电势差-电势-等势面练习题及答案
电势差练习题1
【例1】在某电场中的A 、B 间移动电量为q 的电荷时，电荷的电势能变化E ∆跟电荷电量q 的比值为5.0V ，如果在A 、B 间移动电量为2q 的电荷时，A B 两点间电势差为多少？如果没有在A B 间移动电荷，这时A 、B 间电势差为多少？【解析】有同学可能错误地认为⑴A B 两点间电势差2.5V ⑵A B 间电势差0V产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义，错误地把电势差定义式U AB =qE ∆理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。
又因为电势差在数值上等于移动单位电量（1C ）电荷时电势能的改变量，所以移动2C 电量电荷时U 变为2.5V 。
其次错误地认为如果在A B 间没有电荷移动，则无电势能的改变（0=∆E ）故A B 间电势差为零，必须指出电场中两点的电势差反映电场本身的属性只要存在电场，沿电场线方向的两点间便存在电势差，这与在两点间是否移动电荷，以及电荷的电量大小无关。
所以题目中两种种情况电势差均为5.0V 。
【例2】如图所示，点电荷Q 形成电场，现把一个q ＝－2.0×10-8C试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A 、B 、C 三点，电场力做正功还是负功？若移动电荷分别做功为6.0×10-7J 、4.0×10-7J 、1.0×10-7J ，以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别为多少？若选择B 点为零电势点，这三点的电势又分别为多少？【解析】⑴负电荷受到的电场力方向与位移方向一致，故电场力做正功⑵设无穷远处与A 点的电势差为U ∞A ，则有U ∞A =87102100.6--∞⨯-⨯=q W A=-30V而U ∞A =A ϕϕ-∞=-30V 由题意∞ϕ=0 所以A ϕ=30V同理可得B ϕ=20V C ϕ=5V⑶因为U AB =A ϕ-B ϕ=（30-20）V=10V若B ϕ=0，则A ϕ=U AB =10V ，同理C ϕ=-15V【例3】如图所示，在场强为E 的匀强电场中，一电子（电量为e ，质量为m ）从电场中的A 点沿电场线方向以速度v 0运动，到达B点是时速度为零，求：⑴A 、B 两点间电势差U AB 为多少？哪点电势高？⑵电子从A 点运动到B 点所用时间为多少？⑶A 、B 两点间距离为多大？【解析】⑴电子在电场中只受电场力，电场力做功，由动能定理得 W AB =2022212121mv mv mv A B -=- A 、B 两点的电势差U AB =emv e mv q W AB 2212020=--= 因为U AB ＞0，所以A ϕ＞B ϕ即A 点电势高⑵以v 0为正方向，从A 至B 设运动时间为t ，由动量定理得-Eet=0-mv 0 t=Ee mv 0 ⑶设A 、B 两点的距离为s ，由动能定理得 -Ees=-2021mv 故 s=Ee mv 220【基础练习】一、 选择题：1、关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是：（ ）A 、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B 、电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C 、电势差是矢量，电场力做的功是标量D 、在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零2、下列说法中正确的是：（ ）A 、重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的竖直高度差有关，即W AB =mgh ABB 、静电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置的电势差有关，即W AB =qU ABC 、重力对物体做正功，其重力势能能减少，做负功则重力势能增加D 、静电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对负电荷做正功，负电荷电势能减少3、正电荷在电场中沿某一电场线从A 到B ，此过程中可能出现的是：（ ）A 、电场力的大小不断变化B 、电场力的大小保持不变C 、电荷克服电场力做功D 