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文档简介
专题02电势能与电势差
考点清单
精-01电―,假及十分犍大小的判断
一、静电力做功、电势能和电势
i.静电力做功
(1)特点:静电力做功与路径无关,只与起始和终止位置有关。
(2)计算方法
①卬二“^,只适用于匀强电场,其中=为沿电场方向的距离。
②WAB=4勿B,适用于任何电场。
2.电势能
(1)定义:电荷在电场中也具有势能,我们称这种形式的能为电势能,用符号稣表示。
(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,即取B=EpA—EpB=—AEp。
(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大
地表面上的电势能规定为零。
3.电势
(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能反与它的电荷量之比。
(2)定义式:o
(3)标矢性:电势是标量,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低
(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
二、电势和电势能高低的判断“四法”
1.电势高低的判断“四法”
判断方法方法解读
电场线
沿电场线方向电势逐渐隆低
方向法
场源电荷正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;越靠近正电荷处
负法电势越高,越靠近负电荷处电势越低
电势能
同一正电荷的电势能越大的位置处电势越高,同一负电荷的电势能越大的位置处电势越低
大小法
静电力
根据U-W^B
AB将用18、9的正负号代入,由“3的正负判断夕4、夕8的高低
做功法q
2.电势能的大小判断“四法”
判断方法方法解读
将电荷量、电势及正负号一起代入公式稣4=«94计算,EpA>0时值越大,电势能越大;
公式法
稣4<0时绝对值越大,电势能越小
电势高
同一正电荷在电势越高的地方电势能越大;同一负电荷在电势越低的地方电势能越大
低法
静电力
静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加
做功法
能量守在电场中,若只有静电力做功时,电荷的动能和电势能相互转化而且其和守恒,动能增
恒法力口,电势能减小;反之,动能减小,电势能增加
精—02♦一差导电场搬■的吴东
一、电势差
1.定义:在电场中,两点之间电势的差值叫作电势差。
2.表达式:UAB-(PA~(PB<UAB=UBA。
3.静电力做功与电势差的关系
①公式:WAR—C/UABQB=q。
②适用范围:任意电场。
4.影响因素:电势差UAB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及静电力做的功叼B壁,与零电势点的
选取无关。
二、电势差与电场强度的关系
1.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积,
即U—Edo
2.电场强度的另一种表述:电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势,即£=§。
3.公式U=Ed的适用范围:匀强电场。
4.在匀强电场中由公式U=Ed得出的“一式二结论”
E=JL=4d是沿电场线
dqd、方向上的距离
[二区J
匀强电场中的任一线段匀强电场中若两线段
4B的中点C的电势AB//CD,B.AB=CD,
<Pl+Vn则UAB=UCD(或<PA-<PB=
<PC-<PD)
5.等分法及其应用
⑴等分法:
如果把某两点间的距离等分为n段,则每段两端点的电势差等于原电势差的土,采用这种等分间距求电势
问题的方法,叫作等分法。
UAB=UBC—UCD=UDE:.UAE
(2)“等分法”的应用思路:
已知匀强电等找与待求点连接等势
分
场中某几点的电势相同点可得等
法
的电势的等势点势面
结合电势升降可得作等势面的垂线
电场强度的方向可确定电场线
清:03♦场铁、等一面拿运劭机迷问题
一、等势面及特点
1.定义:电场中的电势±1笠的各点组成的面。
2.特点:
①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。
③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
④等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。
二、几种典型电场的等势面
电场等势面重要描述
笋势面
j7—►
匀强电场垂直于电场线的一簇平面
且场线
手势面
i
点电荷
以点电荷为球心的一簇球面
的电场
等量异种0
点电荷的连线的中垂线上电势处处为雯
/'\4-
电场
*/,
Ml
等量同种t
1I两点电荷连线上,中点的电势最低;中垂
(正)点电荷
线上,中点的电势最高
的电场
♦
三、带电粒子运动轨迹问题的分析方法
1.从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。
2.结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。
3.根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。
陆-04♦裳器
一、电容器和电容
1.电容器
(D组成:在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质一电介质,就组成一个最简单的电容器。
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)击穿电压与额定电压
①击穿电压:电容器两极板间的电压超过某一数值时,电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压称为
