高中物理-专题练习-2018电势电势差电势能高中物理一轮复习专题
电势电势差电势能
【知识扫描】
一.电场力做功和电势能
1.电场力做功的特点及求法
2.电势能
3.电场力做功与电势能变化的关系
4.比较电荷在电场中电势能大小的方法
二.电势和等势面
1.电势
2.等势面及其特点
3.常见电场的等势面的分布
三.电势差
四.电场强度.电势.电势差及电视能的比较
【好题精析】
例1.如图所示，AB、CD为一圆的两条直径，且互相垂直，O点为圆心．空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行．现有一电子，在电场力作用下(重力不
计)，先从A点运动至C
点，动能减少了W；又从
C点运动至B点，动能
增加了W，那么关于此空
间存在的静电场可能是
( )
A．方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场
B．方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
C．位于O点的正点电荷形成的电场
D．位于D点的正点电荷形成的电场
变式练习1. 如图所示，
虚线a、b和c 是某静电
场中的三个等势面，它们
的电势分别为φa、φb和
φc，φa＞φb＞φc，一带
正电的粒子射入电场中，
其运动轨迹如实线
KLMN所示，由图可知（）
A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功
B.粒子从L到M的过程中，电场力做负功
C.粒子从K到L的过程中，静电势能增加
D.粒子从L到M的过程中，动能减小
例2．将一正电荷从无穷远处移向电场中M点，电场力做功为6．0×10-9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7．0×10-9J，则M、N两点的电势φm、φn 有如下关系（）
A．φm＜φn＜0 B．φn＜φm＜0
C．φn＜φm＜0 D．φm＞φn＞0
变式练习2 . 有一带电量q=－3×10-6C的点电荷，从电场
中的
A点移到B点时，克服电场力
做功6×10-4J．从B点移到C点时电场力做功9×10-4J．问：
⑴AB、BC、CA间电势差各为多少?
⑵如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?
例3.(2003全国高考理综)图中虚线所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 点时的动能分别为26 eV 和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8 eV 时，它的动能应为（ ）
A.8 eV
B.13 eV
C.20 eV
D.34 eV
变式练习3.一个带电小球在空中从点a 运动到点b ，这一过程重力做功5 J ，电场力做功2 J ，克服空气阻力做功l J ，由此可以判断小球从点a 运动到点b 的过程中，有关能量的变化是 ( )
A ．重力势能减小5 J
B ．电势能增大2 J
C ．动能增大6 J
D ．机械能减小3 J
例4. 如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a 处运动到b
处，以下判断正确的是（ ） A. 电荷从a 到b 加速度减小 B. b 处电势能大
C. b 处电势高
D. 电荷在b
处
速度小
变式练习4.如图所示，虚线a ．b ．c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差
相等，即U ab =U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P ．Q 是这条轨迹上的两点，据此可知（ ） A ．三个等势面中，a 的电势最高
B ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大
C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大
D ．带电质点通过P 点时的加速度较Q 点大
课 后 作 业
1．关于电势差的说法中，正确的是 （ ） A ．两点间的电势差等于从其中一点移到另一点时，电场力所做的功
B ．1
C 的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J 的功，这两点间的电势差就是1V
C ．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D ．两点间的电势差的大小跟放入这两点间的电荷的电量成反比
2.如图所示，直线MN 为点电荷Q 的电场中的一条电场线.带正电的粒子只在电场力的作用下，沿着曲线
由a 向b 运动，则（ ）
A.点电荷Q 是正电荷
B.电势U a ＞U b
C.场强E a ＞E b
D.带电粒子的动能E ka ＞E kb
3.一质量为m 的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为
32
g ，阻力不计，关于小球在下落h 的过程中能
量的变化，以下说法中正确的是（ ）
A.动能增加了31
mgh
B.电势能增加了31
mgh
C.机械能减少了32
mgh
D.重力势能减少了
32
mgh
4.如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂
线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。
以下判断正确的是 A.b 点场强大于d 点场强 B.b 点场强小于d 点场强
C.a 、b 两点的电势差等于b 、c 两点间的电势差
D.试探电荷+q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能
5.如图所示，A 、B 、C 、D 为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D 时，动能为20ev,飞经等势面C 时,电势能为-10ev,飞至等势面B 时速度恰好为0，已知相邻等势面间的距离均为5cm ，则下列说法正确的是（ ）
