电势_电势能_电势差_复习基础练习题(新、选)
电势 电势能 电势差 基础练习题
1．下列关于电势能的说法中正确的是（ ） A ．在电场中，电势高的地方，电荷具有的电势能一定大 B ．在电场中某一点，若放入的电荷量越大，它的电势能就越大
C ．在正的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能
D ．在负的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能 2．带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10-6
J
的功，那么（ ）
A ．M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能
B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强
C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势
D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能 3．在电场中 （ ）
A ．某点的电场强度大，该点的电势一定高
B ．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大
C ．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零
D ．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 4．关于电势和电势能的说法中正确的是 （ ） A ．克服电场力做功时，负电荷的电势能一定减少
B ．电场中某点的电势数值上等于单位正电荷在电场力的作用下，由该点运动到零电势点电场力所做的功
C ．电场中电势为正值的地方，电荷的电势能必为正值
D ．正电荷沿电场线移动，其电势能一定增加
5．如图所示，一个带正电的粒子进入一点电荷+Q 的电场中，初速度为v 0，轨迹如图，则 （ ） A ．N 点电势高于M 点电势 B ．N 点电势低于M 点电势
C ．该粒子在M 点动能比在N 点动能大
D ．该粒子在M 点电势能比在N 点电势能大
6．如图所示为某个电场的部分电场线，把A 、B 两点的场强记作E A 、E B ，A 、B 两点的电势分
N
别记作φA 、φB ，则 （ ）
A ．φA >φ
B ，E A > E B B ．φA <φB ，E A < E B
C ．φA >φB ，E A < E B
D ．φA <φB ，
E A > E B
7．在电场中A 、B 两点间的电势差为U AB =75V ，B 、C 两点间的电势差为U BC =—200V ，则A 、B 、C 三点的电势高低关系为 （ ）
A ．φA >φ
B >φ
C B ．φA <φC <φB C ．φB <φA <φC
D ．φC >φB >φA
8．图中虚线表示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 两点时的动能分别为26eV 和5eV ，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为—8eV 时，它的动能为 （ ）
A ．8eV
B ．13eV
C ．20eV
D ．34eV 9．下列说法中正确的是（ ）
A ．电势差和电势一样，是相对量，与零点的选择有关
B ．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分
C ．由于电场力做功跟电荷移动的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径，只跟这
两点的位置有关
D ．A 、B 两点的电势差是恒定的，不随零势面的不同而改变，所以U AB =U BA
10．一个带正电的质点，电量q=2.0×10-9
C ，在静电场中由a 点移到b 点，在这过程中，除
电场力做功外，其他力做功为6.0×10-5
J ，质点的动能增加了8.0×10-5
J ，则ab 两点间的电势差U ab 为（ ）
A ．3.0×104
V B ．1.0×104
V C ．4.0×104
V D ．7.0×104
V
11．一电子飞经电场中A 、B 两点，电子在A 点的电势能4.8×10-17
J ，动能为3.2×10-17
J ，
电子经过B 点时的电势能为3.2×10-17
J ，如果电子只受电场力作用，则 （ ） A ．电子在B 点的动能为4.8×10-17
J B ．由A 点到B 点电场力做功为100eV C ．电子在B 点的动能为1.6×10-17J D ．A 、B 两点间电势差为
100V
1 2 3 4
b
12．两个带电小球，电荷量分别为+q 和—q ，固定在一长度为L 的绝缘杆的两端，置于电场
强度为E 的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示，若此杆绕经过O 点垂直于杆的轴转过180°，则此过程中电场力做功为（ ） A ．0 B ．qEL C ．2qEL D ．πqEL
13．如图所示，图中虚线表示某电场的一组互相平行的等势面，各等势面的电势值如图，则 （ ）
A ．在
B 点的场强方向是竖直向下的 B ．A 、B 两处场强相比B 点更大
C ．1C 的电荷量的正电荷从B 到A ，电场力做正功2J
D ．负电荷从A 移到B 点电场力做负功
14．已知把一个金属导体放入一个电场后，当达到静电平衡时，导体的表面是一个等势面，现有表面光滑的金属板水平放置，在其上有固定的点电荷Q ，有一带电量为q 的外有绝缘层的小球以初速度v 0，从金属板左侧滑上，如图所示，小球的运动情况是 （ ） A ．匀速运动 B ．先加速后减速运动 C ．先减速后加速运动 D ．无法确定
15．如图所示，虚线a 、b 、c 代表静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa ，φb 和φ
c
，φa >φb >φc 。一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图中实线KLMN 所示，由图
可知 ( )
A ．粒子从K 到L 过程中，电场力做负功
B ．粒子从L 到K 过程中，电场力做负功
C ．粒子从K 到L 过程中，电势能增加
D ．粒子从L 到K 过程中，动能减少
16．如图所示B 、C 、D 三点都在以点电荷+Q 为圆心的某同心圆弧上，将一个检验电荷从A
点分别移到B 、C 、D 各点时，电场力做功的大小比较 （ ）
A ．W A
B > W A
C B ．W A
D > W AB C ．W AD = W AC D ．W AC = W AB
17．场强为E=1.0×102
N/C 的匀强电场中，有相距d=0.02m 的a 、b 两点，则a 、b 两点间的
— A
1V 2V 3V 4V
B
Q
N
电势差可能为（）
A．1.0V B．2.0V C．3.0V D．4.0V
18．如图所示的电场中，AB=BC，，则下列关系中正确的是（）
A．U AB= U BC
B．U AB> U BC
C．U AB< U BC
D．以上结论都有可能
19．将一个1.0×10-8C的电荷从A点移动到B点，静电力做的功是2.4×10-6J，则A、B两点中，点的电势比较高，A、B两点的电势差U AB是 V。
20．在如图所示的电场中，已知A、B两点间的电势差U=20V，电荷q=—2×10-9C由A点移动到B点，电场力所做的功是 J,电势能（“增加”或“减少”）
了 J. 参考答案：
A
B A B C
1-6.CD,AD, D, B, AC, C
7-12.C, C, BC, B, ABD, C
13-18.C, A, AC, CD, AB, C
19.A，240
20. -4×10-8，增加， 4×10-8 J.
