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文档简介
第十章《静电场中的能量》
一、电势能和电势
一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用,它在电场中由A点运动到
B点时,静电力做了正功WABO由动能定理可知,该电荷的动能增加了WABO
能量转化的角度思考,物体动能增加了,意味着有另外一种形式的能量减少了。
这是一种什么形式的能量呢?
在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点,把试探电荷q沿两条不同
路径从A点移动到B点,计算这两种情况下静电力对电荷所做的功。
沿任意曲线从A点移动到B点静电力所做的功也是W=qE|AM|
一、静电力做功的特点
1.特点: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。(与重力做功十分相似)
2.在匀强电场中静电力做功:WAB=qE-LABcos0,其中。为静电力与位移间
的夹角。(这个结论虽然是从匀强电场中推导出
来的,但是可以证明对非匀强电场也是适用的。)
电场力做功正、负的判定
(1)若电场力是恒力,当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时,电场
力做正功;夹角为钝角时,电场力做负功;夹角为直角时,电场力不做功。
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲线运动中
变化电场力的做功情况。夹角是锐角时,电场力做正功;夹角是钝角时,电
场力做负功;电场力和瞬时速度方向垂直时,电场力不做功。
(3)若物体只受电场力作用,可根据动能的变化情况判断。根据动能定理,
若物体的动能增加,则电场力做正功;若物体的动能减少,则电场力做负功。
二、电势能
1.概念:电荷在静电场中具有的势能。用与表示。
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,WAB=EPA-EpBa
「电场力做正功,电势能减少;
〔电场力做负功,电势能增加。
3.电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到零电
势能位置时所做的功。
4.零势能点:电场中规定的电势能为零的位置,通常把离场源电荷无限远
处或大地处的电势能规定为零。
5.电势能的性质
性质理解
电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,
系统性
我们习惯上说成电荷的电势能
电势能是相对的,其大小与选定的电势能为零的参考点有关。确定
相对性
电荷的电势能,首先应确定参考点
标矢性电势能是标量,有正负但没有方向
6.判断电势能大小的方法
⑴做功判定法:无论是哪种电荷,只要是电场力做了正功,电荷的电势能
一定是减少的;只要是电场力做了负功(克服电场力做功),电荷的电势能一定是
增加的。
(2)电场线法:正电荷顺着电场线的方向移动,电势能一定减少,逆着电场
线的方向移动,电势能一定增加;负电荷顺着电场线的方向移动,电势能一定增
加,逆着电场线的方向移动,电势能一定减少。
(3)电性判定法:同种电荷相距越近,电势能越大,相距越远,电势能越小;
异种电荷相距越近,电势能越小,相距越远,电势能越大。
有关电势能的三个提醒
(1)电势能的变化是通过静电力做功实现的,重力势能的变化是通过重力
做功实现的。
(2)在同一电场中,同样从A点到5点,移动正电荷与移动负电荷,电荷
的电势能的变化是相反的。
(3)静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点,但因地球产生的重力场
只会对物体产生引力,而电场对其中的电荷既可产生引力,也可产生斥力,
所以计算静电力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、电场强度的方向等。
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.定义式:9=[。
3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1V=1J/C。
4.电势的性质
(1)相对性:电势是相对的,电场中某点的电势高低与电势零点的选取有关。
通常将离场源电荷无穷远处,或地球表面选为电势零点。
(2)固有性:电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的,与在该点
是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关。
(3)标量性:电势是只有大小、没有方向的物理量,在规定了电势零点后,
电场中各点的电势可能是正值,也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势;