A.等势面A 的电势为-10V
B.匀强电场的场强为200V/m
C.电子再次飞经D 等势面时，动能为10ev
D.电子的运动为匀变速直线运动
6.若电场中，a 、b 两点间的电势差U ab =1V ，将一电子从a 点移到b 点，电子克服电场力做
的功为1eV ，则（ ）
A ．场强方向一定由b 指向a
B ．场强方向一定由a 指向b
C ．电子的电势能增加增加1eV
D ．电子的电势能减少1eV
7．如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正电荷Q ，一表面绝缘的带正电小球（可
视为质点且不影响Q 的电场），从左端以初速度v 0滑上金属板的上表面，已知金属板上表面光滑，则小球在向右运动到右端的过程中 （ ） A ．小球作匀速运动
B ．小球先减速运
动，后加速运动 C ．小球受的电场力作正功
D ．小球受的电场力的冲量为零
8．如图所示匀强电场E 的区域内，在O 点处放置一点电荷+Q 。
a ．b ．c ．d ．e ．f 为以O 点为球心的球面上的点，acef 平面与电场线平行，bdef 平面与电场垂直，则下列说法中正确的是：( )
A ．b ．d 两点的电场强度相同
B ．a 点的电势等于f 点的电势
C ．点电荷+q 在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功。
D ．将电荷+q 在球面上任意两点之间移动时，从球面上a 点移动到c 点的电势能变化最大。
9.(2005辽宁高考)一匀强电场，场强方向是水平的（如图9-3-18）.一个质量为m 的带正电的小球，从O 点出发，初速度的大小为v 0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O 点的电势能之差.
10.为使带负电的点电荷q （不计重力）在一匀强电场中沿直线匀速地由A 运动到B ，必须对该电荷施加一个恒力F ，如图9－3－3所示, 若AB=0．4m ，α=37°，q=3×10-7C ，F=1．5×10-4N ，点电势φA =100V
(1) 在图中用实线画出电场线，用虚线画通过
A 、
B 两点的等势线，并标明它们的电势值。
（2）求q 在由A 到B 的过程中电势能的变化量是多少？。
2018届高三物理高考总复习课件：专题7 第2讲电势能、电势、电势差 精品
___________有关．
• (2)计算方法
电场方向
任何电场
• ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿
___________的距离．
• ②WAB＝qUAB，适用于___________．
• 2．电势能
• (1)定义：电荷电场在________中具有的势能，数
零值势能上等于将电荷从该点移到________位置时
• 【答案】BC
【解析】电场中两点的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 和移动电荷的电荷量 q 无 关，选项 A 错误，C 正确；根据 UAB＝WqAB可知选项 B 正确；电场中 A、B 两点间的 电势差 UAB 等于把单位正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时电场力所做的功，选项 D 错误．
• 5．[对电场强度和电势差关系的考查]如图所 示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等 势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方 向和数值是( )
• 【答案】ABD
• 【解析】在两等量异种电荷产生的电场中， 根据电场分布规律和电场的对称性可以判断， b、d两点电势相同，均大于c点电势，b、d 两点场强大小相同但方向不同，选项A，B 正确，C错误．c点的电势低于a点的电势， 将＋q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，
• 练2 (多选)如图所示，MN，PQ是圆的两条 相互垂直的直径，O为圆心．两个等量正电 荷分别固定在M，N两点．现有一带电的粒 子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静 止释放，粒子恰能在P，Q之间做直线运动， 则以下判断正确的是( )
4．[对电势差的考查](多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是( ) A．电势差的公式 UAB＝WqAB说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成正比， 与移动电荷的电荷量 q 成反比 B．把正电荷从 A 点移到 B 点时电场力做正功，则有 UAB＞0 C．电势差的公式 UAB＝WqAB中，UAB 与移动电荷的电荷量 q 无关 D．电场中 A、B 两点间的电势差 UAB 等于把正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时电场 力所做的功
2018高考物理第一轮复习 专题 电场力做功与电势能、电势、电势差同步练习 鲁科版
电场力做功与电势能、电势、电势差【模拟试题】（答题时间：30分钟）1. 关于公式ϕ=qE P 可知：（） A. 电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比B. 电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比C. 电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关D. 放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变2. 如图所示，在O 点置一点电荷Q ，以O 为圆心作一圆。