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高中二年级物理(理科)电势能与电势差练习题
高二物理（理科）电势能与电势差练习题 1．一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，则（）A．电容为原来的1/2，两极板电压不变 B．电容为原来2倍，两极板电压不变 C．电容不变，两极板电压是原来的1/2 D．电容不变，两极板电压是原来的2倍2．下列说法正确的有（） A．把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 B．把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 C．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定减小 3．关于电场线和等势面，正确的说法是（） A．电场中电势越高的地方，等势面越密 B．电场中场强越大的地方，电场线越密 C．没有电场线的地方，场强为零 D．电场线和等势面一定垂直 4．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定 ( ) A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D．A点的电势高于B点的电势 5．如图所示，Q是带正电的点电荷，P1和P2为其电场中的两点，若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则（） A．E1>E2，φ1>φ2B．E1>E2，φ1<φ2 C．E1
电场力做功和电势能、电势和电势差
电场力做功和电势能、电势和电势差 一、目标与策略 学习目标： ● 类比重力场理解电场力的功、电势能的变化、电势能的确定方法、电势的定义以及电势差的意义；理解电势对静电场能的性质的描写和电势的叠加原理。 ● 明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。 学习重点： ● 用电势以及等势面描写认识静电场分布。 ● 熟练地进行电场力、电场力功的计算。 学习难点： ● 电势这一概念建立过程的逻辑关系以及正、负两种电荷所导致的具体问题的复杂性。 学习策略： ● 类比法是我们认识问题或事物的科学方法，我们在学习中可以将库仑力与万有引力类比，将电场力的功及电势能与重力的功、重力势能等等相类比来学习，能够帮助我们更好的理解新知识。 二、学习与应用 （一）什么是电场？描述电场的力的性质的物理量有哪些？ （二）电场线有哪些特点？ 明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！ 知识要点——预习和课堂学习 认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听 课学习。请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。课堂笔记或者其它补 充填在右栏。详细内容请学习网校资源ID ：#tbjx5#208883 知识回顾——复习 学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？ “凡事预则立，不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。
知识点一：电势与等势面 （一）电场力的功与电势能 （1）静电场中的功能关系 静电力对电荷做了功，电势能就发生变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能，也就是说，静电力做的功是电势能转化为其他形式的能的量度，静电力做的功等于电势能的减少量，即W AB= 。 静电力做正功，电荷电势能一定，静电力做负功，电荷电势能一定。 （2）电势能的特点和大小的确定 ①零电势点及选取 电势能的数值是相对于参考位置来说的。所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取或为参考点。 ②电势能的计算 设电荷的电场中某点A的电势能为Ep A，移到参考点O电场力做功为W AO，即W AO=E pA－E pO，规定O为参考点时，就有W AO= ，也就是说电荷在电场中某点的电势能等于将这个电荷从电场中的该点移到0电势点的过程电场力所做的功。 ③电势能的特点 相对性：电荷在电场中的电势能是相对于而言，没有规定零势能点时，电荷在该点的电势能没有确定的值。电势能高于零势能时为值，低于零势能时为值。 系统性：电势能是电荷和电场这一相互作用系统所共有，并非电荷所独有！ 状态量：只要电荷在电场中有一个位置，它就对应一个电势能。 电势能是量：有正、负号没有方向。
电势能和电势、电势差 B试题
【巩固练习】 一、选择题： 1、在静电场中，下列说法正确的是（） A 、电场强度为零的点，电势一定为零 B 、电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C 、电势降低的方向，一定是电场强度的方向 D 、匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面 2、a 、b 为电场中的两点，且a 点电势高于b 点电势，则可知（） A 、把负电荷从a 点移到b 点电场力做负功，电势能增加 B 、把正电荷从a 点移到b 点电场力做正功，电势能减少 C 、无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少 D 、无论是否有电荷移动，a 点的电势能总是大于b 点的电势能 3、一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A 点运动到B 点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A 、B 两点电场强度A B E E 、及该电荷在A 、B 两点的电势能pA pB E E 、之间的关系为（） A B A B pA pB pA pB A E E B E E C E E D E E ==、、＜、、＞ 4、如图(1)是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A 、B 是电场线上的两点，一负电荷q 仅在电场力作用下以初速度v 0从A 运动到B 过程中的速度图线如图(2)所示，则以下说法中正确的是( ) A 、A 、 B 两点的电场强度是A B E E < B 、A 、B 两点的电势是A B ??