电容器的击穿电压。
②额定电压:电容器外壳上标的工作电压,也是电容器正常工作所能承受的最大电压,额定电压比击穿电
压低。
2.电容
(1)定义:电容器所带的电荷量。与电容器两极板之间的电势差U之比,叫作电容器的电容。
(2)定义式:C=§o
(3)物理意义:表示电容器储存电荷本领大小的物理量。
(4)单位:法拉(F),1F=1X1Q6UF=1X1Q12pFo
3.平行板电容器
(1)决定因素:正对面积,相对介电常数,两板间的距离。
⑵决定式:c=9。
二、平行板电容器两类动态的分析思路
1.平行板电容器动态的分析思路
(确定不变量卜-电容器保持与电源相连,U不变;电容器
充电后与电源断开,Q不变
倒断电容变化)一由决定式定电容器电容的变化
国断藏的变化:由定义式C笔判断电容器所带电荷量
------r-------qQ或两极板间电压U的变化
1--------------------------------------
(判断场强的变化卜由£=系分析电容器极板间场强的变化
2.平行板电容器的动态分析问题的两种情况
(1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接:
d变大际变坏变,"变大
充电。变小。变小E变小
后与电容器
电源两极间变大坏变坏变,d不变
S->—►
两极的电压C变大。变大E不变
相连不变
均变大际变坏变,坏变
-►—►
。变大。变大E不变
(2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接:
变大。不变U变小,d不变
S—►
充电
容
电器C变大侬小E变小
与
极
后
板
两
量
荷
源
电
电品变大。不变一U变小,d不变
不
持
极
两
保。变大U变小E变小
开
断
变
d变大。不变U变大,d变大
。变小U变大E不变
精-05-一力4套,场中的直线运劭
一、电场中带电粒子做直线运动的条件
1.粒子所受合外力尸合=o,粒子或静止,或做匀速直线运动。
2.匀强电场中,粒子所受合外力/导0,且与初速度方向在同一条直线上,带电粒子将做匀加速直线运动或
匀减速直线运动。
二、用动力学和功能观点分析问题
1.用动力学观点分析
。=隼,£=5,v2—(匀强电场)。
2.用功能观点分析
匀强电场中:W=Eqd=qU=3mv2—mvo20
非匀强电场中:W=qU=Ek2~Ekio
陆-06-电林」充色场中的撒体运劭
1.求解电偏转问题的两种思路
以示波管模型为例,带电粒子经加速电场Ui加速,再经偏转电场仍偏转后,需再经历一段匀速直线运动才会打
(1)确定最终偏移距禺OP的两种方法
方法1:
2.特别提醒:
(1)利用动能定理求粒子偏转后的动能时,电场力做功W=qU=qEy,其中“力为初末位置的电势差,而不一定
是学。
(2)注意是否考虑重力
①基本粒子:如电子、质子、a粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不
忽略质量).
②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.
侪-07带电握力电篝3场中的通用运劭
1.方法概述
等效思维方法是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。对于这类问题,若采用常
规方法求解,过程复杂,运算量大。若采用等效法求解,则能避开复杂的运算,过程比较简捷。
2.方法应用
先求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个等效重力,将方曾视为等效重力加速度。再将物体在重力场
中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解即可。
重力场与电场成一定夹角重力场与电场在一条直线上
£|等效重力场
r{等效“最低点”]
//X\
[0;
'、[
FZzg[等效重力]
[等』“最高点”]
[等效重力加速度P
清-08带一靠■每或收变电场中的运劭
一、交变电场中的直线运动处理方法
1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动
(一般分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。
2.分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。
3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求
解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。
二、交变电场中的偏转处理方法(带电粒子重力不计,方法实操展示)
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轨迹图VoUVo
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“yA/速度不反向
一q速度反向
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Vy-t图”吊t
7/2Tt-Vo
单向直线运动往返直线运动
即时练习
1.在匀强电场中有A、8两点,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线48移动该电荷,
电场力做功为跖;第二次沿路径AC8移动该电荷,电场力做功卬2;第三次沿曲线AD8移动该电荷,电场
力做功为牝,则()
5
A.Wi>W2>W3B.Wi<W2<W3
C.Wi=W2=W3D.Wi=W2>W3
【答案】C
【详解】电场力做功与路径无关,只与两点间的电势差有关,则无论沿哪个路径从A点移动到2点,电场
力做功相等,均为卯=%也故选C。
2.如图是电场中的一条电场线,A、B是电场线上的两点,下列有关说法正确的是()
«・---------------.
