【全程学习方略】高中物理 2.2电势与等势面课件 鲁科选修31

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【解析】选D.电势是一一个相对对量，某某一点的的电势值值与零电电势的选选取有关关，场强强为零，，电势不不一定为为零，故故A错；在匀匀强电场场中，其其等势面面是一簇簇相互平平行的平平面，沿沿电场线线方向电电势降低低，并降降低得最最快，故故B、C均错，D正确.2.一个点电电荷，从从静电场场中的a点移到b点，其电电势能的的变化为为零，则则（））A.a、b两点的场场强一定定相等B.该点电荷荷一定沿沿等势面面移动C.作用于该该点电荷荷的电场场力与其其移动方方向总是是垂直的的D.a、b两点的电电势一定定相等【解析】选D.在电场中中移动电电荷时，，电势能能的变化化为零，，说明两两点的电电势能相相等，由由电势的的定义式式可知a、b两点的电势一一定相等，但但场强不一定定相等，所以以D正确，A错.在电场中移动动电荷时电势势能的变化，，只跟电荷的的始末位置有有关，跟它的的具体路径无无关.只要电荷的始始末位置在同同一个等势面面上，电势能能的变化一定定等于零，电电场力一定不不做功，但是是电荷不一定定沿等势面移移动，B错误；因等势势面上各点的的场强方向与与等势面垂直直，即电荷在在等势面上受受到的电场力力与等势面垂垂直，可见电电荷所受的电电场力只有在在电荷沿等势势面移动时，，才与移动方方向垂直，C错误.3.如图所示，a、b、c是一条电场线线上的三个点点，电场线的方向由由a到c，a、b间的距离等于于b、c间的距离，a、b、c和Ea、E点的电势和电场强度，可以判定（）A.a>b>cB.Ea>Eb>EcC.a-b=b-cD.Ea=Eb=Ec【解析】选A.沿电场线方向向电势逐渐降降低，即a>b>c，故A选项正确.只有一条电场场线，不能比比较电场线的的疏密程度，故故不能确定a、b、c三处的场强Ea、Eb、Ec的相对大小，即即B、D选项错误.相应地，a-b与b-c的相对大小也也就不能确定定.4.如图所示，虚虚线a、b、c代表电场中三三个等势面，，相邻等势面面间的电势差差相等，实线线为一带正电电的质点仅在在电场力作用用下通过该区区域时的运动动轨迹，P、Q是这条轨迹上上的两点，据据此可知（））A.三个等势面中中，Q点的电势最高高B.带电质点通过过P点时电势能较较大C.带电质点通D.带电质点通过P点时加速度较大【解析】选B、D.带电质点无论论从P点进入还是从从Q点进入，受电电场力方向都都是指向轨迹迹的内侧.由于该质点带带正电，且电电场线方向和和等势线处处处垂直，所以以等势面c电势最高，带带正电的质点点在P点的电势能较较大，A错误，B正确.正电荷只受电电场力作用，，其动能和电电势能之和为为定值，所以以正电荷在P点的动能较小小，在Q点的动能较大大,C错误.由于P点处的等势面面密，所以带带电质点加速速度大,D正确.A．c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点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点点电荷-Q，将一试探电电荷+q由a移至b的过程中，电电势能减小【思路点拨】解答本题时可可按以下思路路分析：【标准解答】选B、D.电场线越密的的地方电场强强度越大，故故A错；沿着电场场线的方向，，电势是逐渐渐降低的，B对；电场线不不是带电粒子子的运动轨迹迹，故C错；在原电场场中，将一试试探电荷+q由a移到b的过程中，电电场力做正功功.在d点再固定一点点电荷-Q，将一试探电电荷+q由a移到b的过程中，电电场力也做正正功，所以在在复合场中，，将一试探电电荷+q由a移至b的过程中，根根据电场力做做功和电势能能的关系可知知：电势能将将减小，D正确.【变式训练】电场中某区域域的电场线分分布如图所示，，A、B为电场中的的两点，若若以EA、EB分别表示A、B两点的场强强，A,B下结论中正确的是（）A.EA＞EB,A＞BB.EA＜EB,A＜BC.EA＞EB,A＜BD.EA＜EB,A＞B【解析】选D.由电场线的的疏密情况况可知EA＜EB.由于沿电场线方向向电势越来来越低，所所以A＞B,故D正确，A、B、C错误.