> C 、负电荷q 在A 、B 两点的电势能大小是pA pB E 电势能和电势、电势差 一、选择题： 1、关于静电场，下列说法正确的是（） A、电势等于零的物体一定不带电 B、电场强度为零的点，电势一定为零 C、同一电场线上的各点，电势一定相等 D、负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 2、在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q的物体以某一初速沿电场 8qE m，物体运动距离s时速度变为零，则反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0./ 下列说法中不正确的是（） A、物体克服电场力做功qEs B、物体的电势能减少了0.8qEs C、物体的电势能增加了qEs D、物体的动能减少了0.8qEs 3、图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点，再经过N点.可以判定（） A、M点的电势大于N点的电势 B、M点的电势小于N点的电势 C、粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D、粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 4、带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v0，则一定有（） A、电场力与重力大小相等 B、粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小 C、电场力所做的功一定等于重力所做的功 D、电势能的减小一定等于重力势能的增大 5、电场中有A 、B 两点，A 点的电势30A V ?=，B 点的电势10B V ?=，一个电子由A 点运动到B 点的过程中，下列几种说法中正确的是（ ） A 、电场力对电子做功20 eV ，电子的电势能减少了20 eV B 、电子克服电场力做功20 eV ，电子的电势能减少了20 eV C 、电场力对电子做功20 eV ，电子的电势能增加了20 eV D 、电子克服电场力做功20 eV ，电子的电势能增加了20 eV 6、将一正电荷从无穷远处移入电场中的M 点，电势能减小了9 8.010 J ?－，若将另一等量的 负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能增加了9 9.010J ?－，则下列判断正确的是 （ ） A 、0M N ??<< B 、0N M ??>> C 、0N M ??<< D 、0M N ??>> 7、如图所示，在矩形ABCD 的AD 边和BC 边的中点M 和N 各放一个点电荷，它们分别带等量的正、负电荷. E 、 F 是AB 边和CD 边的中点，P 、Q 两点在MN 的连线上，MP=QN.对于E 、F 、P 、Q 四点，其中电场强度相同、电势相等的两点是（ ） A 、E 和F B 、P 和Q C 、A 和B D 、C 和D 8、如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ，在x 轴上C 点有点电荷－Q ，且CO=OD ，∠ADO=60°.下列判断正确的是（ ） A 、O 点电场强度为零 B 、D 点电场强度为零 C 、若将点电荷+q 从O 移向C ，电势能增大 D 、若将点电荷－q 从O 移向C ，电势能增大 第三节电势能电势电势差 [知识要点] （一）电势能 放入电场中的电荷就具有由其位置决定的能量叫电势能，用e表示，其法定计量单位为焦耳。 （二）电势 放入电场中某点的电荷所具有的电势能与该电荷电量的比值叫做该点的电势，用公式表示： U=ε/q 式中 U为电势，法定计量单位为伏特。 （三）电势差 电场中，若A点的电势为U A，B点的电势为U B，则A点相对于B点的电势差为 U AB=U A-U B [疑难分析] 1.如何正确理解电势能？ 分析：（1）电势能必须是电荷在电场中才具有的；（2）电势能是个相对量，即电荷在电场中某个位置具有多大的电势能值是不能确定的；只有在选择一个零电势能位置作参照后，其他位置上电荷的电势能才能相对确定；（3）电荷在电场中位置变化时，电势能的变化却有一定的规律，这就是当电场力对电荷作正功时，电荷的电势能减少，电场力对电荷作负功时，电荷的电势能增加；（4）电势能是个标量，电势能的正、负仅表示相对零电势能位置电势能的高低。 2.如何正确理解电势？ 分析：（1）电势是电场本身固有的，与放不放电荷无关，定义式U=ε/q不是电势的决定式，仅是电势的度量式；（2）电势是个相对量，只有选择零电势位置作参照后，各点的电势值才能相对确定，通常选择大地为零电势；（3）任何电场中，沿着电场线方向各点的电势总是逐点降低的；（4）电势反映了电场的能的性质，若在电势为U的一点，放置一个电量为q的电荷，它就具有电势能ε=qU；（5）电势是个标量，电势的正、负，只表示相对于零电势的高低。 3.公式ε=qU应用时，正、负符号怎样处理？ 分析：通常采用带符号进行代数运算比较方便，得出的结果意义清楚，不须再作另外的分析判断。 4.电场中各点的电场强度和电势大小有无关系？ 分析：场强和电势都由电场本身确定，但不同的是，对一个确定的电场，各点场强大小和方向完全确定，但各点的电势都随零电势的选择不同而不同，因此场强大小和电势大小无必然关系。 5.电场中电势高处，电荷的电势能是否一定大？ 分析：这要看电荷是正电荷还是负电荷，设电场中两点A和B的电势为U A和U B，而U A>U B，则由ε=qU，对正电荷，总有εA>εB，而对负电荷却总有εA<εB，因此可以这样说：正电荷在电势高处电势能必大，而负电荷在电势高处电势能必小。 6.有人说“正电荷电场中的电势都是正的，负电荷电场中的电势都是负的，”正确吗？ 