1011版高中物理 2.3研究電場的能的性質(zhì)（二）課時講練通課件 滬科版選修31

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1、1.1.根據(jù)公式根據(jù)公式 M M= = 可得到電場中某點(diǎn)的電勢可得到電場中某點(diǎn)的電勢 M M與電與電荷在該點(diǎn)的電勢能荷在該點(diǎn)的電勢能E EpMpM成正比成正比, ,與電荷量與電荷量q q成反比成反比, ,這種說這種說法對嗎？法對嗎？提示：提示：這種說法不對這種說法不對. .電勢是電荷在電場中具有的電勢電勢是電荷在電場中具有的電勢能與其電荷量的比值，是表示電場能量屬性的一個物能與其電荷量的比值，是表示電場能量屬性的一個物理量，在電場中某點(diǎn)電勢的大小由電場本身的條件決理量，在電場中某點(diǎn)電勢的大小由電場本身的條件決定，與在該點(diǎn)是否放著電荷，電荷的電性、電荷量均定，與在該點(diǎn)是否放著電荷，電荷的電性、電

2、荷量均無關(guān)，這和許多用比值定義的物理量相同無關(guān)，這和許多用比值定義的物理量相同. .pMEq2.2.電荷在電勢高的地方具有的電勢能一定大嗎電荷在電勢高的地方具有的電勢能一定大嗎? ?在電勢在電勢低的地方具有的電勢能一定小嗎低的地方具有的電勢能一定小嗎? ?提示提示: :利用利用E Ep p=q =q 可知可知, ,正電荷在電勢越高的地方電勢正電荷在電勢越高的地方電勢能越大能越大, ,在電勢越低的地方電勢能越小在電勢越低的地方電勢能越小, ,而負(fù)電荷在電而負(fù)電荷在電勢越高的地方電勢能越小勢越高的地方電勢能越小, ,在電勢越低的地方電勢能越在電勢越低的地方電勢能越大大. .3.3.電勢和電場強(qiáng)度都

3、是描述電場的物理量電勢和電場強(qiáng)度都是描述電場的物理量, ,試分析二者試分析二者的區(qū)別和聯(lián)系的區(qū)別和聯(lián)系. .提示：提示：【典例【典例1 1】如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，】如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，M M、N N為對稱線上的兩點(diǎn)為對稱線上的兩點(diǎn). .下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.MA.M點(diǎn)電勢一定高于點(diǎn)電勢一定高于N N點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢B.MB.M點(diǎn)場強(qiáng)一定大于點(diǎn)場強(qiáng)一定大于N N點(diǎn)場強(qiáng)點(diǎn)場強(qiáng)C.C.正電荷在正電荷在M M點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能大于在N N點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能D.D.將電子從將電子從M M點(diǎn)移動到點(diǎn)移動到N N點(diǎn)，電場力做正功點(diǎn)，電場力做正功【

4、思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)根據(jù)電場線指向判斷電勢高低根據(jù)電場線指向判斷電勢高低. .(2)(2)根據(jù)電場線疏密程度判斷場強(qiáng)大小根據(jù)電場線疏密程度判斷場強(qiáng)大小. .(3)(3)根據(jù)根據(jù)E Ep p= q= q判斷電勢能大小判斷電勢能大小. .【自主解答【自主解答】選選A A、C.C.沿電場線方向，電勢降低，所以沿電場線方向，電勢降低，所以M M點(diǎn)電勢一定高于點(diǎn)電勢一定高于N N點(diǎn)電勢，點(diǎn)電勢，A A正確；電場線的疏密程度正確；電場線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱，由圖可知，表示電場的強(qiáng)弱，由圖可知，M M點(diǎn)場強(qiáng)一定小于點(diǎn)場強(qiáng)一定小于N N點(diǎn)場點(diǎn)場強(qiáng)，強(qiáng)，B B錯誤；正電荷錯誤；正電荷q q在在M

5、 M點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能E EpMpM=q =q M M, ,在在N N點(diǎn)的點(diǎn)的電勢能電勢能E EpNpN=q =q N N，由于，由于 M M N N，所以，所以E EpMpME EpNpN,C,C正確；正確；電子在電場中受電場力的方向沿電子在電場中受電場力的方向沿NMNM指向指向M M，故從，故從M M移動移動到到N N，電場力做負(fù)功，電場力做負(fù)功，D D錯誤錯誤. .1.1.為什么在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功？為什么在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功？提示：提示：同一等勢面上各點(diǎn)電勢同一等勢面上各點(diǎn)電勢 相等，根據(jù)電勢定義相等，根據(jù)電勢定義 = = 可知同一等勢面上同一電荷電勢