现将一电荷从A 分别移到圆上的B 、C 、D 三点，则电场力做功最多的过程是：（ ）A. 移到B 的过程B. 移到C 的过程C. 移到D 的过程D. 三个过程一样多3. 如图所示，a 、b 两点电势相同，电场强度也相同的是（）4. 如图所示，电场中有A 、B 两点，则下列说法中正确的是：（ ）A. 电势A ϕ＞B ϕ，场强E A ＞E BB. 电势A ϕ＞B ϕ，场强E A ＜E BC. 将+q 电荷从A 点移动到B 点电场力做正功D. 将-q 电荷分别放在A 、B 两点时具有的电势能E PA ＞E PB5. 将一正电荷从无穷远处移向电场中M 点，电场力做功为6.0×10-9J ，若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10-9J ，则M 、N 两点的电势ϕM 、ϕN有如下关系（）A. ϕM ＜ϕN ＜0B. ϕN ＞ϕM ＞0C. ϕN ＜ϕM ＜0D. ϕM ＞ϕN ＞06. 两带电小球的电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为L的绝缘细杆的两端，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，若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在转动过程中电场力做的功为（）A. 0B. qELC. 2 qELD. πqEL7. 如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为ϕa、ϕb 和ϕc，ϕa＞ϕb＞ϕc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）A. 粒子从K到L的过程中，静电力做负功B. 粒子从L到M的过程中，静电力做负功C. 粒子从K到L的过程中，电势能增加D. 粒子从L到M的过程中，动能减小30的直角三角形底边长为2L，底边处在水平位置，斜边为光滑绝8. 如图所示，倾角为︒缘导轨，现在底边中点处固定一正电荷Q，让一个质量为m的带正电的点电荷q从斜面顶端滑下（不脱离斜面），已测得它滑到仍在斜面上的垂足D处速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜面底端C点时的速度和加速度各为多少。
2018年高考物理一轮复习 专题31 电势能、电势、电势差(测)(含解析)
专题31 电势能、电势、电势差【满分：110分时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．下列关于场强和电势的叙述正确的是：（）A、在匀强电场中，场强处处相同，电势也处处相等B、在正点电荷形成的电场中，离点电荷越远，电势越高，场强越小C、若取无限远处电势为零，等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势为零，场强不为零D、在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高【答案】C【名师点睛】电场线越密的地方场强越强，越疏的地方，场强越弱．电荷在等势面上移动，受电场力，但是电场力不做功．等势面与电场线垂直；解决本题的关键知道等量同种电荷和等量异种电荷周围电场线的特点，根据电场线疏密比较场强的强弱，根据电场线方向确定电势的高低。
2．静电在日常生活和生产中有着重要的作用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理是：让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。
现有三个粒子a，b，c，从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，他们的运动轨迹如图所示。
下列说法正确的是：（）A．a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷B．a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷C．a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷D．a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷【答案】B【解析】a向负电荷的一侧偏转，说明电荷a与负电荷相互吸引，所以电荷a带正电，在运动的过程中不偏转，所以不带电，向正电荷的一侧偏转，说明与正电荷之间为相互吸引，即带负电荷，故B正确，A、C、D错误。
【名师点睛】同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，根据电荷之间的相互作用力间的关系，可以判断电荷的性质；本题考查的就是电荷的基本性质，根据同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引来分析即可。
3．如图所示的某电场的一条电场线，A、B是这直线上的两点．一电子以速度vＢ经过B点向A 点运动,经过一段时间后,电子以速度v A经过A点,且v A与v B方向相反,则：（）A．A点的场强一定大于B点的场强 B．A点的电势一定高于B点的电势C．电子在A点的动能一定小于它在B点的动能 D．电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能C【答案】度相同的是：（）A．甲图：与点电荷等距的a、b两点B．乙图：两平行板间电场中的a、b两点C．丙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的a、b两点【答案】C5．图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。
高考物理一轮复习 专题28 电势能、电势、电势差(练)(