分析：电场中各点的电势是沿电场线方向逐点降低的，因此任何一个电场都只能确定各点的电势的高低，至于电势的具体数值，是正、是负，都随零电势位置的选择不同而不同，题中的说法，只有在选择无穷远处为零电势时，才是正确的，否则就不一定。 [例题解析] 第二讲电势电势差电势能与电场力做功的关系 基础巩固 1.如图所示,在真空中有两个带正电的点电荷,分别置于M?N两点.M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量,A?B为M?N连线的中垂线上的两点.现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点,在此过程中,下列说法正确的是( ) A.q的电势能逐渐减小 B.q的电势能逐渐增大 C.q的电势能先增大后减小 D.q的电势能先减小后增大 解析:负电荷从A到B的过程中,电场力一直做负功,电势能增大,所以A?C?D均错B对. 答案:B 2.(2009·天水一中)如图(Ⅰ)所示,AB是电场中的一条电场线,若将一负电荷从A点由静止释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中速度-时间图象如图(Ⅱ)所示,则下列判断正 确的是( ) A.φA>φB,E A>E B B.φA>φB,E A §1.4 电势能电势与电势差 1．通过与重力做功情形的类比，认识电场力做功的特点． 2．理解电势能、电势、电势差，知道它们是从能的角度来描述电场的物理量，知道物理学常把无穷远和大地作为零电势点． 3．理解电场力做功与电势能变化的关系. 4．了解等势面的概念和特点． 重点难点 重点：理解电势能、电势、电势差的概念． 难点：理解电势能、电势、电势差的概念． 1．重力做功和电场力做功 (1)物体在地球表面附近运动，重力做功与物体的质量以及起点和终点的位置有关，与________无关． (2)电荷在匀强电场中运动，电场力做功与电荷的______以及________的位置有关，而与________无关． 2．电势能 (1)物体在地球上因受重力而具有重力势能，电荷在电场中因受________而具有________． (2)若用W AB表示电荷从A点移动到B点的过程中电场力做的功，E p A和E p B分别表示电荷在A点和B 点的电势能，电场力做的功与电势能变化的关系式为：________． (3)若将无穷远处的电势能规定为零，电荷在某点(A点)的电势能大小等于将电荷从________移动到________电场力所做的功，即E p A＝W A∞. 3．电势与电势差 (1)电势(φ)是描述电场的________(填“力”或“能”)的性质的物理量．电场中某点(A点)的电势在数 值上等于________由该点移动到参考点(零电势)时电场力所做的功，可表示为φ＝E p q.电势的单位是伏特 (V)，且1 V＝________． (2)电势差就是电场中两点间________的差值，如电场中A、B两点的电势差(从A点到B点)U AB＝________，且U AB＝－U BA. (3)电场中A、B两点的电势差U AB＝φA－φB，由于φA＝E p A q，φB＝ E p B q，W AB＝E p A－E p B，所以电场力做 功与电势差的关系为U AB＝________，这也是计算电势差常用的公式． 主题1：电场力做功特点 问题：(1)如图甲所示，把一个正电荷q(重力不计)放到电场强度为E的匀强电场中的A点，电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线到达B点，三种情况下电场力做功是否相同？请用功的计算公式推导电荷分别沿直线AB和折线ACB运动时电场力所做的功． 电势能电势电势差(Ⅱ) 电势能 电势 电势差（Ⅱ） 教学目标： 1、掌握电场强度与电势的关系 2、掌握等势面的特点 3、理解电势差的概念及其定义式q W U AB AB =，会根据电荷在电场中移动时电场力所做的功AB W 计算电势差AB U ，会根据电势差AB U 计算电荷q 在电场中移动时电场力所做的功AB AB qU W =。 4、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系Ed U =，并且能够推导出这个关系式，会用这个关系式计算。 5、了解静电屏蔽 教学重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系Ed U =，并且能够推导出这个关系式，会用这个关系式计算。 教学难点：带电粒子在电场中的运动 教学过程： 一、知识点回顾 1、电场强度数值与电势数值有无直接关系？（举例：静电平衡下的导体是个等势体，但内部场强为0） (1)场强是反映电场力的性质，电势是反映电场能的性质，它们都是由比值定义的物理量，因而它们都是由电场本身确定的，与该点放不放电荷无关． (2)电场强度是矢量，电场确定后，各点的场强大小和方向都惟一地确定了．(即各点场强大小有确定的值)，电势是标量，是相对量．电场确定后，各点电势的数值还可随零电势点的不同而改变． 2、静电屏蔽 （1）处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零 （2）导体是一个等势体，表面是一个等势面 （3）导体表面任意一点的场强与导体表面垂直 （4）带电导体的净电荷只分布在外表面 （5）利用静电平衡的空壳导体（金属网罩）能把外电场遮住使内部不受外电场的影响叫做静电屏蔽。 3、、匀强电场中电势差与场强的关系。 ⑴在匀强电场中，沿着电场线的方向的两点的电势差U 等于场强E 和这两点间距离d 的乘积。即Ed U =，式中的d 是这两点沿场强方向的距离。 （2）对匀强电场中任意两点的电势差，均可用Ed U =进行计算。此时式中的d 应是这两点沿场强方向的距离的投影。 (3)在匀强电场中，相互平行的直线（或同一直线）上，距离相等的两点间电势差相等。 二、典型应用 （一）、电势差、电势的计算 例1. 有一带电量q=C 1036-?-的点电荷，从电场中的A 点移动到B 点时，克服电场力做功J 1064-?，从B 点移到C 点电场力做功J 1094-?。问： （1）AB 、BC 、CA 间的电势差各为多少？ （2）A 、C 两点哪一点的电势高？ （3）如以B 点的电势为零，则A 、C 两点的电势各为多少？ 