6、能相等，所以可知同一等勢面上同一電荷電勢能相等，所以在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功. .pEq2.2.為什么等勢面處處與電場線垂直？為什么等勢面處處與電場線垂直？提示：提示：在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功，電在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功，電場力必處處與位移方向垂直才能保證電場力做功為零場力必處處與位移方向垂直才能保證電場力做功為零. .因此等勢面處處與電場線垂直因此等勢面處處與電場線垂直. .3.3.為什么電場線從電勢較高的等勢面指向電勢較低的為什么電場線從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面？請舉例說明等勢面？請舉例說明. .提示：提示

7、：例如在正的點(diǎn)電荷形成的電場中，將正檢驗(yàn)電例如在正的點(diǎn)電荷形成的電場中，將正檢驗(yàn)電荷荷q q從無窮遠(yuǎn)分別移至從無窮遠(yuǎn)分別移至A A、B B、C C各點(diǎn)，克服電場力做各點(diǎn)，克服電場力做功，正電荷功，正電荷q q在在 A A、B B、C C各點(diǎn)的電勢能都是正的，且各點(diǎn)的電勢能都是正的，且E EpApAEEpBpBEEpCpC，根據(jù)電勢定義，根據(jù)電勢定義 = = ，可知，可知，A A、B B、C C各點(diǎn)的電勢關(guān)系是各點(diǎn)的電勢關(guān)系是 A A B B C C，可見，沿著電場線方向電勢降低，可見，沿著電場線方向電勢降低. .電場線從電勢電場線從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面較高的等勢面指向電勢較低的

8、等勢面. .pEq4.4.為什么任意兩個電勢不同的等勢面都不會相交？為什么任意兩個電勢不同的等勢面都不會相交？提示：提示：電場中某點(diǎn)的電勢是確定的，具有惟一的值，電場中某點(diǎn)的電勢是確定的，具有惟一的值，如果兩等勢面相交的話，交點(diǎn)處會出現(xiàn)兩個電勢值，如果兩等勢面相交的話，交點(diǎn)處會出現(xiàn)兩個電勢值，這是不可能的這是不可能的. .【典例【典例2 2】(2010(2010廈門高二檢測廈門高二檢測) )一帶電粒子射入一固定在一帶電粒子射入一固定在O O點(diǎn)的點(diǎn)電點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場中，粒子運(yùn)動軌跡如圖中荷的電場中，粒子運(yùn)動軌跡如圖中虛線虛線abcabc所示所示. .圖中實(shí)線是同心圓弧，圖中實(shí)線是同心圓弧，表示電

9、場的等勢面表示電場的等勢面. .不計重力，則下不計重力，則下列判斷一定錯誤的是列判斷一定錯誤的是( )( )A.A.此粒子一直受到靜電排斥力作用此粒子一直受到靜電排斥力作用B.B.粒子在粒子在b b點(diǎn)的電勢能一定大于在點(diǎn)的電勢能一定大于在a a點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能C.C.粒子在粒子在b b點(diǎn)的速率一定大于在點(diǎn)的速率一定大于在a a點(diǎn)的速率點(diǎn)的速率D.D.粒子在粒子在a a點(diǎn)和點(diǎn)和c c點(diǎn)的速度大小一定相等點(diǎn)的速度大小一定相等【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)在同一等勢面上，電場力不做功在同一等勢面上，電場力不做功. .(2)(2)做曲線運(yùn)動的物體所受合力指向軌跡凹側(cè)做曲線運(yùn)動的物體所受合力指向

10、軌跡凹側(cè). . 【自主解答【自主解答】選選C.C.由粒子的運(yùn)動軌跡可以判定帶電粒由粒子的運(yùn)動軌跡可以判定帶電粒子與子與O O點(diǎn)的電荷是同種電荷，彼此相互排斥，點(diǎn)的電荷是同種電荷，彼此相互排斥，A A對對. .由由a a到到b b過程中，斥力做負(fù)功，動能減小，電勢能增加，過程中，斥力做負(fù)功，動能減小，電勢能增加，B B對，對，C C錯錯.a.a、c c兩點(diǎn)電勢相等，電勢能、動能及速度的兩點(diǎn)電勢相等，電勢能、動能及速度的大小相等，大小相等，D D對對. .1.1.試就下面兩種情況推導(dǎo)公式試就下面兩種情況推導(dǎo)公式U UABAB=Ed=Ed(1)A(1)A、B B兩點(diǎn)位于同一條電場線上；兩點(diǎn)位于同一條

11、電場線上；(2)A(2)A、B B兩點(diǎn)不在同一條電場線上兩點(diǎn)不在同一條電場線上. .提示：提示：(1)(1)在沿著電場線上兩點(diǎn)移動電荷時，電場力做在沿著電場線上兩點(diǎn)移動電荷時，電場力做功與電勢差的關(guān)系功與電勢差的關(guān)系W WABAB=qU=qUABAB，電場力做功與電場強(qiáng)度的，電場力做功與電場強(qiáng)度的關(guān)系關(guān)系W WABAB=Eqd=Eqd，因此，因此U UABABEd.Ed.(2)(2)如果在勻強(qiáng)電場中，不是如果在勻強(qiáng)電場中，不是沿著電場線上移動電荷沿著電場線上移動電荷. .如圖如圖所示的勻強(qiáng)電場所示的勻強(qiáng)電場E E中，有一帶中，有一帶電荷量為電荷量為+q+q的粒子在電場力的粒子在電場力的作用下由