专题28 电势能、电势、电势差（练）1．（多选）下列说法中正确的是：（）A．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大C．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大D．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大【答案】AC【名师点睛】对于电场力做功与电势能变化的关系，可运用类比的方法加深理解，将它们的关系类比成重力做功与重力势能变化的关系，即可容易理解，也便于掌握．2．（多选）x轴上有两个点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图曲线所示，选无穷远处电势为零，从图中可以看出：（）A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量B．Q1和Q2一定是异种电荷C．P处的电场强度为零D．Q1和Q2之间连线上各点电场强度方向都指向Q2【答案】BD【解析】在两个电荷的连线上的P点的电势也是零，P离Q1较远， Q1的电荷量大于Q2的电荷量．故A错误；由题意知，无穷远处电势为零，而Q1附近电势大于零，Q2附近电势小于零，则知，Q1和Q2一定是异种电荷．故B正确；由φ-x图象的斜率看出，P处的电场强度不为零．故C错误；从Q1到Q2之间连线上电势逐渐降低，连线上各点电场强度方向都指向Q2，故D正确．【名师点睛】本题主要考查了电势、电场强度。
属于中等难度的题目。
本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求学生对于基本的几种电场的情况要了解，尤其几种典型电场的电势和电场线分布特点。
本题还要理解φ-x图象的斜率大小等于场强大小。
3．有一静电场，电场线平行于x轴，其电势φ随x 坐标的改变而改变，变化的图线如图所示。
若将一带负电粒子（重力不计）从坐标原点 O由静止释放，电场P、Q两点的坐标分别为1mm、4mm。
高三物理一轮复习电势电势差电势能与精.pptx
考点知识诊断 热点题型探 究
难点能力突 破
课后作业
1 第2页/共80页
考点知识诊断
2 第3页/共80页
知识清单
一、电场力做功的特点和电势能 1．电场力做功的特点．
□ 在电场中移动电荷时，电场力做功只与电荷的 1 起始 位 □ □ 置和 2 终止 位置有关，与电荷 3 经过的路径 无关，在匀 □ 强电场中 W＝Fd＝qEd，其中 d 是电荷初、末位置 4 在电场 的
解法一 据 Ep＝qφ 判断． 若为正电荷，则 EpM>EpN，从 M 到 N 电势能降低；若 为负电荷，则 EpM<EpN，从 M 到 N，电势能升高．
18 第19页/共80页
解法二 利用电场力做功判断． 若为正电荷，电场力做正功，电势能降低；若为负电 荷，电场力做负功，电势能升高． 解法三 用推论判断． 对正电荷，因 φM>φN， 故 EpM>EpN；对负电荷，EpM<EpN. 综上所述，选项 A、D 正确．
答案 D
25 第26页/共80页
5.如图所示，一带电粒子在电场中的运动轨迹，如虚线 所示，下列说法中正确的是( )
26 第27页/共80页
A．粒子一定带正电 B．粒子受到的电场力做正功 C．粒子在 B 点的电势能大于在 A 点的电势能 D．粒子在 B 点的加速度大
27 第28页/共80页
解析 由于 A 处电场线密，A 点场强大，受电场力大， 加速度大，D 不正确；由轨迹弯曲方向可知，粒子受力方向 与电场线方向相反，粒子带负电，A 不正确；若粒子是由 A 向 B 运动，则运动方向与受力方向夹角大于 90°，粒子受到 的电场力做负功，动能减少，电势能增加．若粒子是由 B 向 A 运动，则运动方向与受力方向夹角小于 90°，粒子受到的电 场力做正功，动能增加，电势能减少，故 B 不正确，C 正确．
2018年高考物理一轮复习专题31电势能、电势、电势差(讲)(含解析)
专题31 电势能、电势、电势差1.掌握电势、电势能、电势差的概念，理解电场力做功的特点；会判断电场中电势的高低、电势能的变化.2.会计算电场力做功及分析电场中的功能关系．一、电场力做功与电势能 1．电场力做功的特点(1)在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，可见电场力做功与重力做功相似．(2)在匀强电场中，电场力做的功W ＝Eqd ，其中d 为沿电场线方向的位移． 2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功．(2)电场力做功与电势能变化的关系电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝E p A －E p B .(3)电势能的相对性：电势能是相对的，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． 二、电势 1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值． (2)定义式：qE p =ϕ(3)标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同． (5)沿着电场线方向电势逐渐降低． 2．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点构成的面． (2)特点①电场线跟等势面垂直，即场强的方向跟等势面垂直． ②在等势面上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面． ④等差等势面越密的地方电场强度越大；反之越小． ⑤任意两等势面不相交．深化拓展 (1)电势是描述电场本身的能的性质的物理量，由电场本身决定，而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能，由电荷与电场共同决定． (2) qE p =ϕ或E p ＝ψq .三、电势差1．电势差：电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时，电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值，叫做A 、B 间的电势差，也叫电压． 公式：qW U ABAB =.单位：伏(V)． 2．电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有U AB ＝－U BA .3．电势差U AB 由电场中A 、B 两点的位置决定，与移动的电荷q 、电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取也无关．