解析：解法（一）先求绝对值再判断正负，其中，Q 、W 、q 都为绝对值 （1）A 、B 两点的电势差V 200V 10 3106q W U 64AB AB =??==-- 因负电荷从A 移到B 克服电场力做功，必是从高电势到低电势，即 A ?> B ?，AB U =200V 。 高中物理学习材料 1.在电场中，A、B两点的电势差U AB>0，那么将一负电荷从A移到B的过程中( ) (A)电场力做正功，电势能增加(B)电场力做负功，电势能增加 (C)电场力做正功，电势能减少(D)电场力做负功，电势能减少 2.下列说法中正确的是( ) (A)电场线密集处场强大，电势高(B)沿电场线方向场强减小，电势降低 (C)在电势高处电荷具有的电势能也大(D)场强为零处，电势不一定为零 3.如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则( ) (A)电场力做正功 (B)动能增加 (C)电势能增加 (D)加速度增大 4．某电场中的电场线(方向未标出)如图所示，现将一带负电的 点电荷从A点移至B点需克服电场力做功，则C、D两点的 电场强度、电势大小关系应为 ( ) A．E C>E D，φC>φD B．E C 第2讲 电势差 电势 电势能 ★一、考情直播 考点一 电势和电势差 1.电势差 （1）定义：电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功W AB 与电荷量 q 的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差. （2）定义式： ，电势差是 ，单位：V ，1V=1J/C. （3）计算式：U AB =Ed ，适用于 电场，d 指 . 2.电势：电场中某点的电势，等于该点与零电势间的电势差，在数值上等于单位正电荷由该点 移到零电势点时电场力所做的功，令φB =0，则φA =U AB =φA －φB ，单位：V. 特别要注意电势是标量，电势的负号表示了 ，电势的大小与零势点的选择 ， [例1]如图(a ）所示，AB 是某电场中的一条电场线．若有一电子以某一初速度并且仅在电场力 的作用下，沿AB 由点A 运动到点B ，其速度图象如图(b)所示．下列关于A 、B 两点的电势?和 电场强度E 大小的判断正确的是（ ） A.B A E E > B.B A E E < C.B A ??> D. B A ??< [解析]从v-t 图易知电子做加速度逐渐减小的变减速运动，故电子所受电场力与运动方向相反， 场强的方向由A 指向B ，因为沿着电场线的方向电势降低，故B A ??>，又加速度逐渐减小， 故B A E E > [答案]AC [方法小结]要比较电场中两点电势的高低，关键在于判断电场线的方向. 考点二 电场力中的功能关系 1．电势能：电荷在电场中所具有的能叫电势能.单位：焦耳（J ） 2．电场力的功与电势能变化的关系： ，电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 . 3．特点：电势能是电荷与所在电场共有的，且具有 ，通常取无穷远处或大地为电势能的零点. 4.当只有电场力做功时，电荷的 和 守恒，当只有电场力和重力做功时， [例2] (2007·海南）如图9-37-5所示，固定在Q 点的正点电荷的电场 中有M 、N 两点，已知NQ MQ <，下列叙述正确的是（ ） Ａ.若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则电场力对该电荷做 功，电势能减少 Ｂ.若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则电场力对该电荷做功，电势能增加 Ｃ.若把一负的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则电场力对该电荷做功，电势能减少 Ｄ.若把一负的点电荷从M 点沿直线移到N 点，再从N 点沿不同路径移回到M 点；则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变 [解析]把正电荷从M 点移到N 点，电场力做正功，根据E W ?-=，可知电势能减小，把负电荷从M 点移到N 点，电场力做负功，电势能增加，负电荷从M 点移到N 点电场力做负功，从N 点移到M 点，电场力做正功，两者大小相等，总功为零，电势能不变. [答案]AD [方法技巧]本题考查电场力做功与电势能变化之间的关系，电场力做功与电势能变化之间的关系为E W ?-=，可类比重力做功的特点. [例3]如图所示，平行直线、、、、，分别表示电势为-4 V 、-2 V 、0、2 V 、4 V 的等势线，若AB=BC=CD= DE= 2 cm ，且与直线MN 成300角，则 （ ） A ．该电场是匀强电场，场强方向垂直于A A '，且左斜下 B ．该电场是匀强电场，场强大小E=2 V/m C ．该电场是匀强电场，距C 点距离为2 cm 的所有点中，最高电势为4V ，最 低电势为-4V D ．该电场可能不是匀强电场，E=U/d 不适用 [解析]因等差等势线是平行线，故该电场是匀强电场，场强和等势线垂直，且由 高等势线指向低等势线，故AD 错误， m V AB U E AB /20030 sin )102(230sin 2=?==- 图9－37－5 【巩固练习】 一、选择题： 1、关于静电场，下列说法正确的是（） A、电势等于零的物体一定不带电 B、电场强度为零的点，电势一定为零 C、同一电场线上的各点，电势一定相等 D、负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 2、在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q的物体以某一初速沿电场 8qE m，物体运动距离s时速度变为零，则反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0./ 下列说法中不正确的是() A、物体克服电场力做功qEs B、物体的电势能减少了0.8qEs C、物体的电势能增加了qEs D、物体的动能减少了0.8qEs 3、图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点，再经过N点.