负值表示该点的电势低于零电势。显然,电势的正负只表示大小,不表示方向。
5.与电场线关系:沿电场线方向电势逐渐降低。
6.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)场源电荷判断法:离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越
近的点,电势越低。
(3)电势能判断法: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。
综合演练
一、单选题
1.在X轴上有两个点电荷/、%,其静电场的电势。在X轴上分布如图所示。下列说法正
确有()
A.%和%带有同种电荷
B.X1处的电场强度为零
C.负电荷从毛移到巧,受到的电场力减小
D.负电荷从々移到巧,电势能增加
2.如图是某区域的电场线分布,A、B,C是电场中的三个点,同一带正电的试探电荷分别
放在这三个点,下列说法正确的是()
A.2点场强最小B.A点电势最高
C.试探电荷在A点电势能最小D.试探电荷在C点受电场力最小
3.如图所示是两个等量点电荷的电场线分布,虚线是某带电粒子在电场中仅受电场力作用
的运动轨迹,图中A、8是轨迹上的两点,则下列说法正确的是()
A.该粒子在A处的电势能比3处的电势能大
B.该粒子在A处的加速度比在8处的加速度要大
C.题中等量点电荷左边为正电荷,右边为负电荷
D.该粒子在A处的动能比8处的动能大
4.将两金属球P、Q固定,让球P带上正电后,形成的稳定电场如图所示,己知实线为电
场线,虚线为等势面,其中A、B、C、。为静电场中的四点,则()
A.C、。点的电场强度相同,电势相等
B.金属球P、Q均为等势体,P球的电势大于Q球
C.将电子从A点移至2点,电场力做正功
D.正电荷在8点的电势能大于在。点的电势能
5.如果在某电场中将电荷量为5.0xl()YC的正电荷,仅在电场力作用下由A点移到8点,
静电场力做功为2.0x10-3j,则()
A.电荷在8点的动能比在4点的动能小2.0义1。-打
B.电荷在5点的电势能比在A点的电势能小2.0x10-3J
C.4B两点间电势差为YV
D.若在AB两点间移动一个q=1.0xl(r4c负电荷,则静电力做功4.0X10TJ
6.如图所示,在真空中分别固定有电荷量为+。和-。的点电荷,a、b.c、d是两点电荷连
线上的四个点,已知。/至U+。的距离以及c6到-。的距离均为L下列说法正确的是()
A.a、d两点的电场强度相同,电势相等
a+Qbcd
B.b,c两点的电场强度不同,电势相等-G'W—一♦一一一一一♦一一一
C,将一个正试探电荷从。点沿任意路径移动到6点时电场力做的功,跟从1点沿任意路
径移动到。点时电场力做的功相同
D.一个正试探电荷在c点的电势能大于它在d点的电势能
7.在电场中,若A点的电势高于8点的电势,下列说法正确的是()
A.在该电场中A点的场强一定大于3点的场强
B.同一电荷在A点的电势能大于在8点的电势能
C.把负电荷从A点移到8点,电场力一定做负功
D.把正电荷从A点移到8点,电场力做功与轨迹有关
8.由如图所示的电场线可判定()
A.该电场一定是匀强电场—.--------------
AB
B.负电荷放在8点的电势能比放在A点的电势能大
C.A点的电势一定低于8点的电势
D.负电荷放在8点所受电场力方向向右
9.广州塔尖装有一避雷针,某次雷雨天气闪电击中避雷针,避雷针发生尖端放电现象,如
图甲。若避雷针放电时的电场线分布如图乙所示,在空间取一条水平线。6c和一条圆弧线
adc,"连线为ac连线的中垂线,电场线关于直线加对称,以下说法正确的是()
避雷针
乙
A.adc是一条等势线B.b点电势高于d点电势
C.a、c两点的电场强度相同D.同一负点电荷的电势能在b点比在d点大
10.如图所不,A点与B点间距禺为27,OCD是以8为圆心,以/为半径的半圆路径。A、
8两处各放有一点电荷,电荷量分别为+q和一击下列说法正确的是()
.-----J
AOD
/-H
A.单位正电荷在。点所受的静电力与在。点所受的静电力大小相等、方向相反
B.单位正电荷从D点沿任意路径移到无限远,静电力做正功,电势能减小
C.单位正电荷从。点沿DC。移到。点,电势能增大
D.单位正电荷从。点沿移到。点,电势能增大
11.如图所示,虚线A8和C。分别为椭圆的长轴和短轴,相交于。点,两个等量同种点电
荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,另一外加匀强电场的方向与长轴平行向右,大小
为E,下列说法正确的是()
A.C,。两点电势不同、电场强度相同F;
B.C,。两点电势相同、电场强度不相同ZTX*
C.A,B两点电势不同、电场强度相同
8两点电势相同、电场强度不相同
12.如图所示,A、B、C、。是正方形的四个顶点,。是对角线连线的交点。在A,C两点
固定两电量为q的正点电荷,选无穷远处电势为0,贝U()