、电荷的电势能不断减小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、如图A 、B 为两等量异号电荷，A 带正电，B 带负电，在A 、B 连线上有a 、b 、c 三点，其中b 为连线的中点，ab=bc ，则：（ ）A 、a 点与c 点的电场强度相同B 、a 点与c 点的电势相同C 、a 、b 间电势差与b 、c 间电势差相等D 、点电荷q 沿A 、B 连线的中垂线移动，电场力不做功6、在静电场中，一个带电量q=2.0×10-9C 的负电荷从A 点移动到B 点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为4.0×10-5J ，质点的动能增加了8.0×10-5J ，则A 、B 两点间的电势差大小为：（ ）A 、2×10-4VB 、1×104VC 、4×104VD 、2×104V二、 填空题：7、如图所示，在场强为E 的匀强电场中有相距为l 的A 、B 两点，连线A B 与电场线的夹角为θ，将一电量为q 的正电荷从A 点移到B点，若沿直线A B 移动该电荷，电场力做的功W 1= ；若沿路径ACB 移动该电荷，电场力做的功W 2= ；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做的功W 3= 。
2.2电势与等势面
例1：一电场，电场线如图。场中A、B两点的电场强 一电场，电场线如图。场中A 度的大小和电势分别用E 表示， 度的大小和电势分别用EA、EB表示，电势用 ϕA、ϕB 表 示，则
( A)EA > EB ,ϕA > ϕB (B)EA > EB ,ϕA < ϕB (C)EA < EB ,ϕA > ϕB (D)EA < EB ,ϕA < ϕB
方向与电荷移动的方向相 同，所以电场力做正功。 则移动过程电势能减少。 做功的量与电势能的减少 量是相等的。
解：依题意，可得W＝qEd
又QEpC = 0 ∴W = ∆Ep = EpC − EpA = −qEd ∴EpA = qEd
末位置的电势能－ 初位置的电势能 这里的负号表示减 少的意思。
如果放入的电荷改为2q 如果放入的电荷改为2q 或 4q时，A点的电势 4q时 能又是多少？ 能又是多少？ 2q时： 4q时： EpA=2qEd EpA=4qEd 可见，电场中某点的电势能 电势能还 放入的电荷量有关。 电荷量有关 可见，电场中某点的电势能还与放入的电荷量有关。
A B
根据电场线的特点， 根据电场线的特点，电场强度可以用电场线疏密来判断。
∴EB > EA
电势高低要从电势能的变化来判断。 电势高低要从电势能的变化来判断。 取一试探电荷， 移到A 若电荷为正 具体 取一试探电荷，从B移到A，若电荷为正，可知 思路：电场力做正功，电势能减少, 可得: 思路：电场力做正功，电势能减少,即EpB>EpA,可得:
可是，就象同一电场中的同一点，对电荷产生力的 可是，就象同一电场中的同一点， 作用的能力是固定的一样， 作用的能力是固定的一样，同一电场中的同一点让 电荷具有电势能的能力也应该是一样的。 电荷具有电势能的能力也应该是一样的。与放入电 场中的电荷也是无关的。 场中的电荷也是无关的。 物理学上用电场强度 物理学上用电场强度 来描述电场对电荷产 生力作用的能力。 生力作用的能力。 用E＝F/q的方法来 F/q的方法 的方法来 体现与放入的电荷 无关。 无关。
人教版高中物理必修三电势差课后习题答案及解析
电势差
课后习题答案及解析
1．在某电场中，已知 A、B 两点之间的电势差 UAB 为 20 V，q 为 − 2×10−9 C的电荷由 A 点移动到 B 点，静电力做的功是多少？电势能是增加还是减 少，增加或者减少多少？
解析：静电力做的功 WAB = qUAB = − 4×10−8 J。由于静电力做 负功，所以电势能增加，增加的电势能为 4×10−8 J。
2．在研究微观粒子时常用电子伏（eV）作为能量的单位。1 eV等于一个电子经过 1 V 电压加速后所增加的动能，那么，1 eV等于多少焦耳？
解析：一个电子的电荷量 e = 1.6×10−19 C，电子增加的动能 等于静电力做的功 W = qU = 1e×1 V = 1.6×10−19 C×1 V = 1.6×10−19 J，所以 1 eV = 1.6×10−19 J。
6V
8V
A 10 V
C
B
解析：电场线的大致分布如右侧图所示。