可以判定（） A、M点的电势大于N点的电势 B、M点的电势小于N点的电势 C、粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D、粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 4、(2015 海南卷)如图，两电荷量分别为Q(Q＞0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是() A ．b 点电势为零，电场强度也为零 B ．正的试探电荷在a 点的电势能大于零，所受电场力方向向右 C ．将正的试探电荷从O 点移到a 点，必须克服电场力做功 D ．将同一正的试探电荷先后从O 、b 两点移到a 点，后者电势能的变化较大 5、电场中有A 、B 两点，A 点的电势30A V ?=，B 点的电势10B V ?=，一个电子由A 点运动到B 点的过程中，下列几种说法中正确的是（ ） A 、电场力对电子做功20 eV ，电子的电势能减少了20 eV B 、电子克服电场力做功20 eV ，电子的电势能减少了20 eV C 、电场力对电子做功20 eV ，电子的电势能增加了20 eV D 、电子克服电场力做功20 eV ，电子的电势能增加了20 eV 6、将一正电荷从无穷远处移入电场中的M 点，电势能减小了9 8.010J ?－，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能增加了9 9.010J ?－，则下列判断正确的是（ ） A 、0M N ??<< B 、0N M ??>> C 、0N M ??<< D 、0M N ??>> 7、如图所示，在矩形ABCD 的AD 边和BC 边的中点M 和N 各放一个点电荷，它们分别带等量的正、负电荷.E 、F 是AB 边和CD 边的中点，P 、Q 两点在MN 的连线上，MP=QN.对于E 、F 、P 、Q 四点，其中电场强度相同、电势相等的两点是（ ） A 、E 和F B 、P 和Q C 、A 和B D 、C 和D 8、如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ，在x 轴上C 点有点电荷－Q ，且CO=OD ，∠ADO=60°.下列判断正确的是（ ） A 、O 点电场强度为零 B 、D 点电场强度为零 C 、若将点电荷+q 从O 移向C ，电势能增大 D 、若将点电荷－q 从O 移向C ，电势能增大 第二章电势能与电势差知识点总结 编辑者：黄本强编辑时间：2015年12月19日 【知识点】 第一节电场力做功与电势能 1. 电场力做功的特点 在电场中移动电荷时，电场力做的功与路径无关，只与始末位置有关。 在匀强电场中，电场力做的功为W＝Ud，其中d为沿电场线方向的位移。 2. 电势能 （1）概念：电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点电场力所做的功。 （2）电势能是相对的，电势能的大小与所选的零电势能点有关。 （3）电场力做功与电荷电势能变化的关系：电场力做正功时，电荷的电势能减少；电场力做负功时，电荷的电势能增加。电场力对电荷做的 功量度了电荷电势能的减少量，所以电场力的功是电荷电势能改变的 量度。 3.对电势能的进一步了解 （1）电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们常习惯说成电场中的电荷所具有的。 （2）电势能是一个相对量，其数值与零电势能的选择有关，因此确定电荷的电势能首先确定参考点，也就是零电势能位置。 （3）电势能是标量，有正负，但无方向。电势能的正负仅表示大小，正值表示高于零电势能，负值表示低于零电势能。 4. 电场力做功与电势能变化的关系 （1）电场力做功与电势能的变化相联系。 电场力做功一定伴随着电势能的变化；电势能的变化只有通过电场力做功才能实现。 （2）电场力做功的值等于电势能的变化量的值。 电场力做正功W，电势能一定减少W；电场力做负功W，电势能一定增加W。 5.易错易混点 （1）在电场中的同一点，正、负电荷所具有的电势能正、负号正好相反。 （2）电荷在移动过程中电场力做功为零，那么电荷的电势能一定没有变化。 第二节电势与等势面 1、电势定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用?表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。 2、电势公式：=?q E p （与试探电荷无关） 3、电势单位：伏特（V ） 4、电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低最快的方向） 5、零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零） 6、等势面定义：电场中电势相等的点构成的面 7、等势面性质： ① 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ② 电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③ 等势面越密，电场强度越大 ④ 等势面不相交 8、等势面的用途：由等势面描绘电场线。 9、几种电场的电场线及等势面 电势电势能电势差练习题二 1．（多选）下列关于电势能的说法中正确的是（） A．在电场中，电势高的地方，电荷具有的电势能一定大 B．在电场中某一点，若放入的电荷量越大，它的电势能就越大 C．在正的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能 D．在负的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能 2．(多选)带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，克服电场力做了2.6×10-6J的功，那么（） A．M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能 B．P点的场强一定小于Q点的场强 C．P点的电势一定高于Q点的电势 D．M在P点的动能一定大于它在Q点的动能 3．在电场中（） A．