12、的作用下由A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，點(diǎn)，A A、B B兩點(diǎn)間的電勢差為兩點(diǎn)間的電勢差為U UABAB，距離為距離為L L，ABAB與電場與電場E E的方向的夾角為的方向的夾角為.則則從力的角度看，電場力做功：從力的角度看，電場力做功：W WABAB=EqLcos=Eqd=EqLcos=Eqd從能的角度看，電場力做功：從能的角度看，電場力做功：W WABAB=U=UABABq q由以上兩式得：由以上兩式得：U UABAB=Ed=Ed2.2.請結(jié)合圖思考：在勻強(qiáng)電場中，長度相等且相互平請結(jié)合圖思考：在勻強(qiáng)電場中，長度相等且相互平行的兩線段端點(diǎn)行的兩線段端點(diǎn)ABAB間與間與DCDC間電勢差有何關(guān)系

13、間電勢差有何關(guān)系? ?提示：提示：設(shè)設(shè) =l=l，DCDC邊和邊和ABAB邊邊與場強(qiáng)方向的夾角都為與場強(qiáng)方向的夾角都為，則，則U UDCDC= =ElcosElcos，U UABAB=Elcos=Elcos，故在勻強(qiáng)電，故在勻強(qiáng)電場中場中, ,長度相等且相互平行的兩線段端長度相等且相互平行的兩線段端點(diǎn)間的電勢差相等點(diǎn)間的電勢差相等, ,即即U UABAB=U=UDCDC. . DCAB3.3.如圖所示如圖所示, ,沿沿AB,AC,ADAB,AC,AD三個方向電勢都是降落三個方向電勢都是降落的的, ,三個電勢降落方向中三個電勢降落方向中, ,沿哪個方向電勢降落最快沿哪個方向電勢降落最快? ?電電

14、勢降落最快的方向與電場方向具有怎樣的關(guān)系勢降落最快的方向與電場方向具有怎樣的關(guān)系? ?提示：提示：(1)(1)三個電勢降落方向中三個電勢降落方向中, ,沿沿A AC C方向電勢降落最方向電勢降落最快快. .(2)(2)電場強(qiáng)度的方向就是電勢降落最快的方向電場強(qiáng)度的方向就是電勢降落最快的方向. .【典例【典例3 3】如圖所示，】如圖所示，A A、B B兩平行金屬兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)板間的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=2E=210105 5 V/m V/m，方向如圖所示方向如圖所示. .電場中電場中a a、b b兩點(diǎn)相距兩點(diǎn)相距10 cm10 cm，abab連線與電場線成連線與電場線成6060角，角

15、，a a點(diǎn)距點(diǎn)距A A板板2 cm2 cm，b b點(diǎn)點(diǎn)距距B B板板3 cm3 cm，求：，求：(1)(1)電勢差電勢差U UAaAa、U Uabab和和U UABAB；(2)(2)用外力用外力F F把電荷量為把電荷量為1 11010-7-7 C C的正電荷由的正電荷由b b點(diǎn)勻速移點(diǎn)勻速移動到動到a a點(diǎn)，那么外力點(diǎn)，那么外力F F做的功是多少？做的功是多少？【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)勻強(qiáng)電場中，電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系式勻強(qiáng)電場中，電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系式 U UEdEd中的中的d d是電場方向上兩點(diǎn)間的距離是電場方向上兩點(diǎn)間的距離. .(2)(2)根據(jù)動能定理，用外力在電場中勻速移動電荷，

16、外根據(jù)動能定理，用外力在電場中勻速移動電荷，外力的功與電場力的功之和等于零力的功與電場力的功之和等于零. . 【自主解答【自主解答】(1)U(1)UAaAa=E=Ed dAaAa=2=210105 50.02 V=40.02 V=410103 3 V.U V.Uabab=E=Ed dabab=2=210105 50.10.1cos60cos60 V=1 V=110104 4 V.U V.UABAB=E=Ed dABAB=2=210105 5(0.02+0.1(0.02+0.1cos60cos60+ +0.03) V =20.03) V =210104 4 V. V.(2)(2)據(jù)動能定理得據(jù)動

17、能定理得W WF F+W+W電電=0=0，所以，所以W WF F=-W=-W電電=-qU=-qUbaba=qU=qUabab= = 1 11010-7-71 110104 4 J=1 J=11010-3-3 J. J.答案答案: :(1)4(1)410103 3 V 1 V 110104 4 V 2 V 210104 4 V V(2)1(2)11010-3-3 J J【典例【典例4 4】如圖所示，虛線框內(nèi)為一】如圖所示，虛線框內(nèi)為一勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場，A A、B B、C C為該電場中的三為該電場中的三個點(diǎn)，已知個點(diǎn)，已知 A A=12 V=12 V， B B=6 V=6 V， C C =-6