A.。点的电场强度为0,电势也为0@A
q
B.B、。两点的电势相同,电场强度也相同
C.电子从8点沿直线移动到。点,电场力做正功
D.电子从8点沿直线移动到。点,电势能先变小后变大
13.如图所示,真空中有等量异种点电荷+。、分别放置在〃、N两点,在的连线上
有关于的连线中点。对称的两点服c,连线的中垂线上有对称点从d,规定无穷
远处电势为零,则下列说法正确的是()
A.在连线的中垂线上,。点电势比万点电势高
B.正电荷+q从6点移到1点的过程中,受到的电场力先减小后--*
增大u
C.正电荷+4从。点到c点的运动过程中,电场力做负功
D.正电荷+q在c点电势能小于在b点电势能
14.图示的四条实线均为。点处的带电物体产生的电场的电场线,虚线AD为等势线,A、
2、C、。分别是四条电场线上的点,贝I()・C八
A.C点的电场强度大于2点的电场强度
B.C点的电势高于8点的电势,DJ'
C.A、。两点的电场强度大小不一定相等,但将一个检验电荷由A点移到。°卜
点电场力做功为零
D.将一个正电荷由A点移到8点电场力做正功,将一个负电荷由。点移到C点电场力做
负功
15.关于电场,下面说法正确的是()
A.在电场中,电场强度大的点,电势必高
B.电荷置于电势越高的点,所具有的电势能也越大
C.正电荷在电场中一定向低电势运动
D.一带电粒子只受电场力作用,在电场中运动时,电势能不一定变化
16.如图甲所示,X轴上固定两个点电荷。2(。2位于坐标原点0),其上有〃、N、P
三点,间距MN=N尸,在x轴上产生的电势。随x变化关系如图乙。则()
M点电场场强大小为零
Q\。2X
N点电场场强大小为零
0
M,N之间电场方向沿x轴负方向甲
D.一正试探电荷从P移到M过程中,电场力做功|%|=|网J
17.在真空中某区域有一电场,其中一条电场线如图甲所示,。、A、8为电场线上间距相
等的三个点,这一条电场线上各点的电势夕分布如图乙所示,下列说法正确的是()
A.。点的电势小于A点的电势r
OAB
B.。点的电场强度小于A点的电场强度
C.将正电荷沿该直线从A移到8的过程中,电场力做甲乙
负功
D.。、A两点间的电势差大于A、8两点间的电势差
18.如图甲所示,两点电荷卯、饮固定在x轴上,。为坐标原点。在无轴正方向上每一点的
电势。随x变化的关系如图乙所示,其中犹处的电势为零,■处的电势最低。下列说法正确
的是()叫
A.初处的电场强度为零c\
qi、"2带异种电荷%%X
C.旗的电荷量比0的电荷量小2T臼乙
D.正点电荷从。开始运动到也处过程中,其电势能先减小后增大
19.如图是某电场中的电场线,在该电场中有A、8两点,下列结论正确的是()
A.A点的电势比B点的电势高/,
同一正电荷在A点的电势能比在8点的电势能大
同一负电荷在A点的电场力比在B点的电场力大
D.在A点静止释放一电荷(只受电场力),可能会运动至8点r
20.电场线如图所示的电场中,。、万两点的连线与经过b点的电场线垂直,下列说法正确
的是()
a、b两点的连线为等势线
将一正电荷从6点移到c点,电场力做正功C
C.同一电荷在b点的加速度比在c点的加速度小
D.负电荷在b点所受的电场力方向与b点电场方向相同
21.下列关于电势和电势能的说法,正确的是()
A.一个点电荷在电势越高的位置,其电势能一定越大
B.放入电场中某点的点电荷,电量越大,该点电荷的电势能一定越大
C.正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点的电势能
D.在电场中移动一电荷,若电场力对其做负功,其电势能一定增大
22.某一区域的电场线分布如图所示,A、及C是电场中的三个点。下列说法正确的是()
A.三个点中8点电场强度最大
B.三个点中C点电势最高
C.负试探电荷在B点的电势能比在A点高
D.正试探电荷从8点移动到A点,电场力做负功
23.等量异种电荷的电场线如图所示,下列表述正确的是()
A.a点的电势低于6点的电势
B.将一负电荷从a点移到b点电场力做负功
C.a点的场强大于6点的场强,方向相同
D.负电荷在。点的电势能大于在b点的电势能
24.如图所示,水平向右的匀强电场中,电荷量为+2C的带电小球在A点的电势能为6J,在
8点的电势能为2J,已知A点与8点间的距离为0.2m,A、8连线与电场线平行。下列说法
正确的是()c
A,电场强度的大小为0.1V/m——»
B.电场强度的大小为10V/m彳:
C.若带电小球沿曲线AC2由A运动到3,则动能增加量大于4J
D.若带电小球沿曲线ACB由A运动到3,则动能减少量等于4J
25.如图所示,在处于。点的点电荷+。形成的电场中,试探电荷+q由A点移到B点,静
电力做功为监;以。1为半径画弧交。8于C,再把试探电荷由A点移到C点静电力做功
为死,由C点移到B点静电力做功为形,则3次静电力做功的大小关系是()
A.Wi=W2=W3<0B.Wi=W3>W2=0
C.Wi>W2^W3>0D.W2>W/=W2=0
26.如图所示,A、B为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是()