某点的电场强度大，该点的电势一定高 B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大 C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 4．关于电势和电势能的说法中正确的是（） A．克服电场力做功时，负电荷的电势能一定减少 B．电场中某点的电势数值上等于单位正电荷在电场力的作用下由该点运动到零电势点电场力所做的功 C．电场中电势为正值的地方，电荷的电势能必为正值 D．正电荷沿电场线移动，其电势能一定增加 5．（多选）如图所示，一个带正电的粒子进入一点电荷+Q的电场中，初速度为v0，轨迹如图，则（） A．N点电势高于M点电势 B．N点电势低于M点电势 C．该粒子在M点动能比在N点动能大 N D ．该粒子在M 点电势能比在N 点电势能大 6．如上图所示为某个电场的部分电场线，把A 、B 两点的场强记作E A 、E B ，A 、B 两点的电势分别记作φA 、φB ，则 （ ） A ．φA >φ B ，E A > E B B ．φA <φB ，E A < E B C ．φA >φB ，E A < E B D ．φA <φB ， E A > E B 7．在电场中A 、B 两点间的电势差为U AB =75V ，B 、C 两点间的电势差为U BC =—200V ，则A 、B 、C 三点的电势高低关系为 （ ） A ．φA >φ B >φ C B ．φA <φC <φB C ．φB <φA <φC D ．φC >φB >φA 8．右图中虚线表示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 两点时的动能分别为26eV 和5eV ，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为—8eV 时，它的动能为（ ）A ．8eV B ．13eV C ．20eV D ．34eV 9．（多选）下列说法中正确的是（ ） A ．电势差和电势一样，是相对量，与零点的选择有关 B ．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分 C ．由于电场力做功跟电荷移动的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径，只跟这两点的位置有关 D ．A 、B 两点的电势差是恒定的，不随零势面的不同而改变，所以U AB =U BA 10．一个带正电的质点，电量q=2.0×10-9C ，在静电场中由a 点移到b 点，在这过程中，除电场力做功外， 其他力做功为6.0×10-5J ，质点的动能增加了8.0×10-5J ，则ab 两点间的电势差U ab 为（ ）A ．3.0×104V B ．1.0×104V C ．4.0×104V D ．7.0×104V 11．（多选）一电子飞经电场中A 、B 两点，电子在A 点的电势能4.8×10-17J ，动能为3.2×10-17J ，电子经过B 点时的电势能为3.2×10-17J ，如果电子只受电场力作用，则 （ ） A ．电子在 B 点的动能为4.8×10-17J B ．由A 点到B 点电场力做功为100eV C ．电子在B 点的动能为1.6×10-17J D ．A 、B 两点间电势差为100V 12．两个带电小球，电荷量分别为+q 和—q ，固定在一长度为L 的绝缘杆的两端，置于电场强度为E 的匀 强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示，若此杆绕经过O 点垂直于杆的轴转过180°，则此过程中电场力做功为（ ） — §1-4电势能电势与电势差（教案） 学习目标： 1.知道电场力做功的特点和电势能的概念． 2．理解电场力做功与电势能变化的关系． 3．知道电势的定义方法及其相对性． 4．理解电势差的概念及正值、负值的含义，知道电势差与零电势点的选择无关． 5．会用公式U AB＝φA－φB及U AB＝W AB/q进行有关计算． 重点难点：1.电场力做功与电势能变化的关系． 2．利用公式U AB＝W AB/q解决问题． 课前自主学案： 一、电场力做功的特点 在匀强电场中,电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关，该结论也适用于任意静电场． 二、电势能 1．电势能：电荷在电场中具有的势能叫做电势能． 2．静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量．若用W AB表示电荷从A点移动到B点的过程中静电力做的功，E pA和E pB分别表示电荷在A点和B点的电势能，公式表达为：W AB＝E pA－E pB. 3．电势能等于什么：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功． 4．电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零． 三、电势与电势差 1．电势 (1)定义：场中某点的电势数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功． (2)定义式：φ=E p/q，单位：伏特，符号为V，即1 V＝1 J/C. (3)物理意义：描述电场能的性质的物理量． (4)相对性：与电势能一样具有相对性，规定了零势点之后，才能确定电场中各点的电势．在物理学的理论研究中常取离场源无限远处或大地上的电势为零． (5)标量：只有大小没有方向，但有正负值，比零点高为正值，比零点低为负值． (6)判断电势高低的方法：电场线指向电势降低的方向． 2．电势差 (1)定义：电场中两点间电势的差值. (2)电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关． (3)公式U AB＝φA－φB，U BA＝φB－φA，可见U AB＝－U BA (4)电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，也叫电压. (5)电势差的单位是伏特，符号是V . 四、静电力做功与电势差的关系 1．W AB＝qU AB，知道了电场中两点的电势差，就可以计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力的大小和方向以及电荷移动的路径． 