(山東省專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 第5節(jié) 電勢(shì)差講義(含解析)新人教版選修3-1.doc
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第5節(jié) 電勢(shì)差 1.電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值,即UAB=φA-φB。 2.電勢(shì)差有正、負(fù),正、負(fù)號(hào)表示兩點(diǎn)電勢(shì)的高低關(guān)系,注意UAB=-UBA。 3.靜電力做功與路徑無關(guān),只與電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差有關(guān),WAB=qUAB。 一、電勢(shì)差 1.定義 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差,也叫電壓。 2.公式 設(shè)電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為φA,B點(diǎn)的電勢(shì)為φB,則A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為:UAB=φA-φB。 B、A兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為:UBA=φB-φA。 所以UAB=-UBA。 3.電勢(shì)差的正負(fù) 電勢(shì)差是標(biāo)量,但有正、負(fù)。電勢(shì)差的正、負(fù)表示兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。所以電場(chǎng)中各點(diǎn)間的電勢(shì)差可依次用代數(shù)法相加。 二、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系 1.公式推導(dǎo) 電荷q在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移到B點(diǎn),由靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系可得:WAB=EpA-EpB,由電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系φ=可得EpA=qφA,EpB=qφB。所以WAB= q(φA-φB)=qUAB,所以有UAB=。 2.公式:UAB=。 3.物理意義 電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)力做的功與電荷量q的比值。 1.自主思考——判一判 (1)電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差,不僅與A、B兩點(diǎn)的位置有關(guān),還與零勢(shì)能面的選取有關(guān)。() (2)電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差,均與是否放入試探電荷無關(guān)。(√) (3)若UAB>0,說明φA>φB,但無法判斷φA、φB的正負(fù)。(√) (4)若電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=1 V,則將單位電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為1 J。() (5)將電荷量為q的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)與將-q從B點(diǎn)移到A點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功相同。(√) 2.合作探究——議一議 (1)電勢(shì)差由什么決定?與電場(chǎng)中有無試探電荷有關(guān)嗎?與零電勢(shì)位置的選取有關(guān)嗎? 提示:電勢(shì)差由電場(chǎng)及電場(chǎng)中兩點(diǎn)的位置決定,與有無試探電荷無關(guān),與零電勢(shì)位置的選取也無關(guān)。 (2)把電荷從電場(chǎng)中電勢(shì)較高的地方移動(dòng)到電勢(shì)較低的地方,電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功? 提示:根據(jù)UAB=φA-φB,電勢(shì)差為正。由WAB=qUAB,若q為負(fù)電荷,電場(chǎng)力做負(fù)功;若q為正電荷,則電場(chǎng)力做正功。 電勢(shì)差與電勢(shì) 1.對(duì)電勢(shì)差的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí) (1)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,由電場(chǎng)本身決定,與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的電量、靜電力做功的大小無關(guān)。在確定的電場(chǎng)中,即使不放入電荷,任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也有確定值。 (2)對(duì)于電勢(shì)差必須明確指出是哪兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,而且先后順序不能亂。如A、B間的電勢(shì)差記為UAB,B、A間的電勢(shì)差記為UBA,而UAB=-UBA。 (3)電勢(shì)差為標(biāo)量,有正、負(fù)之分,電勢(shì)差的正負(fù)表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。 (4)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)位置的選取無關(guān)。 2.電勢(shì)差與電勢(shì)的對(duì)比 電勢(shì)φ 電勢(shì)差U 區(qū) 別 定義 電勢(shì)能與電量的比值φ= 電場(chǎng)力做功與電量的比值U= 決定因素 由電場(chǎng)和在電場(chǎng)中的位置決定 由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)位置決定 相對(duì)性 有,與零電勢(shì)位置的選取有關(guān) 無,與零電勢(shì)位置的選取無關(guān) 聯(lián) 系 數(shù)值關(guān)系 UAB=φA-φB,當(dāng)φB=0時(shí),UAB=φA 單位 相同,均是伏特(V) 標(biāo)矢性 都是標(biāo)量,且均具有正負(fù) 物理意義 均是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量 [典例] 有一帶電荷量q=-310-6 C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服靜電力做功610-4 J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí),靜電力做功910-4 J。求: (1)AB、BC、CA間電勢(shì)差各為多少? (2)如果B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少?電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少? [思路點(diǎn)撥] (1)可根據(jù)UAB=分析電勢(shì)差。 (2)可由φ=確定電勢(shì)及電勢(shì)能。 [解析] (1)根據(jù)U= 則UAB=V=200 V,即φA-φB=200 V UBC=V=-300 V,即φB-φC=-300 V UCA=φC-φA=100 V。 (2)若φB=0,則φA=200 V,φC=300 V EpA=φAq=200(-310-6)J=-610-4 J。 EpC=φCq=300(-310-6)J=-910-4 J。 [答案] (1)200 V?。?00 V 100 V (2)200 V 300 V?。?10-4 J -910-4 J (1)WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=q(φA-φB)=qUAB。 (2)公式UAB=中功和電荷量應(yīng)包含正負(fù)號(hào),若代入絕對(duì)值計(jì)算,則只能求出電勢(shì)差的絕對(duì)值。 (3)電子伏特(eV)是能量單位,與焦耳(J)的換算關(guān)系是:1 eV=1.610-19 J。 1.在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=75 V,B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UBC=-200 V,則A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系為( ) A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA 解析:選C 根據(jù)UAB=75 V,可得,φA-φB=75 V,所以φA=φB+75 V;根據(jù)UBC=-200 V可得φB-φC=-200 V,所以φC=φB+200 V,比較可知,φC>φA>φB。 2.如圖所示,a、b、c是氫原子的核外電子繞核運(yùn)動(dòng)的三個(gè)可能軌道,取無窮遠(yuǎn)電子的電勢(shì)能為0,電子在a、b、c三個(gè)軌道時(shí)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)能分別為-13.6 eV、-3.4 eV、-1.51 eV,由于某種因素(如加熱或光照)的影響,電子會(huì)沿橢圓軌道躍遷到離核更遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng),求: (1)a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)大??; (2)a、b間,b、c間電勢(shì)差的大小。 解析:(1)電子的帶電荷量q=-1.610-19 C,據(jù)電勢(shì)的定義φ=得,φa===13.6 V。 同理φb=3.4 V,φc=1.51 V。 (2)Uab=φa-φb=(13.6-3.4) V=10.2 V Ubc=φb-φc=(3.4-1.51) V=1.89 V。 答案:(1)13.6 V 3.4 V 1.51 V (2)10.2 V 1.89 V 電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功的關(guān)系 [典例] 如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無初速度下滑,已知q?Q,AB=h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為,求: (1)小球由A到B的過程中靜電力做的功; (2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。 [審題指導(dǎo)] 第一步 抓關(guān)鍵點(diǎn) 關(guān)鍵點(diǎn) 獲取信息 q?Q q可視為點(diǎn)電荷 B、C在以Q為圓心的圓周上 B、C兩點(diǎn)等電勢(shì),UAC=UAB 第二步 找突破口 A到B過程中,用動(dòng)能定理求電場(chǎng)力的功WAB也就是WAC,據(jù)電勢(shì)差的定義式可求UAC。 [解析] (1)因?yàn)闂U是光滑的,所以小球從A到B的過程中只有兩個(gè)力做功:靜電力做的功WAB和重力做的功mgh,由動(dòng)能定理得:WAB+mgh=mvB2 代入已知條件vB=得 WAB=m3gh-mgh=mgh。 (2)因?yàn)锽、C在同一等勢(shì)面上,所以φB=φC, 即UAC=UAB==-。 [答案] (1)mgh (2)- 靜電場(chǎng)中常用的五種功能關(guān)系 類型 表達(dá)式 電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量 W電=-ΔEp 重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量 WG=-ΔEp 彈簧做的功等于彈性勢(shì)能的減少量 W彈=-ΔEp 合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化量 W合=ΔEk (動(dòng)能定理) 除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做的總功等于物體機(jī)械能的變化量 W其他=ΔE (功能原理) 1.一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力,則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中,能量變化情況為( ) A.動(dòng)能減少 B.電勢(shì)能增加 C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少 D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加 解析:選C 由于軌跡向合力的方向彎曲,可知油滴受到的電場(chǎng)力大于重力,合力的方向向上,合力做正功,由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽茉黾?,A錯(cuò)誤;電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,B錯(cuò)誤;因油滴由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中重力勢(shì)能增加,動(dòng)能增加,由能量守恒定律可知D錯(cuò)誤,C正確。 2.如圖所示,三個(gè)等勢(shì)面上有A、B、C、D四點(diǎn),若將一正電荷由C經(jīng)A移到D點(diǎn),靜電力做正功W1;若由C經(jīng)B移到D點(diǎn),靜電力做正功W2。則W1與W2,C、D兩點(diǎn)電勢(shì)φC、φD的大小關(guān)系分別為( ) A.W1>W(wǎng)2,φC<φD B.W1<W2,φC<φD C.W1=W2,φC<φD D.W1=W2,φC>φD 解析:D 將一正電荷由C經(jīng)A移到D時(shí),W1=qUCD>0,因?yàn)閝>0,所以UCD>0,即φC>φD。將一正電荷由C經(jīng)B移到D時(shí),W2=qUCD,所以W1=W2。故D正確。 3.如圖所示,在處于O點(diǎn)的點(diǎn)電荷+Q形成的電場(chǎng)中,試探電荷+q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做的功為W1,以O(shè)A為半徑畫弧交OB于C,再把試探電荷由A點(diǎn)移到C點(diǎn)靜電力做的功為W2;由C點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做的功為W3。則三次靜電力做功的大小關(guān)系為( ) A.W1=W2=W3<0 B.W1>W(wǎng)2=W3>0 C.W1=W3>W(wǎng)2=0 D.W3>W(wǎng)1=W2=0 解析:選C 點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以該點(diǎn)電荷為球心的球面,由題意知,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為φA=φC>φB,所以電勢(shì)差UAB=UCB>0,UAC=0。而W1=qUAB,W2=qUAC,W3=qUCB,所以W1=W3>W(wǎng)2=0。故選項(xiàng)C正確。 1.[多選]關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解,正確的是( ) A.UAB表示B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的電勢(shì)差,即UAB=φB-φA B.UAB和UBA是不同的,它們有關(guān)系UAB=-UBA C.φA、φB都可以有正、負(fù),所以電勢(shì)是矢量 D.