【典例2】(2009·上海高考)位于A、B处的两个带带有不等量量负电的点点电荷在平平面内电势势分布如图图所示，图图中实线表表示等势线线，则A.a点和b点的电场强强度相同B.正电荷从c点移到d点，电场力力做正功C.负电荷从a点移到c点，电场力力做正功D.正电荷从e点沿图中虚虚线移到f点，电势能能先减小后后增大【思路点拨】求解此题应应注意以下下三点：【标准解答】选C、D.a点的等势面面比b点的稀疏,故a点的场强比比b点的小,A错.c点电势低于于d点,正电荷从c点移到d点,即正电荷向向高电势处处移动，电电场力做负负功,B错.a点电势低于于c点,从a到c,把负电荷移移向高电势势,电场力做正正功,C对.从e到f,电势先变低低后变高,故沿此方向向移动正电电荷,电场力先做做正功,后做负功，，电势能先先减小后增增大,D对.【变式式训训练练】(2009··北京京高高考考)某静静电场场的的电电场场线线分分布布如如图图所所示示,图中中P、Q两点点的的电电场场强强度度的的大大小小分分别别为为EP和EQA.EP>EQ,P>QB.EP>EQ,P<QC.EP<EQ,P>QD.EP<EQ,P<q【解析】选A.电场线的疏密表示电场强度的大小,由图可知,EP>EQ.沿电场线方向,电势降低,故P>Q,A项正确.【典例例3】】如图图所所示示，，图图中中虚虚线线表表示示某某一一电场场的的等等势势面面,cd为过过O点的的等等势势面面的的切切线.现用用外外力力将将负负点点电电荷荷q从a点沿沿直直线线aOb匀速速移移到到b,当电电荷荷通通过过O点时时，，关关于于外力力的的方方向向，，下下列列说说法法正正确确的的是是（（不不计计重力力））（（））A.Od方向向B.Oc方向向C.Oa方向向D.以上上说说法法都都不不对对【思路路点点拨拨】解答答本本题题应应把把握握以以下下三三点点：：【标准准解解答答】选D.根据据场场强强方方向向的的定定义义，，负负电电荷荷在在电电场场中中某某点点所所受受静静电电力力的的方方向向，，应应与与该该点点的的场场强强方方向向相相反反.由等等势势面面的的性性质质知知，，该该电电场场在在O点的的场场强强方方向向应应与与过过O点的的切切线线cd垂直直且且指指向向电电势势降降低低的的方方向向，，即即垂垂直直于于cd向右右，，则则负负电电荷荷在在O点受受静静电电力力方方向向应应为为垂垂直直于于cd向左左，，由由于于q匀速速运运动动，，所所以以负负电电荷荷q受外外力力方方向向应应垂垂直直于于cd向右右，，故故A、B、C三种种说说法法均均不不对对，，正正确确答答案案应应选选D.1.（2009··广东东高高考考））关关A.电场线是客观存在的B.电场线越密，电场强度越小C.沿着电场线方向，电势越来越低D.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小【解析】选C.电场线只是为了形象描述电场而假想的线，实际不存在，故A错.电场线越密，电场强度越大，故B错.沿电场线方向电势越来越低,正电荷电势能减小，负电荷电势能增大，故C正确，D错误.2.（2010·包集高二二检测））下列说说法中正正确的是是（））A.正电荷由由电势低低处移到到电势高高处，电电场力做做负功C.正电荷放于电势越低处，电势能越小D.负电荷放于电场线越密处，电势能越小【解析】选A、C.正电荷由由电势低低处移到到电势高高处，逆逆着电场场线运动动，电场场力做负负功，电电势能增增加，A、C正确；负负电荷沿沿电场线线移动，，电场力力做负功功，电势势能增加加，B错误；电电场线的的疏密只只表示场场强的大大小，与与电势、、电势能能无关，，D错误.3.（2010·长沙高二二检测））将一正正电荷从从无穷远远处移入入电场中M点，电场场力做功功为6×10-9J.若将一等等电量的的负电荷从电电场中N点移到无无穷远处处，电场场力做功10-9J，则M、N点的电势M、N的关系是（）A.M<N<0B.N>M>0C.N<M<0D.M>N>0【解析】选C.由题意，可认为该电场为负点电荷产生的电场，由做功大小可判断出N点离场源负点电荷较近，所以N<M<0.故选C.4.（2010·济南高二二检测））A、B是某电场场中一条条电场线线上的两点点，一带带正电的的小球从从A点运动到到B点，速度度图象如图所示示.