因为 φA = φB = 10 V，φC = 6 V，取 q = 1 C， 可得静电力所做的功为 WAB = qφA – qφB = q（φA – φB）= 0 WAC = qφA – qφC = q（φA – φC） = 1×（10 − 6）J = 4 J WBC = qφB – qφC = q（φB – φC）= 1×（10 − 6）J = 4 J 可见，静电力所做的功 WAC = WBC。
3．如图 10.2-4，回答以下问题。
（1）A、B 哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？ （2）负电荷由 B 点移动到 A 点时，静电力做正功还是负功？ （3）A、B两点的电势差 UAB 是正的还是负的？ UBA 呢？
解析：因为电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势 面，所以由图10.2-4可知： （1）B 点的电势高于 A 点的电势。把负电荷由 A 点移到 B 点静电力做正功，电势能减少，负电荷在 A 点的电势能较 大。 （2）负电荷由 B 点移动到 A 点时，静电力做负功。 （3）UAB = φA – φB < 0，UBA = φB – φA > 0。
2.2 电势与等势面
尖 端 放 电
使用避雷针
A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功 c
b av
Mv N
F
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，电势能增加
L
D.粒子从L到N的过程中，动能减少
KF
三、尖端放电
1、导体电荷分布特点：表面具有凸出尖端的带电 导体，在尖端处的电荷分布密度很大 2、尖端放电：带电较多的导体，在尖端部位， 场强可以大到使周围的空气发生电离而引起放电 的程度，这就是尖端放电现象
EP
q
1J/C=1V
2、EP及q含符号
3、相对性：一般选取无穷远或大地电势为零。
4、沿电场线 (场强)方向电势越来越低
A
B
E
φA ＞φB
5、正电荷的电场中电势为正，负电荷的电场中电势为负
即，距离正电荷越近的，电势越高；距离负电荷越近，电势越低
6、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决 定的，与放不放电荷及放什么电荷无关
电势和电势能的区别和联系
物理 意义 相关 因素
大小
单位
电势φ 反映电场的能的性质的物
理量
电场中某一点的电势φ的大 小，只跟电场本身有关，
跟点电荷q无关
电势沿电场线逐渐下降，取 定零电势点后，某点的电势 高于零者，为正值；某点的
电势低于零者，为负值
伏特(V)
电势能Ep 电荷在电场中某点所
具有的电势能
b，电场力做正功W1；再由b移至c，电场力做正功W2,
则（ C ）
A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3
B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3 D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
第10章 第2节 电势差 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节 电势差课程内容要求核心素养提炼1．理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关．2．掌握两点间电势差的表达公式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系． 3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行相关计算． 4．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面，学会用等势面分析静电场的性质．1．物理观念：电势差、等势面． 2．科学思维 (1)电势差的理解．(2)应用电势差计算静电力做功． (3)应用等势面分析电场的性质．一、电势差 1．电势差的概念(1)定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差，也叫电压．与零电势点的选取无关．(2)表示：电场中A 点的电势记为φA ，B 点的电势记为φB ，则A 、B 间的电势差表示成U AB ＝φA －φB 或U BA ＝φB －φA ．(3)电势差的正、负：电势差是标量，可以是正值，也可以是负值．当A 点电势比B 点电势高时，U AB 为正值；当A 点电势比B 点电势低时，U AB 为负值．