2．U AB＝W AB/q是确定电势差常用的公式． 核心要点突破： 一、电势能和重力势能的对比理解 两种势能电势能重力势能系统电荷和电场物体和地球 大小的相对性电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零 势能位置时静电力做的功物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功 变化大小的量度静电力的功是电势能变化大小的量度，静电力做 的功等于电势能的减少量重力的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量 对应力做功特点做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且功等于势能的减少量 电势能、电势和电势差 1. 电势能: 电荷在电场中所具有的势能. 注：电场力做功与电势能的关系：在电场中移动电荷时，如果电场力对电荷做正功，电势能减少，做负功电势能增加。电场力做的功等于电势能增量的负值，电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移到电势能为零处电场力所做的功。 特点：①与参考点选取有关；②是电荷与所在电场所共有的。 应用: 1.把两个异种电荷间的距离增大一些，则 A. 外力做正功，电势能增加 B. 外力做负功，电势能减少 C. 电场力做正功，电势能增加 D. 电场力做负功，电势能减少2（多选）. 如图所示，a、b、c为一点电荷形成的电场中的三条电场线，另有一点电荷从M点射入电场，在只受电场力作用下沿图中虚线运动到N点，则该电荷从M向N运动的过程中 A. 加速度一直减小 B. 动能一直减小 C. 电势能一直减小 D. 动能和电势能的总和一直减少 2. 电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 公式：Φ= 单位：伏特 电势是标量等势面：电场中电势相同的点构成的面。 等势面的特点： （1）电荷在同一等势面上移动，电场力不做功（而电场力做的功为零时，电荷不一定沿等势面移动） （2）等势面一定跟电场线垂直（3）等差等势面密的地方场强大 （4）任意两等势面都不会相交（5）电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 应用:1. 一个点电荷，从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，则 A.a、b\两点的场强一定相等 B. 该点电荷一定沿等势面移动 C. 作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的 D. a、b两点的电势一定相等 2. 对于静电场，下列说法正确的是 A. 电场强度处处为零的区域，电势也一定处处为零 B. 电场强度处处相同的区域，电势也一定处处相同 C. 只受电场力作用，正电荷一定由高电势处向低电势处移动 D. 负电荷逆着电场线方向移动，电荷的电势能一定减小 3. 电势差：电场中两点间电势的差值。 定义：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。 定义式：U=W/q，电场中a、b两点间的电势差只取决于a、b两点在电场中的位置，与参考点的选取及被移动的电荷无关，U跟W、q无关。 注意：电势和电势差的区别与联系 （1）区别：电场中某点的电势与零电势点的选取有关（一般取无限远处或地球为零电势点）。而电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 （2）联系：电场中某点的电势等于该点与零电势点间的电势差；而某两点的电势差等于这两点的电势的差值，即U AB=ΦA-ΦB。U AB为正值 电场力做功、电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系 1. 重力做功与电场力做功比较 （1）在重力场中，同一物体从A点移到B点，重力做功与路径无关，只跟A、B两点高度差有关。 W AB=mgh AB,其中h AB=W AB/mg为A、B两点的高度差。 （2）在电场中，可以证明，同一电荷从A点移到B点，电场力做功也与路径无关。 W AB＝qU AB，其中U AB=W AB/q是由电场及A、B两点位置确定的物理量。 2. 电势差U AB： （1）定义：电荷q在电场中由A点移到B点时，电场力所做的功W AB与电荷的电荷量q的比值。（2）计算式：U ab= W ab /q （3）在国际单位制单位:伏特，简称伏。符号为V。 （4）注意：U AB只取决于电场及A、B两点位置，与被移动电荷无关，是从能量角度来反映电场性质的物理量。 3.电势Φ：（1）电势的定义：电场中某点A的电势ΦA，就是A点与参考点（零电势点）的电势差，也等于单位正电荷由该点移到参考点时电场力所做的功。 （2）电势差与电势的关系：U AB=ΦA-ΦB。U AB为正值时，说明ΦA>ΦB；U AB为负值时，说明ΦA<ΦB。（3）电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向，电势越来越低。 （4）注意：电势具有相对性，必须先确定零电势参考点，才能确定电场某点的电势值。一般取大地或无穷远的电势为零电势，电势差与零电势的选取无关。 4. 电场力做功与电势差关系：W AB＝qU AB（此公式的应用可严格按各量的数值正负代入求解，也可只是把各量的数值代入求解，再用其他方法判出要求量的正负）。 5. 匀强电场中电势差和电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积,即U ab=Ed(或E= U ab /d) 注意：（1）d必须是沿场强方向的距离，如果ab两点间距l不沿场强方向，计算电势差时，d的取值应为l在沿场强方向的投影，即为a、b两点所在的等势面的垂直距离。 （2）此两式只适用于匀强电场。电势能和电势、电势差(基础篇)
(完整版)第三节电势能电势电势差
第六章 第二讲 电势 电势差 电势能与电场力做功的关系
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