4．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积．即U ＝Ed ，也可以写作dU E =考点一 电场中的功能关系、电势高低及电势能大小的判断与比较 1．比较电势高低的方法(1)沿电场线方向，电势越来越低．(2)判断出U AB 的正负，再由U AB ＝φA －φB ，比较φA 、φB 的大小，若U AB >0，则φA >φB ，若U AB <0，则φA <φB .(3)取无穷远处电势为零，则正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低． 2．电势能大小的比较方法 (1)做功判断法电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方． 特别提醒 其他各种方法都是在此基础上推理出来的，最终还要回归到电场力做功与电势能变化关系上．(2)场电荷判断法①离场正电荷越近，正电荷的电势能越大；负电荷的电势能越小．②离场负电荷越近，正电荷的电势能越小；负电荷的电势能越大．(3)电场线法①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大．②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小．(4)公式法由E p＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，E p的正值越大，电势能越大；E p的负值越大，电势能越小．★重点归纳★1、电场力做功与电场中的功能关系（1）求电场力做功的几种方法①由公式W＝Fl cos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eql cos α.②由W AB＝qU AB计算，此公式适用于任何电场．③由电势能的变化计算：W AB＝E p A－E p B.④由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔE k.（2）电场中的功能关系①若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．②若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．③除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．④所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．（3）处理电场中能量问题的基本方法在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系．①应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)．②应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化．③应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系．④有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒．2、静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1．主要类型：(1)v－t图象；(2)φ－x图象；(3)E－t图象．2．应对策略：(1)v－t图象：根据v－t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化．(2)φ－x图象：①电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零．②在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．③在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB＝qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出判断．(3)E－t图象：根据题中给出的E－t图象，确定E的方向的正负，再在草纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布．★典型案例★一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是：（）A．A处的电场强度一定小于B处的电场强度B．A处的电势一定小于在B处的电势C．CD间各点电场强度和电势都为零D．AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差【答案】D【解析】的电势差，D正确；故选D。
高考物理第一轮复习 知识点 电势和电势差
高考物理第一轮复习知识点一电势和电势差(时间：60分钟)知识点一电势和电势差1．下列说法正确的是( )．A ．电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关B ．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以U AB＝U BA解析电势具有相对性、与零点的选择有关．而电势差是标量，有正、负之分，但大小与零点的选择无关．故A错误、B正确；由于U AB＝φA－φB，U BA＝φB－φA故U AB＝－U BA，故D错误；电势差为电场中两点电势之差，与移动电荷的路径无关，故C正确．答案BC2．在某电场中，A、B两点间的电势差U AB＝60 V，B、C 两点间的电势差U BC＝－50 V ，则A、B、C三点电势高低关系是( )．A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φBC．φA＞φC＞φB D．φC＞φB＞φA解析因为U AB＝φA－φB＝60 V＞0，所以φA＞φB，又U BC＝φB－φC＝－50 V＜0，所以φB＜φC，又U AC ＝U AB＋U BC＝60 V＋(－50 V)＝10 V＞0，所以φA＞φC，故φA＞φC＞φB.