(4)单位：国际单位是伏特，符号为V ． 2．电势差与静电力做功的关系(1)电荷q 在电场中从A 点移到B 点，A 、B 两点间的电势差为 U AB ，则静电力做的功W AB ＝qU AB ，该公式对任何电场都成立，则U AB ＝W AB q．(2)电荷在电场中移动时，静电力做的功与两点间的电势差有关，与电荷在电场中移动的路径无关．[判断](1)电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关．(×) (2)电势差是一个标量，但是有正值和负值之分．(√)(3)公式W AB ＝qU AB 适用于任何电场，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样适用．(√)二、等势面1．定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面．2．等势面与电场线的关系(1)电场线跟等势面垂直．(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．[判断](1)在等势面上移动电荷时，静电力一定不做功．(√)(2)电场线与等势面不一定垂直．(×)(3)两个等势面可以相交．(×)探究点一电势差和静电力做功在如图所示的电场中有A、B两点，若选取无穷远处为零电势点，A、B两点的电势分别为φA、φB．(1)A、B两点的电势差U AB是多少？若把电荷q从A点移到B点，则电荷q的电势能变化了多少？(2)根据静电力做功与电势能变化的关系，求静电力对该电荷做的功．提示(1)U AB＝φA－φB－ΔE p＝qφA－qφB(2)W AB＝－ΔE p＝q(φA－φB)即W AB＝qU AB1．电势与电势差的比较电势φ电势差U AB＝φA－φB区别(1)电场中某点的电势与零电势点的选取有关，是相对量(2)电势由电场本身决定，反映电场的能的性质(1)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关，是绝对量(2)电势差由电场和两点间的位置决定联 系(1)可正可负，标量(2)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差(3)电势与电势差的单位相同，国际单位皆为伏特(V)(4)电场中两点之间的电势差，与零电势点的选取无关，U AB ＝φA －φB ，显然U AB ＝－U BA ，U AC ＝U AB ＋U BC(5)电势差与电势高低的关系：U AB ＞0时，φA ＞φB ；U AB ＜0时，φA ＜φB ，即电势差的正负号表示A 、B 两点电势的高低2．电势差与静电力做功的关系 (1)公式U AB ＝W ABq中，W AB 为q 从初位置A 移到末位置B 时静电力做的功，做正功代入正值，做负功代入负值．q 为电荷所带电荷量，正电荷取正值，负电荷取负值．(2)电场中两点的电势差，由电场中两点的位置决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、静电力做功的大小无关．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为U AB 与W AB 成正比，与q 成反比，但是可以利用W AB 、q 来测量A 、B 两点间的电势差．(3)由比值定义式U AB ＝W ABq可以看出，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，若静电力对单位正电荷做正功，U AB 为正值，若静电力对单位正电荷做负功，则U AB 为负值．有一所带电荷量q ＝－3×10－6 C 的点电荷，从电场中的A 点移到B 点时，克服静电力做功6×10－4 J ，从B 点移到C 点时，静电力做功9×10－4 J ．求：(1)AB 、BC 、CA 间电势差各为多少？(2)如果B 点电势为0，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？[思路点拨] (1)可根据U AB ＝W ABq分析电势差． (2)可由φ＝E pq 确定电势及电势能．解析 (1)根据U ＝Wq则U AB ＝－6×10－4－3×10－6 V ＝200 V即φA －φB ＝200 VU BC＝9×10－4－3×10－6V＝－300 V即φB－φC＝－300 VU CA＝φC－φA＝100 V．