下列关于于的高低的判断中，正确的是（）A.EA>EBB.EA<EBC.A<BD.A>B【解析】选A、C.由图象可可知，电电荷在A点加速度度较大，，故电荷在在A点电场力力较大，，所以EA>EB，A正确，，B错误；；由于vA>vB，故动动能减减少，，电场场力做做负功功，电电荷的的电势势能增加加，由由于是是正电电荷，，所以以A<B，C正确，，D错误.5.(2010·天津高高考)在静电电场中中，将将一正正电荷荷从a点移到到b点，电电场力力做了了负功功，则则（））A.b点的电电场强强度一一定比比a点大B.电场线线方向向一定定从b指向aC.b点的电电势一一定比比a点高D.该电荷荷的动动能一一定减减小【解析】选C.正电荷荷从a点移到到b点，电电场力力做了了负功功，说说明正正电荷荷的电电势能能增加加，电电势升升高，，故6.(2010·杭州高高二检检测)一正离离子以初初速度度v0只在电电场力力的作作用下，由由电场轨迹运动到b点，如图所示，图中的实线表示电场线.则电势a___b，场强的大小Ea____Eb，离子的动能Eka____Ekb，离子的电势能Epa____Epb（均选填“大于”、“小于”或“等于”）【解析】合外力力的方方向指指向离离子做做曲线线运动动轨迹迹的凹凹侧，又又因为为离子子带正正电，，所以以可知知带电电粒子子逆着着电场场线运动，所以以电势a<b，电场力做做负功，动动能减少，，电势能增加，，即Eka>Ekb，Epa<Epb.由电场线的的疏密可知知Ea>Eb.答案：小于大大于大大于小小于于1.（5分）在电场场中，下列列说法错误误的是()A.某点的电场场强度大，，该点的电电势一定高高B.某点的电势势高，试探探电荷在该该点的电势势能一定大大C.某点的场强强为零，试试探电荷在在该点的电电势能一定定为零D.某点的电势势为零，试试探电荷在在该点的电电势能一定定为零【解析】选A、B、C.电势为零和和电势能为为零是同一一个点.电势虽然由由电场本身身决定，但但与场强无无因果关系系，A错；电势高高低由电场场决定，而而电势能的的大小由电电场和电荷荷共同决定定，故B错；场强为为零的点，，电势和电电势能都不不一定为零零，故C错.由电势的定定义式可知知，D正确.故选A、B、C.2.（2010··上海高考））（5分）三个点点电荷电场场的电场线线分布如图图所示，图图中a、b两点的场强强大小分别别为Ea、Eb，电势分别别为a、b，则()A.Ea>Eb,a>bB.Ea<Eb,a<bC.Ea>Eb,a<bD.Ea<Eb,a>b【解析】选C.a处电场线较较b处密集，所所以Ea＞Eb，因为沿着着电场线方方向电势逐逐渐降低，，所以a＜b.故选C.3.（5分）如图图所示，某某区域电场场线左右对对称分布，，M、N为对称线上上的两点.下列说法正正确的是()A.M点电势一定定高于N点电势B.M点场强一定定大于N点场强C.正电荷在M点的电势能能大于在N点的电势能能D.将电子从M点移动到N点，电场力【解析】选A、C.沿电场线方方向，电势势降低，所所以M点电势一定高于于N点电势，A正确；电场场线的疏密密程度表示示电场的强弱，，由图可知知，M点场强一定定小于N点场强，B错误；正电荷荷q在M点的电势能能EM=qM,在N点的电势能能EN=qN，由于M＞N，所以EM＞EN,C正确；受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误.4.（5分）如图图所示，，虚线a、b、c代表静电电场中的的三个等势面，，它们的的电势分分别为a、b和c，a＞b＞c.一带正电电的粒子子射入电电场中，，其运动线KLMN所示，由图可知（）A.粒子从K到L的过程中中，电场场力做负负功B.粒子从L到M的过程中中，电场场力做负负功C.粒子从K到L的过程中中，电势势能增加加D.粒子从L到M的过程中中，动能能减少【解析】选A、C.由题图和和a、b、c的关系可可知，静静电场是正点点电荷产产生的电电场，带带正电的的粒子从从K到L的过程中，粒子子受到库库仑斥力力的作用用，K到L的过程中中它克服服电场力做功功，其动动能减少少，电势势能增加加，故A、C正确.当带正电的粒粒子从L到M的过程中中，电场场力做正正功，粒粒子的动动能增加，，电势能能减少，，B、D错误.5.