正确选项为C.答案 C知识点二电场强度与电势的关系图1－5－33．某静电场的电场线分布如图1－5－3所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q，电势分别为φP和φQ，则( )．A．E P>E Q，φP>φQB．E P>E Q，φP<φQC．E P<E Q，φP>φQD．E P<E Q，φP<φQ解析P点处电场线分布的密集些，Q处电场线分布稀疏些，则E P>E Q.图中，电场线的方向是由P指向Q，根据顺着电场线的方向，电势依次降落，有P点电势高于Q点电势．答案 A图1－5－44．如图1－5－4所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则( )．A．带电粒子带负电B．a、b两点间的电势差U ab＝mghqC．b点场强大于a点场强D．a点场强大于b点场强解析从a到b，带电粒子先加速后减速，电场力方向向上，故带电粒子带负电，A项正确；由动能定理知mgh＝qU ab，U ab＝mghq，故B项正确；带电粒子在b点受到的电场力比a 点受到的电场力大，故b点场强大于a点场强，故C项正确．答案ABC5．关于静电场，下列结论普遍成立的是( )．A．电场强度大的地方电势高，由场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零解析电势高低与电场强度大小无必然联系，但沿电场强度方向，电势降低最快；电场力做功与场强大小无关，与始末位置的电势差有关．答案 C知识点三电场力做功与电势能、电势差的关系图1－5－56．如图1－5－5所示，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心的某同心圆弧上，将一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功大小比较( )．A．W AB＞W ACB．W AD＞W ABC．W AC＝W ADD．W AB＝W AC解析点电荷的等势面为同心球面，故B、C、D三点位于同一等势面上，故U AB＝U AC＝U AD，将同一检验电荷从A点分别移到B、C、D各点，由功的计算公式W＝qU可得电场力做功相同．答案 CD图1－5－67．如图1－5－6所示，一簇电场线的分布关于y 轴对称，O 是坐标原点，M 、N 、P 、Q 是以O 为圆心的一个圆周上的四个点，其中M 、N 在y 轴上，Q 点在x 轴上，则( )．A ．M 点的电势比P 点的电势低B ．O 、M 间的电势差小于N 、O 间的电势差C ．一正电荷在O 点时的电势能小于在Q 点时的电势能D ．将一负电荷由M 点移到P 点，电场力做正功 答案 ABD 8.图1－5－7如图1－5－7所示是一匀强电场，已知场强E ＝2×102N/C ，现让一个电荷量为q ＝－4×10－8C 的电荷沿电场方向从M 点移到N 点，MN 间的距离l ＝30 cm.试求：(1)电荷从M 点移到N 点电势能的变化； (2)M 、N 两点间的电势差．解析 (1)负电荷在该电场中所受电场力F 为恒力，方向向左，因此从M 点移到N 点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能ΔE p 等于电荷克服电场力做的功W .电荷克服电场力做功为W ＝qEl ＝4×10－8×2×102×0.3 J＝2.4×10－6 J ，故电势能增加了2.4×10－6J.(2)M 、N 两点间的电势差为U MN ＝W MN q ＝－2.4×10－6－4×10－8V ＝60 V ，即M 、N 两点间的电势差为60 V.答案 (1)电势能增加了2.4×10－6J (2)60 V图1－5－89．如图1－5－8所示，Q 为固定的正点电荷，A 、B 两点在Q 的正上方与Q 相距分别为h 和0.25h ，将另一点电荷从A 点由静止释放，运动到B 点时速度正好又变为零．若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ，试求：(1)此电荷在B 点处的加速度；(2)A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)．解析 (1)这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q ，由牛顿第二定律，在A 点时mg －kQq h 2＝m ·34g . 在B 点时kQq0.25h2－mg ＝m ·a B ，解得a B ＝3g ，方向竖直向上，q ＝mgh 24kQ.(2)从A 到B 过程，由动能定理mg (h －0.25h )＋qU AB ＝0， 故U AB ＝－3kQh.答案 (1)3g 方向竖直向上 (2)－3kQh图1－5－910．如图1－5－9所示的匀强电场中，有a 、b 、c 三点，ab ＝5 cm ，bc ＝12 cm ，其中ab 沿电场线方向，bc 和电场线方向成60°角，一个电荷量为q ＝4×10－8C 的正电荷从a 点移到b 点时静电力做功为W 1＝1.2×10－7J ，求：(1)匀强电场的场强E ；(2)电荷从b 移到c ，静电力做功W 2； (3)a 、c 两点间的电势差U ac .解析 (1)设a 、b 间距离d ，由题设条件有W 1＝qEd ，E ＝W 1qd ＝ 1.2×10－74×10－8×5×10－2V/m ＝60 V/m. (2)设b 、c 间距离为d ′，b 、c 两点沿场强方向距离为d 1.W 2＝qEd 1＝qEd ′cos 60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J.(3)正电荷从a 移到c ，静电力做功W ＝W 1＋W 2，又W ＝qU ac ，则U ac ＝W 1＋W 2q ＝1.2×10－7＋1.44×10－74×10－8V ＝6.6 V. 答案 (1)60 V/m (2)1.44×10－7J (3)6.6 V。
高考物理一轮总复习 专题7 电场 第2讲 电势能、电势、电势差课后提能演练(2021年最新整理)