18、V=-6 V，試在該方框中作出該電場，試在該方框中作出該電場的示意圖的示意圖( (即畫出幾條電場線即畫出幾條電場線) )，并要求保留作圖時所，并要求保留作圖時所用的輔助線用的輔助線( (用虛線表示用虛線表示) )，若將一個電子從，若將一個電子從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)，電場力做多少功？點(diǎn)，電場力做多少功？【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)在勻強(qiáng)電場中電場力不變，在同一直在勻強(qiáng)電場中電場力不變，在同一直線上線上, ,電荷移動相等的距離，電場力所做功相等，因此，電荷移動相等的距離，電場力所做功相等，因此，電勢能隨距離的變化是均勻的，電勢隨距離的變化是電勢能隨距離的變化是均勻的，電勢隨距離的變化是

19、均勻的均勻的. .即電勢的變化與距離成正比即電勢的變化與距離成正比. .(2)(2)電場線與等勢面垂直電場線與等勢面垂直. .(3)(3)找出等勢點(diǎn)，畫出等勢線，再畫出電場線找出等勢點(diǎn)，畫出等勢線，再畫出電場線. . 【標(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】因因 B B=6 V=6 V， C C= =-6 V-6 V，根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)，在，根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)，在BCBC連線的中點(diǎn)處連線的中點(diǎn)處D D的電勢必為零；的電勢必為零；同理，把同理，把ACAC線段等分成三份，在線段等分成三份，在分點(diǎn)分點(diǎn)F F處的電勢也必為零，連接處的電勢也必為零，連接DFDF即該勻強(qiáng)電場中的一即該勻強(qiáng)電場中的一條等勢線，根據(jù)電場線與等

20、勢線垂直，可以畫出電場條等勢線，根據(jù)電場線與等勢線垂直，可以畫出電場中的電場線，如圖所示，由沿場強(qiáng)方向電勢降低可確中的電場線，如圖所示，由沿場強(qiáng)方向電勢降低可確定出場強(qiáng)的方向定出場強(qiáng)的方向. . 將一電子從將一電子從A A移到移到B,B,電子的電勢能增加，電場力做負(fù)電子的電勢能增加，電場力做負(fù)功，功，W=e W=e B B-e -e A A=e(6-12)V=-6 eV=e(6-12)V=-6 eV. .1.1.某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P P、Q Q兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為電場強(qiáng)度的大小分別為E EP P和和E EQ Q, ,電勢分別為電勢分

21、別為 P P和和 Q Q，則則( )( )A.EA.EP PEEQ Q, , P P Q Q B.E B.EP PEEQ Q, , P P Q QC.EC.EP PE Q Q D.E D.EP PE EQ Q, , P P Q Q【解析【解析】選選A.A.由于由于P P點(diǎn)電場線比點(diǎn)電場線比Q Q點(diǎn)密，故點(diǎn)密，故E EP PEEQ Q, ,電場電場線方向由線方向由P P指向指向Q Q，沿電場線方向電勢越來越低，故，沿電場線方向電勢越來越低，故 P P Q Q, ,故故A A正確，正確，B B、C C、D D錯誤錯誤. .2.(20112.(2011杭州高二檢測杭州高二檢測) )下列關(guān)于靜電場的說

22、法中正下列關(guān)于靜電場的說法中正確的是確的是( )( )A.A.場強(qiáng)為零處場強(qiáng)為零處, ,電勢不一定為零電勢不一定為零; ;電勢為零處電勢為零處, ,場強(qiáng)不一場強(qiáng)不一定為零定為零B.B.正電荷只在電場力作用下正電荷只在電場力作用下, ,一定從高電勢向低電勢運(yùn)一定從高電勢向低電勢運(yùn)動動C.C.在點(diǎn)電荷形成的電場中沒有場強(qiáng)完全相同的兩點(diǎn)在點(diǎn)電荷形成的電場中沒有場強(qiáng)完全相同的兩點(diǎn), ,但但有電勢相等的兩點(diǎn)有電勢相等的兩點(diǎn)D.D.初速度為零的正電荷在電場力作用下一定沿電場線初速度為零的正電荷在電場力作用下一定沿電場線運(yùn)動運(yùn)動【解析【解析】選選A A、C.C.場強(qiáng)和電勢是分別從力和能的角度描場強(qiáng)和電勢是分

23、別從力和能的角度描述電場的物理量述電場的物理量, ,二者并無直接聯(lián)系二者并無直接聯(lián)系,A,A對對. .正電荷只在正電荷只在電場力作用下不一定沿電場線方向運(yùn)動電場力作用下不一定沿電場線方向運(yùn)動, ,還與初速度及還與初速度及電場線的分布形式有關(guān)電場線的分布形式有關(guān),B,B、D D錯錯. .在點(diǎn)電荷形成的電場在點(diǎn)電荷形成的電場中中, ,以點(diǎn)電荷為球心的同一個同心球面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大以點(diǎn)電荷為球心的同一個同心球面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等小相等, ,但方向不同但方向不同, ,而各點(diǎn)的電勢相同而各點(diǎn)的電勢相同, ,故故C C對對. .3.3.關(guān)于等勢面下列說法正確的是關(guān)于等勢面下列說法正確的是( )( )A.A