-----•------•-----►
AB
A.把正电荷从A移到8,静电力做正功,电荷的电势能增加
B.把负电荷从A移到2,静电力做正功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从A移到8,静电力做负功,电荷的电势能增加
D.不论正电荷还是负电荷,从A到8电势能逐渐降低
27.下列说法正确的是()
A.电荷从电场中的A点运动到了8点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同
B.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对
负电荷做负功
C.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零
D.电荷在电场中运动,因为静电力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成
立
28.在静电场中,将一负电荷从a点移到6点,电场力做了负功,则()
A.6点的电场强度一定比。点大B.电场线方向一定从b指向。
C.6点的电势一定比a点低D.该电荷的动能一定减小
29.一带负电的物体沿电场线方向运动,则一定有()
A.受力增大B.速度减小C.电势能增大D.加速度减小
30.如图所示是带电量不同的正、负点电荷的电场线,线框为等势线,其中A、B,C三点
的位置如图所示。下列说法正确的是()
A.A点的电场强度小于2点的电场强度B.A点的电势大于C点的电势
C.电子在A点受到电场力的方向向右D.电子从A点移动到C点,电场力做正功
31.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形
成电场的电场线,图乙是场中的一些点:。是电荷连线的中点,服b是连线中垂线上相对。
对称的两点,c、d是连线上相对。对称的两点。则()
Q\Q
6-工-戏-7e
\b
I
I
甲乙
A.a、6场强相同,电势相等B.。、b场强不相同,电势不相等
C.c、d场强相同,电势相等D.c、d场强不相同,电势不相等
32.如图所示,两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有。、6、c三点,
则()6«
I
I
A.。点电势比b点高6b
I
B.a、b两点场强方向相同。+1------Q
I
C.a、b、C三点与无穷远处电势不相等
I
D.带电粒子(不计重力)在。点无初速释放,则它将在。、6连线上运动
33.下列说法正确的是()
A.在电场中,凡是电场线通过的点,场强不为零,不画电场线区域内的点场强为零
B.在电场中,电场强度大的地方,电势一定高
C.电荷在电场中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所做的功
D.电荷在电场中某点的电势等于把它从这点移动到零电势位置时静电力所做的功
34.某一区域的电场线分布如图所示,A、2是电场中的两个点。下列说法正确是()
A.该电场是匀强电场B.A点的电场强度比8点的小
C.A点的电场强度比B点的大D.B点的电势比A点的高
35.如图所示,带箭头的实线表示某静电场的电场线,虚线表示其等势面,已知b.c三
点的电场强度大小分别为《、E八耳,电势分别为巴、夕八线。则(
A.Ea<Eb,(pb=(pcB.Ea>Eb,(pa>(pb
C.Ea>Eb,(pa<(pbD.Ea=Ec,(pb=(pc
36.如图所示,在匀强电场中有一平行四边形4BCD,已知48、C三点的电势分别为%=12V,
eB=8V,0C=2V,则。点的电势为()
%,........,B
A.8VB.6VC.4VD.IV
37.如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点;图中a、6两点的电场强度和电势都相
A.甲图:与点电荷等距的a、6两点
B.乙图:两平行板间电场中的。、6两点
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:两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
38.如图是一电场中某区域的电场线分布,A、8为电场中的两点,比较这两点场强EA、EB
的大小和电势的高低,下列判断正确的是()
A.EA<EB,A点电势较高B.&<稣,8点电势较高
点电势较高
C.EA>EB,AD.£A>EB,8点电势较高
39.两个带等量正电的点电荷。/和Q的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的四个
点,其中氏c两点关于两电荷连线对称,。、d两点在两电荷连线上,且。点到Q的距离和
d点到。2的距离相等。则()
A.b点的场强与c点的场强相同
B”点的场强比d点的场强大