電勢(shì)零點(diǎn)的規(guī)定是任意的,但人們通常規(guī)定大地或無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn) 解析:選BD UAB表示A點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)的電勢(shì)差,UAB=φA-φB,A錯(cuò);UBA表示B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的電勢(shì)差,UBA=φB-φA,故UAB=-UBA,B對(duì);電勢(shì)是標(biāo)量,正負(fù)號(hào)是相對(duì)于零電勢(shì)點(diǎn)而言的,正號(hào)表示高于零電勢(shì)點(diǎn),負(fù)號(hào)表示低于零電勢(shì)點(diǎn),C錯(cuò);零電勢(shì)點(diǎn)理論上是可以任意選取的,但通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為零電勢(shì)點(diǎn),D對(duì)。 2.關(guān)于電勢(shì)差的下列說法中,正確的是( ) A.電勢(shì)差與電勢(shì)一樣,是相對(duì)量,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān) B.電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量,沒有正值和負(fù)值之分 C.由于靜電力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān),所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān),只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān) D.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的,不隨零電勢(shì)點(diǎn)的改變而改變,所以UAB=UBA 解析:選C 電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān),與移動(dòng)電荷的路徑也無關(guān),只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;電勢(shì)差是標(biāo)量,但有正、負(fù)值之分,且UAB=-UBA,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。 3.[多選]空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),有一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0。現(xiàn)有另一電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0。若忽略重力的影響,則( ) A.在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢(shì)最高 B.在O、A、B三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢(shì)最高 C.O、A間的電勢(shì)差比B、O間的電勢(shì)差大 D.O、A間的電勢(shì)差比B、A間的電勢(shì)差小 解析:選AD 由動(dòng)能定理可得:UOAq=m(2v0)2-mv02,UOB(-q)=m(3v0)2-m(2v0)2,可解得:UOA=,UOB=-,可見B、O間的電勢(shì)差比O、A間的電勢(shì)差大,在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢(shì)最高,A、D正確。 4.如圖所示,A、B是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),將一點(diǎn)電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做功W,且知A、B間的距離為d,下列說法中正確的是( ) A.由公式W=qU可得,A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 B.由公式W=Eqd可得,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E= C.由公式W=Eqd可得,B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E= D.A點(diǎn)的電勢(shì)為 解析:選A 由W=qU知UAB=,所以選項(xiàng)A正確;由于不知該電場(chǎng)是不是勻強(qiáng)電場(chǎng),靜電力可能不為恒力,所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;題中沒有指明零電勢(shì)點(diǎn),所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5.如圖所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面,相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。一個(gè)正電荷在等勢(shì)面L3處的動(dòng)能為20 J,運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面L1處的動(dòng)能為0;現(xiàn)取L2為零電勢(shì)參考平面,則當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為4 J時(shí),它的動(dòng)能為(不計(jì)重力及空氣阻力)( ) A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J 解析:選C 正電荷在電場(chǎng)中只受靜電力的作用,在L3等勢(shì)面時(shí)動(dòng)能為20 J,運(yùn)動(dòng)到L1等勢(shì)面時(shí)動(dòng)能為0,則運(yùn)動(dòng)到L2等勢(shì)面時(shí)其動(dòng)能一定是10 J,此時(shí)電勢(shì)能為0,則此正電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能總和為10 J。當(dāng)它的電勢(shì)能為4 J時(shí),動(dòng)能為6 J,故選項(xiàng)C正確。 6.[多選]在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上,有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、b,如圖所示,則下列判斷正確的是( ) A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同 C.a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相同 D.同一電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能相同 解析:選ACD 將電荷從O移到a或b電場(chǎng)力做功相等,則a、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相同,所以a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,故A、C正確;根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)疊加,知a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反,所以場(chǎng)強(qiáng)不同,故B錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,根據(jù)Ep=qφ,同一電荷在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能相同,故D正確。 7.[多選]如圖所示,帶箭頭的實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,且AB=BC,電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC,電勢(shì)分別為φA、φB、φC,AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的有( ) A.