24、.電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功功B.B.等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)相等等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)相等C.C.等差等勢面越密的地方，場強(qiáng)越大等差等勢面越密的地方，場強(qiáng)越大D.D.在負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場中，電場線由低等勢面指在負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場中，電場線由低等勢面指向高等勢面向高等勢面【解析【解析】選選C.C.電荷在等勢面上移動時受電場力作用，電荷在等勢面上移動時受電場力作用，只是電場力與運(yùn)動方向垂直，所以電場力不做功，故只是電場力與運(yùn)動方向垂直，所以電場力不做功，故A A錯；等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱，等差等勢面越密錯；等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱，

25、等差等勢面越密表示場強(qiáng)越大，故表示場強(qiáng)越大，故C C對；但同一等勢面上電場線疏密及對；但同一等勢面上電場線疏密及方向可以不同，場強(qiáng)不一定相同，故方向可以不同，場強(qiáng)不一定相同，故B B錯；在任何電場錯；在任何電場中電場線都是由高電勢指向低電勢，故中電場線都是由高電勢指向低電勢，故D D錯錯. .4.4.如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x x軸對稱的等勢面，在軸上有軸對稱的等勢面，在軸上有A A、B B兩兩點(diǎn)，則點(diǎn)，則( )( )A.AA.A點(diǎn)場強(qiáng)小于點(diǎn)場強(qiáng)小于B B點(diǎn)場強(qiáng)點(diǎn)場強(qiáng)B.AB.A點(diǎn)場強(qiáng)方向指向點(diǎn)場強(qiáng)方向指向x x軸負(fù)方向軸負(fù)方向C.AC.A點(diǎn)場強(qiáng)大于點(diǎn)場強(qiáng)大于B B

26、點(diǎn)場強(qiáng)點(diǎn)場強(qiáng)D.AD.A點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于B B點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢【解析【解析】選選A A、D.D.由于電場線與等勢面總是垂直，所以由于電場線與等勢面總是垂直，所以B B點(diǎn)電場線比點(diǎn)電場線比A A點(diǎn)密，點(diǎn)密，B B點(diǎn)場強(qiáng)大于點(diǎn)場強(qiáng)大于A A點(diǎn)場強(qiáng)，故點(diǎn)場強(qiáng)，故A A正確，正確，C C錯誤錯誤. .電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故故B B錯誤錯誤. .由圖中數(shù)據(jù)可知由圖中數(shù)據(jù)可知D D正確正確. .5.5.關(guān)于勻強(qiáng)電場中的場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系，下列說法關(guān)于勻強(qiáng)電場中的場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系，下列說法正確的是正確的是( )( )A.A.任意兩點(diǎn)間的電勢差

27、，等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的任意兩點(diǎn)間的電勢差，等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積乘積B.B.沿電場線方向，任何相同距離上電勢降必定相等沿電場線方向，任何相同距離上電勢降必定相等C.C.電勢降低的方向必是場強(qiáng)方向電勢降低的方向必是場強(qiáng)方向D.D.在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢差大的其場強(qiáng)也大在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢差大的其場強(qiáng)也大【解析【解析】選選B.B.場強(qiáng)的方向是電勢降低場強(qiáng)的方向是電勢降低“最快的最快的”方向，方向，而不是指電勢降低的方向，公式而不是指電勢降低的方向，公式U=EdU=Ed中的中的d d是沿場強(qiáng)方是沿場強(qiáng)方向上兩點(diǎn)的距離，而不是任意兩點(diǎn)間的距離向上兩點(diǎn)的距離，而不是任意兩點(diǎn)間的距離. .

28、6.6.如圖所示，實(shí)線為某電場的電場線，虛線為等勢如圖所示，實(shí)線為某電場的電場線，虛線為等勢面，已知面，已知 a a=3 V=3 V， c c=5 V,ab=bc=5 V,ab=bc, ,則則( )( )A. A. b b=4 V=4 VB. B. b b4 V4 VC. C. b b4 V4 VD.D.以上幾種情況都有可能以上幾種情況都有可能【解析【解析】選選B.B.若該電場為勻強(qiáng)電場，則有：若該電場為勻強(qiáng)電場，則有：U Uabab=U=Ubcbc= = U Uacac=1 V=1 V，但是，實(shí)際上從，但是，實(shí)際上從a a到到c c電場強(qiáng)度減小，因電場強(qiáng)度減小，因此有此有U UababU U