c.a点的电势比6点的电势高
D.电子在。点的电势能比在c点的电势能大
40.关于电场线、电场强度、电势和电势能,下列说法中正确的是()
A.电场线越密集处电场强度越大
B.沿电场线的方向场强减小,电势降低
C.场强为零处,电势一定为零
D.在电势高处电荷具有的电势能大
41.如图所示,真空中有一边长为L的正方体,正方体的两个顶点g、/?处分别放置电荷量
量为q的正、负点电荷,其他顶点位置如图所示,左为静电力常量,下列表述正确的是()
A.两点电荷之间库仑力大小尸=//
B.c、d两点的电势相等M[
C.e、/两点的电场强度相等“p
D.一电子从e点沿路径e4移动到了点,电场力先做正功再做负功b
42.某电场中的等势面如图所示,下列关于该电场的描述正确的是()
A.负电荷在A点的电势能比在8点的电势能大6V—
B.电荷沿等势面移动的过程中,静电力始终不做功
C.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大\
D.正电荷由A移动到C,静电力做负功7/
43.图中带箭头的直线是某电场中的一条电场线,在这条直线上有a、b两点,若用力、加
表示a、b两点的电势大小,则()
A.电场线是从。指向b,所以有人><t>b]j
B.a、6两点的场强方向相反
C.同一负电荷在b点的电势能小于在。点的电势能
D.若此电场是由一负点电荷所产生的,则有心>纥
44.如图所示,a、b是正电荷。产生的电场中一条电场线上的两点,关于此电场线的方向
及a、b两点电势高低的比较,下列判断正确的是(
A.电场线方向由a指向b,a点电势较高
Q,
B.电场线方向由a指向b,b点电势较高京
®------a*--------b-
C.电场线方向由b指向a,a点电势较高
D.电场线方向由b指向a,b点电势较高
二、多选题
45.如图,光滑绝缘水平面上ABC三点构成直角三角形,0A=3O°,。是C在AB连线上的垂
足,E是A8连线上的中点,A、B两点分别放置正点电荷Q、Q,。点放置负点电荷。3时,
C点处的电场强度恰好为零。下列选项正确的是()
A.QI:Q?=6:3
B.Q2:Q}=2:yf3
C.。3沿DA移到E点的过程中电势能先增大后减小
D.Q沿DC移到C点的过程中电场力方向一直不变
46.如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为%、%、0c,且如
-(pA=(pc-(pB>0,实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、。为轨迹与等势线A、C的交
点,带电粒子只受电场力,则下列说法正确的是()'、、、
、*I*
A.粒子一定带负电
B.粒子在尸点的动能大于Q点动能\、:
«I•
»I*
C.粒子在P点电势能大于粒子在。点电势能AC
D.粒子在尸点受到电场力小于0点受到的电场力
47.如图所示,a、b、c为电场中一条水平方向的电场线上的三点,c为ab的中点,a、b
两点的电势分别为然=8V、死=2V。下列说法正确的是()
A.c点的电势一定为5V"8V।"2V
B.电场线方向为由。指向6acb
C.带负电的试探电荷在c点的电势能一定小于在b点的电势能
D.试探电荷在c点时,电场力方向由c指向6
48.如图为一对等量异种点电荷,电量分别为+。、-Q,实线为电场线,虚线圆的圆心。在
两电荷连线的中点,。,b,c,d为圆上的点,下列说法正确的是()
A.a,c两点的电势相同
B.b,d两点的电场强度相同
C.同一负电荷在。点的电势能等于d点的电势能
D.正电荷从d点运动到6点的过程中,电场力做负功
49.在x轴上A、2两点处分别有点电荷。和。2,两点电荷形成的静电场中,取无穷远处
电势为零,X轴上各点的电势夕随X变化的图像如图所示,下列说法正确的是()
A.。带正电,。2带负电
B.P点的电场强度为零
C.将电子(负电)从B点沿尤轴正方向移到尸点的过程中,电
子的电势能不断减小
D.电子仅在电场力作用下从P/点沿x轴正方向运动到P点的过程中,加速度逐渐减小
50.如图所示为带电体周围分布的三个等差等势面,其中。、6、c是等势面上的三个点。
已知带电体带正电,则下列说法正确的是()
A.。点的电势一定高于6点的电势
B.。点的场强一定大于6点的场强
C.带负电的试探电荷在。、。两点的电势能相等
D.将带负电的试探电荷由c点移到b点,电场力做负功
51.如图所示,带箭头的直线表示某一电场的电场线,仅在电场力作用下,一带负电的粒子
以一定初速度从A点运动到8点,轨迹如图中虚线所示,则()
A.2点的电场强度大于A点的电场强度B.电场中A点电势高于2点电势
C.粒子在B点的电势能小于在A点的电势能D.粒子在B点的动能大于在A点动能
52.如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,。、M、N是y轴上的
三个点,且OM=MN。尸点在y轴右侧,MP0ON下列说法正确的是()
A.。点的电场强度大于N点的电场强度
B./点的电势等于尸点的电势