(2)若φB＝0，则φA＝200 V，φC＝300 VE p A＝φA q＝200×(－3×10－6) J＝－6×10－4 JE p C＝φC q＝300×(－3×10－6) J＝－9×10－4 J．答案(1)200 V－300 V100 V(2)200 V300 V－6×10－4 J－9×10－4 J[变式]在[例1]中，若规定A点电势为0，则B、C两点的电势各为多少？电荷在B、C两点的电势能各为多少？解析若φA＝0，则φB＝－200 V，φC＝100 VE p B＝φB q＝(－200)×(－3×10－6) J＝6×10－4 JE p C＝φC q＝100×(－3×10－6) J＝－3×10－4 J．答案见解析[题后总结](1)W AB＝E p A－E p B＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qU AB．(2)公式U AB＝W ABq中功和电荷量应包含正负号，若代入绝对值计算，则只能求出电势差的绝对值．(3)电子伏特(eV)是能量单位，与焦耳(J)的换算关系是：1 eV＝1.6×10－19 J．[训练1](多选)如图所示的等量异种电荷中，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则()A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相等C．a、b间电势差与b、c间电势差相等D．点电荷沿AB中垂线移动时，静电力不做功ACD[由于a、c两点关于b点对称，电场强度的大小和方向均相同，选项A正确；电场线由a点指向c点，所以有φa>φc，选项B错误；由于ab＝bc，电荷由a点移到b点和由b点移到c点时，静电力做功相等，故U ab＝U bc，选项C正确；A、B连线的中垂线为等势线，在等势线上移动电荷时，静电力不做功，选项D正确．][训练2]如图所示，电场中A、B两点的电势差为30 V，一个电荷量为5×10－8C的正点电荷由A点运动到B点，静电力对点电荷做了多少功？B、C两点间的电势差大小为15 V，该点电荷从B点运动到C点，静电力对点电荷做了多少功？解析方法一：根据静电力做的功与电势差的关系得W AB＝qU AB＝5×10－8×30 J＝1.5×10－6 J．W BC＝qU BC＝5×10－8×(－15) J＝－7.5×10－7 J．方法二：正点电荷从A点运动到B点时，是顺着电场线方向移动的，所以静电力做正功，其大小W1＝qU1＝1.5×10－6 J．正点电荷从B点运动到C点时，是逆着电场线方向移动的，所以静电力做负功，其大小W2＝qU2＝7.5×10－7 J．答案 1.5×10－6 J－7.5×10－7 J探究点二等势面的理解和应用如图所示，在点电荷形成的电场中有A、B、C三点，若将单位正电荷由A点移动到C 点做功为W AC，把单位正电荷由B点移动到C点做功为W BC，而W AC＝W BC，则A、B两点的电势有什么关系？单位正电荷从A点移动到B点时，静电力做功情况如何？提示相等01．等势面的应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差值．(2)由等势面可以判断静电力对移动电荷做功的情况．(3)已知等势面的形状分布，可以绘制电场线．(4)由等差等势面的疏密，可以比较不同点电场强度的大小．2．等势面与电场线的区别与联系电场线等势面物理意义形象描述电场强度的分布形象描述电场中各点电势的分布来源从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)电场中电势相同的各点构成的面图线特点带箭头的不闭合的曲线，两电场线不相交可以闭合，也可以不闭合，不同等势面不相交描述电场曲线上某一点的切线方向为该点的电场强度方向，疏密表示电场强度大小电场方向由高电势指向低电势，且与等势面垂直．等差等势面的疏密表示电场强度大小做功情况电荷沿电场线移动时静电力必做功电荷沿等势面移动时静电力不做功联系(1)沿电场线方向电势降低(2)电场线与等势面垂直(3)由一种图线可画出另一种图线(2020·浙江卷)空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则()A．e点的电势大于0B．a点和b点的电场强度相同C．b点的电势低于d点的电势D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加D[P、Q处固定等量异种电荷，则两电荷连线中垂线为等势线且电势为0，e在该等势线上，故e点电势为0，A错．a、b两点电场强度大小相等，但方向不同，B错．