場強度大，，該點的電電勢一定高高B.某點的電勢勢高，試探探電荷在該該點的電勢勢能一定大大C.某點的場強強為零，試試探電荷在在該點的電電勢能一定定為零D.某點的電勢勢為零，試試探電荷在在該點的電電勢能一定定為零【解析】選A、B、C.電勢為零和和電勢能為為零是同一一個點.電勢雖然由由電場本身身決定，但但與場強無無因果關系系，A錯；電勢高高低由電場場決定，而而電勢能的的大小由電電場和電荷荷共同決定定，故B錯；場強為為零的點，，電勢和電電勢能都不不一定為零零，故C錯.由電勢的定定義式可知知，D正確.故選A、B、C.2.（2010··上海高考））（5分）三個點點電荷電場場的電場線線分布如圖圖所示，圖圖中a、b兩點的場強強大小分別別為Ea、Eb，電勢分別別為a、b，則()A.Ea>Eb,a>bB.Ea<Eb,a<bC.Ea>Eb,a<bD.Ea<Eb,a>b【解析】選C.a處電場線較較b處密集，所所以Ea＞Eb，因為沿著著電場線方方向電勢逐逐漸降低，，所以a＜b.故選C.3.（5分）如圖圖所示，某某區(qū)域電場場線左右對對稱分布，，M、N為對稱線上上的兩點.下列說法正正確的是()A.M點電勢一定定高于N點電勢B.M點場強一定定大于N點場強C.正電荷在M點的電勢能能大于在N點的電勢能能D.將電子從M點移動到N點，電場力【解析】選A、C.沿電場線方方向，電勢勢降低，所所以M點電勢一定高于于N點電勢，A正確；電場場線的疏密密程度表示示電場的強弱，，由圖可知知，M點場強一定定小于N點場強，B錯誤；正電荷荷q在M點的電勢能能EM=qM,在N點的電勢能能EN=qN，由于M＞N，所以EM＞EN,C正確；受電場力的方向沿NM指向M，故從M移動到N，電場力做負功，D錯誤.4.（5分）如圖圖所示，，虛線a、b、c代表靜電電場中的的三個等勢面，，它們的的電勢分分別為a、b和c，a＞b＞c.一帶正電電的粒子子射入電電場中，，其運動線KLMN所示，由圖可知（）A.粒子從K到L的過程中中，電場場力做負負功B.粒子從L到M的過程中中，電場場力做負負功C.粒子從K到L的過程中中，電勢勢能增加加D.粒子從L到M的過程中中，動能能減少【解析】選A、C.由題圖和和a、b、c的關系可可知，靜靜電場是正點點電荷產產生的電電場，帶帶正電的的粒子從從K到L的過程中，粒子子受到庫庫侖斥力力的作用用，K到L的過程中中它克服服電場力做功功，其動動能減少少，電勢勢能增加加，故A、C正確.當帶正電的粒粒子從L到M的過程中中，電場場力做正正功，粒粒子的動動能增加，，電勢能能減少，，B、D錯誤.5.（2010·廣州高二二檢測））（5分）如圖所示，，帶正電電的導體體球A置于原來來不帶電的空空腔導體體球B內，a、c分別為導導體A、B內的點，，b為導體A和B之間的一一點，下列列說法正正確的是是()A．a、b、c三點的電電勢都相相等B．a點的場強強為零，，但電勢勢最高C．b點的場強為零零，但電勢大大于零D．a、b、c三點的場強都都為零【解析】選B.因為處于靜電電平衡狀態(tài)的的導體內部電電場強度處處處為零，故a、c兩點的場強為為零，b點的場強不為為零，C、D錯誤；由于靜靜電感應，空空腔導體球B內表面感應出出負電荷，外外表面感應出出正電荷，其其電場線如圖圖所示，由于于沿著電場線線電勢降低，，所以A錯誤，B正確.6.