c.M,N两点间的电势差大于。、M两点间的电势差
D.M,N两点间的电势差小于0、M两点间的电势差
53.在一点电荷形成的空间电场内,有电势相等的八6两点,c为演连线的中点,对c点
的电势和场强描述正确的是()
A.电势可能比a点的高B.电势可能比a点的低
C.场强可能比。点弱D.场强可能和。点相等
54.如图甲所示,在某电场中有一条电场线与Qr轴重合,取无穷远处电势为零,Ox上各点
的电势。随无轴坐标变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是()
A.沿Ox方向电场强度先增大后减小
B.正电荷在不与马处受到的电场力方向相反
C.负电荷从均移到马的过程中电势能逐渐增大0
X1
乙
D.正电荷从々移到月的过程中电场力做负功
55.一沿x轴方向的静电场,电势夕在尤轴上的分布情况如图,B、C是无轴上两点。下列说
法正确的是()*”
A.在无轴上,。点电势最高,电场也最强/|\
同一个电荷放在8点受到的电场力小于放在C点时的电场力
C.同一个负电荷放在8点时的电势能小于放在C点时的电势能
D.正试探电荷沿x轴从8移到C的过程中,电势能先增大后减小
三、填空题
56.电场的基本性质是对放入其中的电荷有的作用,因此电场强度是描述电
场的的性质的物理量。电场强度的定义是E=,适用于任何
电场。电荷在电场中具有的势能叫做电势能当,电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的
比值,叫做这一点的o它是描述电场的性质的物理量。
57.电场空间中某点的电势为-8V,将一个电量为q=-2x10-8(2的电荷放在该点,该电荷
的电势能为J,若将该电荷拿走,则该点的电势将(填"减小”、
"增大"或"不变"),再在该点放入一个电量为/=+4x10-8(2的电荷,该点电荷电势能为
_____________Jo
58.如图所示,实线是一个点电荷形成电场中的一条电场线,虚线是该电场中的两条等势线,
由图可以得出的结论是:
(1)在M、N两点中,加点的电势一定N点的电势(选填"高、\
于"、"低于"或"等于")。严
/I
(2)M,N两点的电势差与零电势的选择_______________。若将检验电荷
//
放在〃点时,电势能的大小与零电势的选择_______________。(均选填"有
关"或"无关")
59.匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、。三点的位置如图所示,三点的电势分
别为12V、16V、28V。完成下列填空:
少/cm
02468x/cm
(1)坐标原点。处的电势为V;
(2)a点与b点的电势差=V;
(3)电子从。点移到。点,电势能(填"增加"或"减少")eV;
(4)该匀强电场的电场强度大小为V/cmo
60.如图所示,A.B是电场中两点,A点的电场强度要于2点的电场强度,A
点的电势要于8点的电势一个带负电的点电荷。在A点所受的电场力要比它在
8点所受的电场力,该负电荷在A点的电势能要比它在B点的电势能
61.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=qE/cos。。其中。为与
之间的夹角。-----------------,—►
(2)特点:在静电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置
,与电荷经过的路径
62.在x轴上有两个点电荷旗、q2,其静电场的电势夕在尤轴上分布如图所示。可知:旗和
0带有(填"同种"或者"异种")电荷;X/处的电场强度
(填"为零"或者"不为零");负电荷从X/移到必电势能(填"增多"或者"减
少");负电荷从X/移到X2,受到的电场力(填"增大"或者"减小")。
63.电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B、C为电场中的三点,则三点中电场强度
最大的是点,电势最低的是点;将一个正点电荷从A点移动到
C点过程中电场力做(选填"正功"或"负功")。
64.电子在A点的电势能£M=-4eV,在B点的电势能%B=4eV,则A点的电势必=
V,8点的电势(PB=V,电子由A运动到B动能的改变
量EkB—EkA=eVo
65.电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B、C为电场中的三点,则三点中电场强度最
大的是点,电势最低的是点;将一个正点电荷从A
点移动到C点过程中电场力做(选填"正功"或"负功")。
四、解答题
66.把一个带电荷量为2xl(r8c的正点电荷从电场中的4点移到无限远处时,静电力做功
8x10力;若把该电荷从电场中的8点移到无限远处时,静电力做功2xl()-6j,取无限远处电
势为零。
(1)求A点的电势;
(2)求A、8两点的电势差;
(3)若把电荷量q=-2xl()-6c的电荷由&点移到8点,静电力做的功为多少?