Q处固定正电荷，则P处固定电荷为负电荷，所以φb＞0，φd＜0，故b点电势高于d点电势，C 错．负电荷从a到c，电势降低，由E p＝qφ知，电势能增加，D对．][题后总结]电场强度的大小、电势高低，电荷移动时静电力做功等问题，都可以结合电场线和等势面进行分析，可以直观地得出结果．[训练3]如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示等势线，A、B、C是电场中的三点，下列关于这三点的电场强度E和电势φ的大小关系正确的是()A．E A＜E C B．E B＞E AC．φA＞φC D．φB＞φAD[电场线的疏密程度反映场强的大小，A点处电场线最密，电场强度最大，则有E A ＞E B，E A＞E C，故选项A、B错误．沿电场线方向电势越来越低，则知φB＞φA，因φB＝φC，故φC＞φA，故选项C错误，选项D正确．][训练4](多选)如图所示，一带电粒子在两个固定的等量正点电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C 点位于同一等势面上．下列说法正确的是()A．该粒子可能带正电B．该粒子经过B点时的速度最大C．该粒子经过B点时的加速度一定为0D．该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能CD[由该粒子的运动轨迹知，最初粒子受到吸引力，由固定电荷带正电可知，该粒子一定带负电，故选项A错误；因为粒子从A点到B点的过程中，只受静电力作用且静电力先做正功后做负功，由动能定理知，动能先增大后减小，故在B点的动能不是最大，则经过B点时的速度不是最大，故选项B错误；B点是两点电荷连线的中点，合电场强度为0，故粒子在该点受力为0，加速度为0，故选项C正确；等量正点电荷连线的中垂线上，连线中点，电势最高，可知φA＜φB，因粒子带负电，由E p＝φq得E p A＞E p B，故选项D正确．]探究点三电场中的能量转化问题1．只有静电力做功只发生电势能和动能之间的相互转化，电势能与动能之和保持不变，功和能之间的关系W电＝－ΔE电＝ΔE k．2．只有静电力和重力做功只发生电势能、重力势能和动能之间的相互转化，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变，功和能之间的关系为W电＋W G＝－(ΔE电＋ΔE p)＝ΔE k．3．多个力做功多种形式的能参与转化，要根据不同力做功和不同形式的能之间转化的对应关系分析，总功等于动能的变化，即W总＝W电＋W其他＝ΔE k．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是()A．粒子在这三点的电势能大小关系为E p c<E p a<E p bB．粒子在这三点所受的静电力不相等C．粒子必先过a，再到b，然后到cD．粒子在这三点所具有的动能大小关系为E k b＞E k a＞E k cA[选项A正确，选项D错误：粒子在电场中运动时，只有静电力做功，故电势能与动能之和应是恒定不变的，由图可知，带电的粒子在b点时的电势能最大，在c点时的电势能最小，则可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小．选项B错误：因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的静电力相等．选项C错误：由图可知，电场的方向是向上的，而粒子受力一定是向下的，故粒子带负电，而带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都能得到如图所示的轨迹．][训练5](多选)一个带电小球在从空中a点运动到b点的过程中，重力做功3 J，静电力做功1 J，克服空气阻力做功0.5 J，则小球()A．在a点的重力势能比在b点的重力势能大3 JB．在a点的动能比在b点的动能小3.5 JC．在a点的电势能比在b点的电势能小1 JD．在a点的机械能比在b点的机械能小0.5 JABD[重力做正功，重力势能减小；静电力做正功，电势能减小；静电力和空气阻力做功的代数和等于小球机械能的变化量．]。
1.5 电势差
它的动能应为(
)
A.8 eV
C.20 eV
B.13 eV
D.34 eV
解析:由于正电荷由a到b点动能减少了21 eV,而电场中机械能 和电势能总和不变,故在等势面3的动能应为12 eV,总能量 为12 eV+0=12 eV,当在所求位置时,因为电势能为-8 eV,所
以动能应为12 eV-(-8 eV)=20 eV,故C选项正确.