29、bcbc, ,所以所以 b b4 V.4 V.12一、選擇題一、選擇題( (本題包括本題包括5 5個小題，每小題個小題，每小題4 4分，共分，共2020分分) )1.1.下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度處處相等，所以電勢也處處相勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度處處相等，所以電勢也處處相等等B.B.在靜電場中，電場線總是垂直于等勢面，并從高等在靜電場中，電場線總是垂直于等勢面，并從高等勢面指向低等勢面勢面指向低等勢面C.C.若取無窮遠(yuǎn)為零電勢，負(fù)電荷形成的電場中電勢是若取無窮遠(yuǎn)為零電勢，負(fù)電荷形成的電場中電勢是負(fù)的負(fù)的D.D.電場強(qiáng)度越大的地方，等勢面越密電場強(qiáng)度越大的地

30、方，等勢面越密【解析【解析】選選B B、C C、D.D.在勻強(qiáng)電場中，沿電場線方向，在勻強(qiáng)電場中，沿電場線方向，電勢越來越低，故電勢越來越低，故A A錯誤錯誤. .由等勢面的特點(diǎn)可知由等勢面的特點(diǎn)可知B B、D D正正確確. .負(fù)電荷形成的電場中的電勢比無窮遠(yuǎn)處小，故負(fù)電荷形成的電場中的電勢比無窮遠(yuǎn)處小，故C C正正確確. .2.2.如圖所示如圖所示, ,在水平放置的光滑在水平放置的光滑金屬板中點(diǎn)的正上方有帶正電金屬板中點(diǎn)的正上方有帶正電的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷Q,Q,一表面絕緣帶正電一表面絕緣帶正電的金屬球的金屬球( (可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn), ,且不影且不影響原電場響原電場) )自左以速度自左以速度

31、v v0 0開始在金屬板上向右運(yùn)動開始在金屬板上向右運(yùn)動. .在在運(yùn)動過程中運(yùn)動過程中( )( )A.A.小球先減速運(yùn)動后加速運(yùn)動小球先減速運(yùn)動后加速運(yùn)動B.B.小球做勻速直線運(yùn)動小球做勻速直線運(yùn)動C.C.小球做勻變速運(yùn)動小球做勻變速運(yùn)動D.D.以上說法可能都不正確以上說法可能都不正確【解析【解析】選選B.B.參照點(diǎn)電荷和金屬板之間的電場的電場參照點(diǎn)電荷和金屬板之間的電場的電場線分布可知線分布可知, ,終止于帶電平板的電場線垂直于平板表面終止于帶電平板的電場線垂直于平板表面, ,說明帶電平板的表面是一個等勢面說明帶電平板的表面是一個等勢面, ,金屬球在它上面的金屬球在它上面的滾動即是在同一等勢

32、面上移動電荷滾動即是在同一等勢面上移動電荷, ,電場力不做功電場力不做功, ,所所以小球應(yīng)做勻速直線運(yùn)動以小球應(yīng)做勻速直線運(yùn)動. .3.3.如圖所示如圖所示,a,a、b b、c c是一條電場線是一條電場線上的三個點(diǎn)上的三個點(diǎn), ,電場線的方向由電場線的方向由a a到到c,ac,a、b b之間的距離等之間的距離等于于b b、c c之間的距離之間的距離, ,用用 a a、 b b、 c c和和E Ea a、E Eb b、E Ec c分別表分別表示示a a、b b、c c三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度, ,由圖可以判定下列由圖可以判定下列說法中正確的是說法中正確的是( )( )A.EA.E

33、a a=E=Eb b=E=Ec c B.EB.Ea aEEb bEEc cC. C. a a b b c c D. D. a a- - b b= = b b- - c c【解析【解析】選選C.C.電場強(qiáng)度的大小可以據(jù)電場線的疏密進(jìn)電場強(qiáng)度的大小可以據(jù)電場線的疏密進(jìn)行判斷行判斷, ,而判斷電勢高低的依據(jù)是而判斷電勢高低的依據(jù)是: :沿電場線電勢降低沿電場線電勢降低, ,或者從電場力做功的角度進(jìn)行分析或者從電場力做功的角度進(jìn)行分析. .在該題中在該題中, ,只給出只給出了一條電場線了一條電場線, ,因此無法判定電場強(qiáng)度的大小情況因此無法判定電場強(qiáng)度的大小情況, ,考考慮問題的多種可能性慮問題的多種

34、可能性, ,如在點(diǎn)電荷的電場中如在點(diǎn)電荷的電場中, ,則選項(xiàng)則選項(xiàng)A A錯錯誤誤. .若是勻強(qiáng)電場若是勻強(qiáng)電場, ,則則B B錯誤錯誤. .由于沿著電場線由于沿著電場線, ,電勢是降電勢是降低的低的, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確正確. .對于對于D D選項(xiàng)選項(xiàng), ,由于不清楚該電場是否由于不清楚該電場是否為勻強(qiáng)電場為勻強(qiáng)電場, ,故不能確定故不能確定. .4.4.如圖所示，水平虛線表示勻強(qiáng)電場如圖所示，水平虛線表示勻強(qiáng)電場中的兩等勢面，電勢分別為中的兩等勢面，電勢分別為-2 V-2 V和和-3 V-3 V，兩等勢面相距，兩等勢面相距0.1 m0.1 m，將一帶，將一帶電荷量為電荷量為-10-10