67.将带电荷量为6xl0-6c的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3xl0-5j的
功,再从8点移到C点,静电力做了1.2xl0-5j的功,贝心
(1)如果规定A点的电势为零,8点和C点的电势分别为多少?
(2)如果规定2点的电势为零,A点和C点的电势分别为多少?
(3)如果规定&点的电势为零,一个电子在A点具有的电势能为多少电子伏?
68.把带电荷量2xl()8c的正点电荷从无限远处移到电场A点,要克服电场力做功8XK)6J,
若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2xl()6j,取无限远处电势为零。
求:
(1)A点的电势;
(2)A、B两点的电势差;
(3)若把2xl()5c的负电荷由A点移到8点电场力做的功。
69.把一个带电荷量为3x10%的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时,静电力做功
9'10勺;若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时,静电力做功3x10勺,取无限远处电
势为零。
(1)求A点的电势;
(2)求A、8两点电势差;
(3)若把电荷量为2x10-5(2的负电荷由A点移到8点,静电力做的功为多少?
70.有一带电荷量q=-3xl(F6c的点电荷,从某电场中的A点移到8点,电荷克服电场力
做6xl0Tj的功,从2点移到C点,电场力对电荷做9x107J的功。求:
(1)设A点的电势能为0,求B、C两点的电势能;
(2)设A点的电势能为0,求3、C两点的电势。
71.如图所示,三条曲线表示三条等势线,其电势%=。,%=%=10V,%=-30V,将
电荷量q=L2xlO-6c的电荷在该电场中移动。
(1)把这个电荷从C移到。,静电力做功多少?
(2)把这个电荷从。移到2,电势能变化多少?
、0
-30V
72.电场中A、B、C、。四点的电势如图所示。
(1)A、C及A、B间的电势差各为多少?哪个较大?
(2)若取。点电势为零,则A、B、C三点的电势各为多少?A、C及4、3间的电势差各
为多少?通过以上计算说明电势、电势差各具有什么特点?
73.如图,三角形ABC为等腰三角形,ZA=ZC=30°,AC长为粗m,空间存在平行于三角
形平面的匀强电场。一个电荷量为4=-6x10-6(2的点电荷从A点运动到C点,电场力做功
为9xl()Tj,从C点运动到B点克服电场力做功为3xl(T*J。求:
(1)A,8两点间的电势差;
(2)匀强电场的电场强度。
74.在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示。将负电荷4=-lxl(T6c从A点移至8
点,克服电场力做功2.0x10,,取8点为零势能点。求:
(1)电荷在A点的电势能;
(2)A点电势。
AB
75.在匀强电场中,将-3x10-7C的点电荷从电场中的A点移到2点,静电力做功为-2.4xlO6J,
将该电荷从电场中的A点移到C点,静电力做功为2.4xl0-6j,直角三角形ABC中
ZC=ZG4O=30°,且电场方向与三角形ABC所在平面平行。求:
(1)B、C两点间的电势差;
(2)若规定C点电势为0,求该电荷在。点的电势能。
76.如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,将电荷量为+“的点电荷由A点沿直线移至
B点,间的距离为L方向与电场方向成60。角,求:
(1)点电荷所受电场力的大小;
(2)在此过程中电场力做的功。
77.空间中存在水平向右的匀强电场,电场强度大小E=240V/m,一带电粒子从A点移动到
8点时。电场
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