BA
A.A点的电场强度一定比8点的大
B.A点的电势一定比B点的低
C.将一负试探电荷由A点移动到8点,电场力做正功
D.负试探电荷在B位置的电势能比在A位置电势能大
【答案】D
【详解】A.由于图中无法看出电场线的疏密程度,所以无法判断A、8两点的电场强度大小,A错误;
B.由于题中给出电场线方向向左,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,<PA>(PB,B错误;
C.将一负试探电荷放入电场中,负试探电荷受电场力方向与电场线方向相反,即电场力向右,将试探电荷
由A点移动到8点,位移与电场力方向相反,电场力做负功,C错误;
D.由负试探电荷在电场中的电势能可知综4=-4%,与5=-4%将内>%代入可得综8>54,D正确。故
选D。
3.某学生在研究心脏电性质时发现,当兴奋在心肌传播,在人体的体表可以测出与之对应的电势变化,可
等效为两等量异种电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图,图中实线为等差等势面,标在等
势面上的数值分别表示该等势面的电势,。、b、c、1为等势面上的点,a、b为两电荷连线上对称的两点,c、
d为两电荷连线中垂线上对称的两点,则()
0
A.a、6两点的电场强度不相同B.c、d两点的电场强度相同
C.a、6两点的电势差Uab=-3mVD.从c到d的直线上电场强度先变小后变大
【答案】B
【详解】A.该瞬时电势分布图可等效为等量异种电荷产生的,等量异种电荷的电场线分布如图
。、6为两电荷连线上对称的两点,所以八6两点的电场强度大小、方向
相同,故A错误;
B.c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点,c、1两点的电场强度大小与方向都相同,故B正确;
C.a、b两点的电势差卷=3mV故C错误;
D.根据等势线的密程度可判断出从c到d的直线上电场强度先变大后变小,故D错误。
故选Bo
4.如图所示,一带负电的点电荷固定于。点,两虚线圆均以。为圆心,两实线分别为带电量大小相等的带
电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计带电粒子的重力,
下列说法正确的是()
A.M带负电荷,N带正电荷
B.M在6点的动能小于它在a点的动能
C.M在。点的电势能等于N在d点的电势能
D.N在从c点运动到1点的过程中电势能增加
【答案】B
【详解】A.粒子只受电场力作用,电场力沿着径向,根据粒子运动轨迹可知M受到的是吸引力,故M带
正电,N受到的是排斥力,故N带负电,A错误;
B.负电荷周围等势面越靠近电荷,电势越小,因此6点的电势大于a点的电势,因为M带正电,所以在6
点的电势能大于a点的电势能,a到匕电场力做负功,电势能增大,动能减小,故/在b点的动能小于它在
。点的动能,B正确;
C.负电荷周围电势都是负,根据公式
Ep=<pq
可知电粒子M的电势能小于零,N的电势能大于零,所以N的电势能大,C错误;
D.因为c点电势小于d点电势,N带负电,因此电势越低电势能越高,所以N在从c点运动到d点的过程
中电势能减小,D错误。
故选Bo
5.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能场随位移x变化的关系如图所示,其中
0~尤2段是关于直线X=x/对称的曲线,X2~X3段是直线,则下列说法正确的是()
B.粒子在0~X/段做匀变速运动,X2~X3段做匀速直线运动
C.若X/、尤3处电势为9人93,则0/<03
D.X2~X3段的电场强度不变
【答案】D
【详解】A.弓-尤图像的斜率表示粒子所受电场力R结合图像可知,制处电场力最小且为零,则电场强度
最小且为零,故A错误;
B.粒子在0~无/段电势能减小,动能增大,速度增大,切线的斜率减小,加速度减小,粒子做加速度减小的
加速运动,X2~X3段电势能增大,动能减小,斜率不变,加速度不变,所以粒子做匀减速直线运动,故B错
误;
C.带负电的粒子从无,到X3的过程中电势能增加,说明电势降低,即
%>。3
故c错误;
D.X2~X3段斜率不变,即电场力不变,所以电场强度大小方向均不变,故D正确。
故选D。
6.一电子只在静电力的作用下沿+X方向运动,其所在位置处的电势。随x变化情况如图,已知图线在
A.电子从1.5cm运动至6.0cm处的过程中,速率不断变大
B.电子在x=3.8cm处时加速度为0
C.x轴上1cm到8.0cm之间的电场方向均沿-x方向