35、-6-6 C C的點(diǎn)電荷從的點(diǎn)電荷從a a點(diǎn)勻速移動到點(diǎn)勻速移動到b b點(diǎn)，點(diǎn)，abab=0.3 m=0.3 m，不計重力，則下列說法正確的是，不計重力，則下列說法正確的是( )( )A.A.所加外力大小為所加外力大小為1010-5-5 N NB.B.所加外力方向豎直向上所加外力方向豎直向上C.C.所加外力的方向垂直所加外力的方向垂直abab斜向下方斜向下方D.D.外力做的功是外力做的功是1010-6-6 J J【解析【解析】選選A A、D.D.場強(qiáng)場強(qiáng)E= =10 V/mE= =10 V/m，點(diǎn)電荷受力，點(diǎn)電荷受力F=EqF=Eq =10=101010-6-6=10=10-5-5 N N，方

36、向豎直向上，所以所加外力方向，方向豎直向上，所以所加外力方向豎直向下，大小等于電場力的大小；外力做功豎直向下，大小等于電場力的大小；外力做功W=FxW=Fx= = 1010-5-50.1 J=100.1 J=10-6-6 J. J.Ud5.(20115.(2011大慶高二檢測大慶高二檢測) )如圖所示如圖所示, ,平行平行直線直線AAAA、BBBB、CCCC、DDDD、EEEE分分別表示電勢為別表示電勢為-4 V-4 V、-2 V-2 V、0 0、2 V2 V、4 V4 V的等勢線的等勢線, ,且與直線且與直線MNMN成成3030角角, ,若若AB=BCAB=BC=CD=DE=2 cm=CD=

37、DE=2 cm，則，則( )( )A.A.該電場是勻強(qiáng)電場該電場是勻強(qiáng)電場, ,場強(qiáng)方向垂直于場強(qiáng)方向垂直于AA,AA,且斜向下且斜向下B.B.該電場是勻強(qiáng)電場該電場是勻強(qiáng)電場, ,場強(qiáng)大小場強(qiáng)大小E=2 V/mE=2 V/mC.C.該電場是勻強(qiáng)電場該電場是勻強(qiáng)電場, ,距距C C點(diǎn)距離為點(diǎn)距離為2 cm2 cm的所有點(diǎn)中的所有點(diǎn)中, ,最最高電勢為高電勢為4 V,4 V,最低電勢為最低電勢為-4 V-4 VD.D.該電場可能不是勻強(qiáng)電場該電場可能不是勻強(qiáng)電場,E=U/d,E=U/d不適用不適用【解析【解析】選選C.C.由于等勢線是平行等距的由于等勢線是平行等距的, ,所以該電場一所以該電場一

38、定是勻強(qiáng)電場定是勻強(qiáng)電場,D,D錯錯. .電場線與等勢線處處垂直電場線與等勢線處處垂直, ,且由電且由電勢高的等勢線指向電勢低的等勢線勢高的等勢線指向電勢低的等勢線, ,由此判定場強(qiáng)方向由此判定場強(qiáng)方向垂直垂直AAAA斜向上斜向上, ,故故A A錯錯. .場強(qiáng)場強(qiáng)E= V/m= E= V/m= 200 V/m,200 V/m,故故B B錯錯.U=Ed=200.U=Ed=2000.02 V=4 V,0.02 V=4 V,所以距所以距C C點(diǎn)距點(diǎn)距離為離為2 cm2 cm的所有點(diǎn)中的所有點(diǎn)中, ,最高電勢為最高電勢為4 V,4 V,最低電勢為最低電勢為-4 V,-4 V,故故C C對對. .U21

39、dsin300.022二、非選擇題二、非選擇題( (本題共本題共2 2小題，共小題，共1010分分) )6.(46.(4分分) )圖中圖中A A、B B、C C、D D是勻強(qiáng)電場中是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)，已知一正方形的四個頂點(diǎn)，已知A A、B B、C C三三點(diǎn)的電勢分別為點(diǎn)的電勢分別為 A A15 V15 V、 B B3 V3 V、 C C-3 V-3 V，由此可得，由此可得D D點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢 D D_V._V.【解析【解析】因?yàn)橐驗(yàn)锳 A、B B、C C、D D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)，且個頂點(diǎn)，且ABCDABCD，ADBC.ADBC.又因?yàn)樵趧驈?qiáng)電場中