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电势能、电势、电势差一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求．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【答案】D2．如图所示,a，b，c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点．已知a，b 两点的电势分别为φa＝3 V，φb＝9 V，则下列叙述正确的是( ）A．该电场在c点处的电势一定为6 VB．a点处的场强E a一定小于b点处的场强E bC．正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D．正电荷只受电场力作用从a点运动到b点过程中动能一定增大【答案】C3．如图甲所示，Q1，Q2是两个固定的点电荷，其中Q1带正电．在它们连线的延长线上有a，b两点,一带正电的试探电荷以一定的初速度从a点沿直线经b点向远处运动,其v－t图象如图乙所示．若将带正电的试探电荷从Q1左侧由静止释放,则该试探电荷( )甲乙A．一定做加速运动B．可能先做加速运动，后做减速运动C．电势能可能增加D．运动过程中所在位置的电势逐渐升高【答案】A4．如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D，E，F三点,且DE＝EF，K,M,L分别为过D，E，F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子,从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|W ab｜表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|W bc｜表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则( ）A．｜W ab|＝｜W bc|B．|W ab|＜|W bc|C．粒子由a点到b点,动能减少D．a点的电势较b点的电势低【答案】C5．(2016年龙岩质检）半径为R，电荷量为Q的均匀带正电的球体在空间产生球对称的电场，场强大小沿半径分布如图所示,图中E0已知．取无穷远处电势为零，距球心r处的电势为φ＝k错误!（r≥R），式中k为静电力常量．下列说法错误的是( )A．球心处的电势最高B．球心与球表面间的电势差等于错误!E0RC．只在电场力作用下，紧靠球体表面一带电荷量为－q（q〉0）的粒子能挣脱带电球的引力的最小初动能为错误!D．只在电场力作用下，紧靠球体表面一带电荷量为－q（q>0）的粒子能挣脱带电球的引力的最小初动能为错误!E0Rq【答案】D【解析】沿着电场线，电势降低，则球心处的电势最高,由E－r图象可得，球心与球表面间的电势差等于错误!E0R(即图象与r包围的面积），A、B两项均正确；球体表面上，该粒子的电势能为E p＝－qφ＝错误!则粒子挣脱带电球的引力的最小初动能为E k＝－E p＝错误!，选项C 正确，D错误．本题选D．6．如图所示，一质量为m，带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右．粒子通过电场中的b点时,速率为2v0，方向与电场方向一致，则a,b两点间的电势差为（)A．错误!B．错误!C．错误!D．错误!【答案】C【解析】由题意可知，粒子受重力和水平方向的电场力作用，由加速度定义a＝错误!，可得加速度的大小a x＝2a y＝2g，则由牛顿第二定律可知qE＝2mg，水平位移x＝v0t，竖直位移y ＝错误!，即x＝2y，因此电场力做功W1＝qEx＝qU ab，重力做功W2＝－mgy＝错误!，由动能定理得W1＋W2＝错误!m×（2v0)2－错误!mv错误!，解得U ab＝错误!.7．带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为3 J,电场力做功1 J，克服空气阻力做功为0。
高考物理一轮复习专题7.3 电势能与电势差(精讲)(解析版)
专题7.3 电势能与电势差1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势的定义、定义式、单位，能根据电场线判断电势高低．3.知道等势面，理解等势面的特点.4.知道典型电场的等势面特点．5.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选取无关.6.掌握电势差的表达式U AB ＝φA －φB 及U AB ＝W AB q.3.知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系．知识点一 电势能和电势一、静电力做功的特点1．静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W ＝qEl cos θ.其中θ为静电力与位移方向之间的夹角．2．特点：在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关．二、电势能1．电势能：电荷在电场中具有的势能，用E p 表示．2．静电力做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．表达式：W AB ＝E p A －E p B . ⎩⎪⎨⎪⎧静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加. 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功E p A ＝W A 0.4．电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．三、电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．2．公式：φ＝E p q. 3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V ,1 V ＝1 J/C.4．电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐降低．5．