φA>φB>φC B.EC>EB>EA C.UAB<UBC D.UAB=UBC 解析:選ABC A、B、C三點(diǎn)處在一根電場(chǎng)線上,沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,故φA>φB>φC,A對(duì);由電場(chǎng)線的疏密程度可看出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系,故EC>EB>EA,B對(duì);電場(chǎng)線密集的地方電勢(shì)降落較快,故UBC>UAB,C對(duì),D錯(cuò)。 8.[多選]某靜電場(chǎng)等勢(shì)面如圖中虛線所示,則( ) A.B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比A點(diǎn)的大 B.A點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的高 C.將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力不做功 D.負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能小于零 解析:選ABC B點(diǎn)的等勢(shì)面比A點(diǎn)的等勢(shì)面密,則B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比A點(diǎn)的大,故A正確;A點(diǎn)的電勢(shì)為0,C點(diǎn)的電勢(shì)為-5 V, A點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的高,故B正確;A點(diǎn)的電勢(shì)與B點(diǎn)的電勢(shì)相等,將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力不做功,故C正確;C點(diǎn)的電勢(shì)小于零,負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于零,故D錯(cuò)誤。 9.A、B為等量異種電荷,圖中水平虛線為A、B連線的中垂線?,F(xiàn)將另兩個(gè)等量異種試探電荷a、b用如圖所示絕緣桿連接后從離A、B無窮遠(yuǎn)處平移到A、B的連線上,平移過程中兩試探電荷位置始終關(guān)于中垂線對(duì)稱。若規(guī)定離A、B無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則下列說法正確的是( ) A.a(chǎn)、b運(yùn)動(dòng)路徑上各點(diǎn)電勢(shì)不斷降低 B.a(chǎn)、b整體在AB連線處具有的電勢(shì)能為0 C.a(chǎn)、b兩個(gè)試探電荷一起移動(dòng)過程中電勢(shì)能都增大 D.a(chǎn)、b兩個(gè)試探電荷一起移動(dòng)過程受到的電場(chǎng)力始終大小相等方向相同 解析:選C a和b在運(yùn)動(dòng)過程中要克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能都增加,a運(yùn)動(dòng)路徑上各點(diǎn)電勢(shì)不斷升高,b運(yùn)動(dòng)路徑上各點(diǎn)電勢(shì)不斷降低,故a、b兩試探電荷在運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能都增大,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;a、b兩個(gè)試探電荷在AB連線處受到的電場(chǎng)力大小相等、方向相反,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10.如圖所示,在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,設(shè)ab所在的電場(chǎng)線豎直向下,a、b間的高度差為h,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( ) A.帶電粒子帶負(fù)電 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab= C.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) D.a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) 解析:選D 帶電粒子由a到b的過程中,重力做正功,而動(dòng)能沒有增加,說明靜電力做負(fù)功。根據(jù)動(dòng)能定理有mgh-qUab=0,解得a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為Uab=。因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),Uab>0,所以粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)A、B的結(jié)論皆正確。帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中,在重力和靜電力共同作用下,先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng),因?yàn)橹亓楹懔?,所以靜電力為變力,且靜電力越來越大,由此可見b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 11.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有a、b、c三點(diǎn),ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab沿電場(chǎng)方向,bc與電場(chǎng)方向成60角,一電荷量為q=410-8 C的正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功為W1=1.210-7 J。求: (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E; (2)電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做的功W2; (3)a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uac。 解析:(1)根據(jù)題設(shè)條件有W1=qEdab 所以E== N/C=60 N/C。 (2)b、c兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離為dbccos 60,則 W2=qEdbccos 60=410-8600.12 J=1.4410-7 J。 (3)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)電場(chǎng)力做的功W=W1+W2 又W=qUac 故Uac==V=6.6 V。 答案:(1)60 N/C (2)1.4410-7 J (3)6.6 V 12.如圖所示,Q為固定的正點(diǎn)電荷,A、B兩點(diǎn)在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h,將一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱?。若此電荷在A點(diǎn)處的加速度大小為g,試求: (1)此電荷在B點(diǎn)處的加速度; (2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和h表示)。 解析:(1)這一小球必帶正電,設(shè)其電荷量為q, 由牛頓第二定律,在A點(diǎn)時(shí),有mg-=mg, 在B點(diǎn)時(shí),有-mg=maB, 解得aB=3g,方向豎直向上。 (2)從A到B的過程中,由動(dòng)能定理 mg(h-0.25h)+qUAB=0, 得UAB=-。 答案:(1)3g 方向豎直向上 (2)-- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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