第五节 电势差
课标解读
1.理解电势差的概念,知道电势差与零势点选取无关. 2.能够根据电势差UAB计算电荷q在电场中移动时,电场力所做 的功WAB=UABq. 3.能够根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB计算电 势差UAB= WAB . q
课前自主学习
一､电势差 1.定义:电场中两点电势的差值叫做这两点的电势差,它与零势 点的选取无关. 2.定义式:电场中A点的电势记为φA､B点的电势记为φB,则AB 两点电势差表示为UAB=φA-φB. 3.电势差的单位与电势的单位相同为伏特,电势差是标量,但有
A.电势差的定义式UAB= 量q成反比
WAB , q
)
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 B. A､B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点 电场力所做的功 C.将1 C电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两
点间的电势差为1 V
D.电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受
W 名师点拨:求解电场中两点间的电势差,根据公式 U q 计算 时,可把各物理量的数值及符号一并代入,也可代入绝对值,
然后根据题意再判断各物理量的正负.若知道各点电势可 根据定义来求两点间电势差要注意计算时各物理的角标要 对应,电场中各点电势差可依次用代数方法叠加,即:
电场(电场线和等势面)习题含答案
电场(电场线和等势面)习题含答案编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（电场(电场线和等势面)习题含答案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为电场(电场线和等势面)习题含答案的全部内容。
电场线及等势面的习题一、知识点归纳，考点:电场线、电场强度、电势能、电势、等势面、电场力做功.（一）比较电场中两点的电场强度的大小的方法：1、在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度，电场线分布相对密集处，场强；电场线分布相对稀疏处，场强。
2、等势面密集处场强 ,等势面稀疏处场强（二）关于电势、等势面与电场线的关系：电场线等势面，且指向电势降落最陡的方向，等势面越密集的地方，电场强度越。
（三)比较电荷在电场中某两点的电势大小的方法：1、利用电场线来判断:在电场中沿着电场线的方向,电势 .2、利用等势面来判断：在静电场中，同一等势面上各的电势相等，在不同的等势面间，沿着电场线的方向各等势面的电势越来越低。
(四）比较电荷在电场中某两点的电势能大小的方法：1、只有电场力做功时:电场力做正功，电势能动能这种方法与电荷的正负无关.2、利用电场线来判断:正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减少；逆着电场线方向移动时,电势能逐渐增大。
负电荷则相反。
二、几种常见电场等势面分布图1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。
说出：A、B、C三点场强的大小、方向关系，以及三点电势的高低2、等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面.问题 1 取无穷远处电势为零，中垂线上各点的电势为多少?是等势面吗？连线中点的场强为多少？问题2 中垂线左侧的电势高还是右侧的电势高？3.等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。
电势 电势差
2.等势面
电势相等 的各点组成的面。 (1)定义：电场中_________ (2)特点： 电场线 垂直。 ①等势面一定与_______ 等势面 上移动电荷时电场力不做功。 ②在同一_______ 电势高 的等势面指向_______ 电势低 的等势面。 ③电场线方向总是从_______ 越大 ，反之_____ 越小 。 ④等差等势面越密的地方电场强度_____
【总结提升】确定匀强电场的方向及某点电势高低的技巧
(1)分析三个点的电势大小关系，找出电势最高点与最低点连
线上与第三点电势相等的点。
(2)连接等势点，画出等势线。 (3)根据电场线与等势线垂直画出电场线。 (4)根据U=Ed及UAB=φA-φB求所求点的电势。
【变式训练】(2012·安徽考)如图所示，在平面直角坐标系
取无穷远处电势为零,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 正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能 大处电势较低
【典例透析2】(双选)(2010·山东高考)某电场的电场线分布 如图所示，以下说法正确的是( )
A.a点场强大于b点场强
B.a点电势高于b点电势 C.若将一试探电荷+q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点 D.若在d点固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程 中，电势能减少
在电场中,若只有电场力做功时,电荷的 动能和电势能相互转化,动能增加,电势 能减小,反之,电势能增加
能量守恒法
【变式训练】(2012·天津高考)两个固定的等量异号点电荷所 产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速 度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,
粒子只受静电力作用,则粒子在电场中(
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高二物理周练〔一〕
一、选择题
1．关于电势差和电场力作功的说法中，正确的选项是[ ]
A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
C．电势差是矢量，电场力作的功是标量
D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零
2．在电场中，A点的电势高于B点的电势，则[ ]
A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功
B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功
C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功