（2010·广州高二二检测））（5分）如图所示，，带正电电的导体体球A置于原来来不带电的空空腔导体体球B内，a、c分别为导导体A、B内的点，，b为导体A和B之间的一一点，下列列说法正正确的是是()A．a、b、c三点的电电势都相相等B．a点的场强强为零，，但电势势最高C．b点的场强为零零，但电势大大于零D．a、b、c三点的场强都都为零【解析】选B.因为处于静电电平衡状态的的导体内部电电场强度处处处为零，故a、c两点的场强为为零，b点的场强不为为零，C、D错误；由于静静电感应，空空腔导体球B内表面感应出出负电荷，外外表面感应出出正电荷，其其电场线如图图所示，由于于沿着电场线线电势降低，，所以A错误，B正确.6.（5分））在点电荷+Q形成的电电场中有一点点A，当一个个-q的检验验电荷从电场场的无限远处处被移到电场场中的A点时时，电场力做做的功为W，，则检验电荷荷在A点的电电势能及电场场中A点的电电势分别为()A.EA=-W,UA=B.EA=W,UA=-C.EA=W,UA=D.EA=-W,UA=-【解析】选A.若将-q从电场中的A点移到无穷远远处，电场力将对电荷做做功-W，根据电荷在在电场中某点点的电势能在在数值上等于把把电荷从这点点移到电势能能为零处电场场力所做的功，即为-W，又根据电势势的定义式得得A==，所以A正确.一点电荷Q在电场中的两个等势面，实线表示一个带负电q的粒子运动的路径，不考虑粒子的重力,请判定：（1）Q带什么电荷.（2）A、B、C三点电势的大小关系.（3）A、B、C三点电场强度的大小关系.（4）该粒子在A、B、C三点动能的大小关系.【解析】(1)由负电荷的运运动轨迹可知知，Q带负电荷.（2）A、C在同一等势面面上，则A=C,B点离负电荷近近，所以B＜A=C.(3)A、C两点离离点电电荷距距离相相等，，则EA=EC，而B点离点点电荷荷近，，所以以EB＞EA=EC.（4）负电电荷q从A点到B点克服服电场场力做做功，，所以以有EkA=EkC＞EkB.答案：：(1)负电荷荷（（2）B＜A=C(3)EB＞EA=EC(4)EkA=EkC＞EkB8.（10分）如如图所所示是是一匀匀强电电场，，在电场场中有有M、N、P三点，，M、N的连线与电电场线线平行行，P、N的连线线与电电场线垂直直，已已知场场强E=2×102N/C,M、N间的距距离s=30cm，试求求一个个电荷荷量为为q=4×10-8C的负电电荷从从M点分别别沿MN连线移移到N点和沿沿MP连线移移到P点电势势能的的变化化.【解析】由题图图可知知，负负电荷荷在该该电场场中所所受电电场力力F方向向向左，，因此此从M点移到到N点，电电荷克克服电电场力力做功功，电电势能能增加加，增增加的的电势势能ΔEp等于电电荷克克服电电场力力做的的功W电荷克克服电电场力力做功功为W=Fs=qEs=4××10-8×2××102×0.3J=2.4××10-6J即电荷荷从M点移到到N点电势势能增增加了了2.4×10-6JP、N的连线线与电电场线线垂直直，则则P、N两点在在同一一个等等势面面上，P、N两点的的电势势相等等，因因此，，点电电荷从从M点沿MP连线移移到P点电势势能的的变化化与沿沿MN连线移移到N点电势势能的的变化化相同同，即即增加加了2.4×10-6J.答案：：2.4×10-6J2.4×10-6J1.带电粒粒子M在只有有电场场力作作用下下由P点运A．M在P点的电势能一定小于在Q点的电势能B．P点的场强小于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【解析】选A、D.粒子从P到Q克服电场力力做功，即即WPQ<0,由电场力做做功与电势势能变化的的关系：ΔEp=-W,可知EpQ-EpP=-WpQ>0,所以EpP<EpQ，故A正确；又因因为EpP+EkP=EpQ+EkQ,而EpP<EpQ,所以EkP>EkQ，故D正确；因不不知电场线线疏密和带带电粒子的的电性，故故B、C错.2.如图所示，，P、Q是两个电荷荷量相等的正点电荷荷，它们连连线的中点点是O，A、B是中垂线上上的两点，，OA＜OB，用EA、EB、A、B分别表示A、B两点的场强强和电势，，则（））A.EA一定大于EB，A一定大于BB.EA一定大于EB，A不一定大于于BC.E