40、，若方向一定又因?yàn)樵趧驈?qiáng)電場中，若方向一定(一定一定) )，兩點(diǎn)間，兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間的距離成正比，可得：的電勢差與兩點(diǎn)間的距離成正比，可得：U UABAB=U=UDCDC，U UADAD=U=UBCBC,U,UABAB= = A A- - B B=12 V=12 V，所以，所以U UDCDC= = D D- - C C=12 V=12 V，可，可知知 D D=9 V.=9 V.答案答案: :9 97.(20117.(2011杭州高二檢測杭州高二檢測)(6)(6分分) )如圖所示如圖所示, ,兩平行板相兩平行板相距距10 cm,10 cm,板間有板間有A A、B B兩點(diǎn)相距兩點(diǎn)相距4 cm

41、,4 cm,現(xiàn)將一帶電量現(xiàn)將一帶電量q=-3 q=-3 1010-4-4 C C的電荷的電荷, ,從從A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)點(diǎn), ,電場力做了電場力做了7.27.21010-3-3 J J的正功的正功, ,則則A A、B B兩點(diǎn)的電勢差兩點(diǎn)的電勢差U UABAB=_V;=_V;兩金兩金屬板間電場強(qiáng)度大小屬板間電場強(qiáng)度大小E=_V/m,E=_V/m,方向方向_;_;兩兩金屬板間的電勢差金屬板間的電勢差U=_V.U=_V.【解析【解析】U UABAB= V=-24 V= V=-24 VE= V/mE= V/m=1 200 V/m,=1 200 V/m,方向豎直向上方向豎直向上U=EU=Ed d

42、=1 200=1 2000.1 V=120 V0.1 V=120 V答案答案: :-24 1 200 -24 1 200 豎直向上豎直向上 1201203AB4W7.2 10q3 10 BAABU241dsin300.0421.(61.(6分分) )如圖所示，虛線為等勢線，一電荷從如圖所示，虛線為等勢線，一電荷從A A點(diǎn)運(yùn)動點(diǎn)運(yùn)動到到B B點(diǎn)，且點(diǎn)，且 B B A A其軌跡如圖所示，試判定電荷的電其軌跡如圖所示，試判定電荷的電性及速度的變化情況性及速度的變化情況. .【解析【解析】先畫出通過先畫出通過A A點(diǎn)和點(diǎn)和B B點(diǎn)的電場點(diǎn)的電場線，如圖所示，因力的方向總是指向線，如圖所示，因力的方向總

43、是指向軌跡的凹側(cè)，可以判定電荷所受靜電軌跡的凹側(cè)，可以判定電荷所受靜電力方向應(yīng)逆電場線方向，所以電荷應(yīng)力方向應(yīng)逆電場線方向，所以電荷應(yīng)帶負(fù)電帶負(fù)電. .同時可以斷定靜電力對電荷做正功，電荷動能同時可以斷定靜電力對電荷做正功，電荷動能增大，故速度增大增大，故速度增大. .答案答案: :電荷帶負(fù)電電荷帶負(fù)電 它的速度將增大它的速度將增大2.(72.(7分分) )如圖所示，如圖所示，a a、b b和和c c表示點(diǎn)電荷表示點(diǎn)電荷電場中的三個等勢面，它們的電勢分別電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為為 、 和和 ，一帶電粒子從等，一帶電粒子從等勢面勢面a a上某處由靜止釋放后，僅受電場上某處由靜止釋放后

44、，僅受電場力作用而運(yùn)動力作用而運(yùn)動. .已知它經(jīng)過等勢面已知它經(jīng)過等勢面b b時的速率為時的速率為v v，則它，則它經(jīng)過等勢面經(jīng)過等勢面c c時速率為多大？時速率為多大？2314【解析【解析】設(shè)到設(shè)到c c時速率的大小為時速率的大小為v,abv,ab時時, mv, mv2 2=W=W1 1= =q q a a-q -q b b=q=q ,ac ,ac時時, mv, mv2 2=W=W2 2=q =q a a- -q q c c=q=q , ,解得解得v= vv= v答案答案: : v v1213123432323.(73.(7分分) )如圖所示，勻強(qiáng)電場方向豎如圖所示，勻強(qiáng)電場方向豎直向下，直向下，A A、B B是兩等勢面，已知是兩等勢面，已知A A、B B電勢差為電勢差為U U，距離為，距離為d.d.現(xiàn)在現(xiàn)在P P點(diǎn)放一點(diǎn)點(diǎn)放一點(diǎn)電荷電荷Q Q，將使該電場中某點(diǎn)場強(qiáng)變?yōu)?，將使該電場中某點(diǎn)場強(qiáng)變?yōu)榱?，該點(diǎn)距零，該點(diǎn)距P P點(diǎn)距離為多少？點(diǎn)距離為多少？【解析【解析】設(shè)該點(diǎn)到設(shè)該點(diǎn)到P P的距離為的距離為r r，由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式、，由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式、場強(qiáng)與電壓關(guān)系和場強(qiáng)疊加原理得：場強(qiáng)與電壓關(guān)系和場強(qiáng)疊加原理得： =E=k =E=k ，故故r= .r= .答案答案: : Ud2QrkdQUkdQU