（5分））在點電荷+Q形成的電電場中有一點點A，當一個個-q的檢驗驗電荷從電場場的無限遠處處被移到電場場中的A點時時，電場力做做的功為W，，則檢驗電荷荷在A點的電電勢能及電場場中A點的電電勢分別為()A.EA=-W,UA=B.EA=W,UA=-C.EA=W,UA=D.EA=-W,UA=-【解析】選A.若將-q從電場中的A點移到無窮遠遠處，電場力將對電荷做做功-W，根據(jù)電荷在在電場中某點點的電勢能在在數(shù)值上等于把把電荷從這點點移到電勢能能為零處電場場力所做的功，即為-W，又根據(jù)電勢勢的定義式得得A==，所以A正確.一點電荷Q在電場中的兩個等勢面，實線表示一個帶負電q的粒子運動的路徑，不考慮粒子的重力,請判定：（1）Q帶什么電荷.（2）A、B、C三點電勢的大小關系.（3）A、B、C三點電場強度的大小關系.（4）該粒子在A、B、C三點動能的大小關系.【解析】(1)由負電荷的運運動軌跡可知知，Q帶負電荷.（2）A、C在同一等勢面面上，則A=C,B點離負電荷近近，所以B＜A=C.(3)A、C兩點離離點電電荷距距離相相等，，則EA=EC，而B點離點點電荷荷近，，所以以EB＞EA=EC.（4）負電電荷q從A點到B點克服服電場場力做做功，，所以以有EkA=EkC＞EkB.答案：：(1)負電荷荷（（2）B＜A=C(3)EB＞EA=EC(4)EkA=EkC＞EkB8.（10分）如如圖所所示是是一勻勻強電電場，，在電場場中有有M、N、P三點，，M、N的連線與電電場線線平行行，P、N的連線線與電電場線垂直直，已已知場場強E=2×102N/C,M、N間的距距離s=30cm，試求求一個個電荷荷量為為q=4×10-8C的負電電荷從從M點分別別沿MN連線移移到N點和沿沿MP連線移移到P點電勢勢能的的變化化.【解析】由題圖圖可知知，負負電荷荷在該該電場場中所所受電電場力力F方向向向左，，因此此從M點移到到N點，電電荷克克服電電場力力做功功，電電勢能能增加加，增增加的的電勢勢能ΔEp等于電電荷克克服電電場力力做的的功W電荷克克服電電場力力做功功為W=Fs=qEs=4××10-8×2××102×0.3J=2.4××10-6J即電荷荷從M點移到到N點電勢勢能增增加了了2.4×10-6JP、N的連線線與電電場線線垂直直，則則P、N兩點在在同一一個等等勢面面上，P、N兩點的的電勢勢相等等，因因此，，點電電荷從從M點沿MP連線移移到P點電勢勢能的的變化化與沿沿MN連線移移到N點電勢勢能的的變化化相同同，即即增加加了2.4×10-6J.答案：：2.4×10-6J2.4×10-6J1.帶電粒粒子M在只有有電場場力作作用下下由P點運A．M在P點的電勢能一定小于在Q點的電勢能B．P點的場強小于Q點的場強C．P點的電勢一定高于Q點的電勢D．M在P點的動能一定大于它在Q點的動能【解析】選A、D.粒子從P到Q克服電場力力做功，即即WPQ<0,由電場力做做功與電勢勢能變化的的關系：ΔEp=-W,可知EpQ-EpP=-WpQ>0,所以EpP<EpQ，故A正確；又因因為EpP+EkP=EpQ+EkQ,而EpP<EpQ,所以EkP>EkQ，故D正確；因不不知電場線線疏密和帶帶電粒子的的電性，故故B、C錯.2.如圖所示，，P、Q是兩個電荷荷量相等的正點電荷荷，它們連連線的中點點是O，A、B是中垂線上上的兩點，，OA＜OB，用EA、EB、A、B分別表示A、B兩點的場強強和電勢，，則（））A.EA一定大于EB，A一定大于BB.EA一定大于EB，A不一定大于于BC.E