电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低．6．电势的相对性：只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.【方法技巧】1．对公式φ＝E p q的理解： (1)φ取决于电场本身；(2)公式中的E p 、q 均需代入正负号．2．电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关．在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零．3．电势虽然有正负，但电势是标量．电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表示方向．4．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．(2)电势能判断法：由φ＝E p q知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．知识点二 等势面及其应用1．定义：电场中电势相同的各点构成的面．2．等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功(选填“做功”或“不做功”)．(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直．(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．知识点三 电势差一、电势差1．定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压．2．公式：电场中A 点的电势为φA ，B 点的电势为φB ，则U AB ＝φA －φB ，U BA ＝φB －φA ，U AB ＝－U BA .3．电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低．U AB >0，表示A 点电势比B 点电势高．4．单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为伏特，符号是V.二、静电力做功与电势差的关系1．公式：W AB ＝qU AB 或U AB ＝W AB q. 2．U AB 在数值上等于单位正电荷由A 点移到B 点时静电力所做的功．知识点四 电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积．2．公式：U AB ＝Ed .3．适用条件(1)匀强电场．(2)d 为两点沿电场方向的距离．二、公式E ＝U AB d的意义 1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向距离的比值．2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．3．电场强度的另一个单位：由E ＝U AB d可导出电场强度的另一个单位，即伏[特]每米，符号为V/m.1 V/m ＝1 N/C.考点一 静电力做功和电势能的变化【典例1】（2019·江苏卷）如图所示，ABC 为等边三角形，电荷量为+q 的点电荷固定在A 点．先将一电荷量也为+q 的点电荷Q 1从无穷远处（电势为0）移到C 点，此过程中，电场力做功为-W ．再将Q 1从C 点沿CB 移到B 点并固定．最后将一电荷量为-2q 的点电荷Q 2从无穷远处移到C 点．下列说法正确的有（ ）A ．Q 1移入之前，C 点的电势为WqB ．Q 1从C 点移到B 点的过程中，所受电场力做的功为0C ．Q 2从无穷远处移到C 点的过程中，所受电场力做的功为2WD ．Q 2在移到C 点后的电势能为-4W【答案】ABD【解析】由题意可知，C 点的电势为pC E W q qϕ==，故A 正确；由于B 、C 两点到A 点(q +)的距离相等，所以B 、C 两点的电势相等，所以1Q 从C 点移到B 点的过程中，电场力做功为0，故B 正确；由于B 、C 两点的电势相等，所以当在B 点固定1Q 后，C 点的电势为2W q，所以2Q 从无穷远移到C 点过程中，电场力做功为：2204W W qU q W q ⎛⎫==-⨯-= ⎪⎝⎭故C 错误；由于C 点的电势为2W q ，所以电势能为p 4E W =-，故D 正确。
高考物理一轮复习课件专题电势能电势电势差
解析：根据图像可知，粒子做匀加速直线运动，加速度不变，选项A错误；根据图像可知， 粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，选项B正确；根据$U = Ed$可知，$U_{AC} > U_{BC}$，选项C正确；匀强电场的场强处处相等，选项D错误.
解题技巧总结提高
解题技巧一
在处理带电粒子在电场中的运动问题时，要注意分析粒子的受力情况，判断其运动性质 ，若粒子做匀变速运动，则可用牛顿第二定律和运动学公式求解；若粒子做类平抛运动
，则运动的合成与分解是常用的方法.
解题技巧二
求解电势差时，要注意顺着电场线方向电势逐渐降低，在匀强电场中$U = Ed$，在非 匀强电场中$U_{AB} = frac{W_{AB}}{q}$.
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带电粒子运动轨迹确定方法
初速度为零的带电粒子
在匀强电场中，初速度为零的带电粒子将沿电场线方向做匀加速直线运动。
初速度不为零的带电粒子
当初速度方向与电场力方向不在同一直线上时，带电粒子将做曲线运动。此时，可以根据 牛顿第二定律和运动学公式求解粒子的运动轨迹。
运动轨迹与电场线的关系
在匀强电场中，带电粒子的运动轨迹与电场线平行或重合。
图像法求解非匀强电场中电势差
等效法求解非匀强电场中电势差
根据电场线与等势面的关系，画出等势面 图像。利用等势面图像和几何知识求解电 势差。
将复杂的非匀强电场等效为简单的匀强电 场或点电荷电场，从而简化计算过程。
04 静电场中导体和 绝缘体特性分析
导体在静电场中特点总结
静电感应现象
当导体置于静电场中时，其内部自由电子会受到电场力的 作用，进行重新分布，使得导体两端出现等量异号电荷， 这种现象称为静电感应现象。