D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功
3．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的选项是[ ]
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零
D．场强大小相同的点电势不一定相同
4．假设带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内[ ]
A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
5．有一电场的电场线如图1所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B表示，则[ ]
A．E a＞E b U a＞U b
B．E a＞E b U a＜U b
C．E a＜E b U a＞U b
D．E a＜E b U a＜U b
6．如图2，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则[ ]
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相同
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功
7．在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是[ ]
A．电场强度B．同一电荷所受电场力
C．电势D．同一电荷具有的电势能
8．下述说法正确的选项是[ ]
A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功
B．等势面上各点场强大小一定相等
C．电场中电势高处，电荷的电势能就大
D．电场强度大处，电荷的电势能就大
9．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么[ ]
A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
10．一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则[ ]
A．a、b两点场强一定相等
B．该点电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势一定相等
11．如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的选项是[ ]
A．小球在运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最大
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为〔mg＋Eq〕
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3〔mg－qE〕
12．如图4，所示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有a、b、c 三点，则[ ]
A．a点电势比b点高
B．a、b两点场强方向相同
C．a、b、c三点与无穷远处电势相等
D．一带电粒子〔不计重力〕在a点无初速释放，则它将在a、b连线上运动
二、填空题
13．以无穷远处为零电势点，下述情况中各物理量为正还是为负？
〔1〕负电荷周围空间的电势为_________值．
〔2〕正电荷位于某负荷电产生的电场内，它的电势能为________值．
〔3〕负电荷位于某负电荷产生的电场内，它的电势能为________值．
〔4〕导体在正电荷形成的电场中，处于静电平衡状态时，导体的电势为________值．
14．电场中的电荷因____而具有的能量叫电势能．当两个同种电荷距离增大时，电荷的电势能将________；假设把两个电荷的距离增大时，电场力做了负功，则这两个电荷为_________种电荷．
15．图5为电场中的一条电场线，一个正电荷从A点沿直线向B点运动时，速度逐渐减小，则U a_____U b〔填＞、＝、＜〕
16．将一个1.0×10－5C的电荷从电场外移到电场里一点A，外力克服电场力作功6.0×10－3J，则A点的电势为U a＝_____V；如果此电荷从电场外移到电场里的另一点B时，电场力作功0.02J，则A、B两点电势差为U ab＝______V；如果另一个电量是0.2C的负电荷从A 移到B，则电场作功______J．
17．如图6，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功W PA、W PB、W PC的大小关系为________．
18．如图7，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势U a、U b、U c、U d由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．
19．如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线U3上时，具有动能20J，它运动到等势线U1时速度为零，令U2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．
20．图9是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5cm，θ＝53°，一带电量为－4×10－6C的微粒沿AB匀速运动，则此微粒的质量为_______kg．〔取g＝10m／s2〕
三、计算题
21．一带负电的粒子，q＝－2.0×10－9C，在静电场中由点运动到b点，在这过程中，除电场力外，其它力作的功为6.0×10－5J，粒子动能增加了8.0×10－5J，求a、b两点间的电势差U ab等于多少？
22．固定不动的正点电荷A，带电量为Q＝1.0×10－6C，点电荷B从距A无穷远的电势
为零处移到距A为2cm、电势为3000V的P点，电场力做负功为1.8×10－3J．假设把B电荷从P点由静止释放，释放瞬间加速度大小为9×109m／s2，求B电荷能到达的最大速度．
电势差电势等势面练习题答案
一、选择题
1．BD2．AD3．D4．D5．D
6．ACD7．CD8．A9．CD10．D
11．B12．BC
二、填空题
13．〔1〕负〔2〕负〔3〕正〔4〕正
14．受电场力作用，减少，异
15．＜
16．600，2600，－520
17．相等
18．U a＞U b＞U c＞U d，N
19．6
20．2×10-4
三、计算题
21．－1×104V
22．1.55×103m/s。