D.x轴上1cm到8.0cm之间的电场场强大小处处相等
【答案】B
【详解】AC.根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,x轴上1cm到3.8cm之间的电场方向沿-无方向,3.8cm
到8cm之间的电场方向沿+x方向,电子从1.5cm运动至6.0cm处的过程中,其所受电场力方向先沿+x方向,
再沿-X方向,即电子先加速后减速,速度先增大后减小。故AC错误;
B.。”图像的斜率表示场强,x=3.8cm处切线与x轴平行,即此处电场强度为零。故电子在此处所受电场
力为零。故电子在x=3.8cm处时加速度为0。故B正确;
D.。”图像的斜率表示场强。图像的斜率先减小后增大,故无轴上1cm到&0cm之间的电场场强大小不处
处相等。故D错误。
故选B。
7.如图所示,在水平面内有直角三角形ABC,0AC8=3O。,A8边的长度为2cm,在水平面内有一匀强电场,
A点电势为4V,8点电势为2V,C点电势为0。若电子电量大小为e,则下列说法正确的是(
C
A.电子在A点的电势能大于在8点的电势能
B.将电子从A移到8再移到C和直接从A移到C,电场力做功均为4eV
C.电场强度的方向与A8边的夹角为60。
D.电场强度的大小为空述V/m
3
【答案】D
【详解】A.由Ep=〃,可知电子在A点的电势能小于在8点的电势能,故A错误;
B.电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,将电子从A移到2再移到C和直接从A移到C,电场力做
功均为卬=4%。=-四亚=TeV故B错误;
C.由题可知,在匀强电场中,AC中点。的电势为2V,连接为一条等势线,根据电场强度与该处等势
线垂直的特点可知,作2。的垂线即为场强的方向,如图所示
由几何关系可知,电场线的方向与42的夹角为30。,故C错误;
D.AB沿着场强的方向距离为d^=2cmxsin60o=75cm根据场强的计算公式可得
£=—=-^—V/m=20°Gv/m故D正确。故选D。
d舟ICT?3
8.如图所示,水平放置的平行板电容器A、B极板正对,A、B极板上的。、。,接点与恒压直流电源连接,
下极板B接地,开关S闭合,一带电油滴位于电容器中的P点且恰处于静止状态,则下列说法正确的是()
OK-------
AEJ
•P
BO'^—
A.当开关S闭合,A极板上移一小段距离过程中,P点电势将降低,电路中有逆时针方向的电流
B.当开关S断开,B极板下移一小段距离过程中,带电油滴静止,尸点电势升高
C.当开关S闭合,将A极板向右平移一小段距离,带电油滴将向上运动
D.当开关S断开,B极板上移一小段距离,尸点电势将升高
【答案】B
【详解】A.当开关S闭合极板上移一小段距离,板间距离的增大,由£个可知,场强E减小,尸点电势
等于P点与下极板间的电势差,由于P点到下极板间距离勰不变,由%=及7。可知,场强E减小时尸点电
势降低,根据由电容的决定式C=H;可得:C减小,开关S闭合,电容器两端的电压不变,由定义式C=g
4兀kdU
可得:。减小,电路中有顺时针方向的电流,故A错误;
B.当开关S断开,B极板下移一小段距离,板间距离d增大了,由场强公式石===冬=加工可知板间
场强不变,油滴所受的电场力不变,油滴仍处于静土状态,根据%可知尸点电势升高,故B正确;
C.当开关S闭合,将A极板向右平移一小段距离,根据E=§可知极板间电场强度不变,则带电油滴静止,
a
故C错误;
D.当开关S断开,B极板上移一小段距离,板间距离1减小了,由场强公式£加半根据外
aCasS
可知P点电势降低,故D错误。故选B。
9.在如图甲所示的平行板电容器A、8两极板上加上如图乙所示的电压,开始8板的电势比A板高,这时
两极板中间原来静止的电子在静电力作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正
确的是(不计电子重力)()
0.05
।
A.电子一直向2板运动
B.电子一直向A板运动
C.电子先向A板运动,然后向8板运动,再返回A板做周期性来回运动
D.电子先向8板运动,然后向A板运动,再返回8板做周期性来回运动
【答案】A
【详解】依题意,0~0.025s内8板的电势比A板高,电子所受电场力水平向左,做初速度为零的匀加速直
线运动。0.025~0.05s内A板的电势比B板高,电子所受电场力大小不变,方向水平向右,做匀减速直线运
动,由运动的对称性可知,在0Q5s时电子速度减小到零,此时电子已经向左移动了一段距离,之后极板间
的电场做周期性变化,电子的运动也做周期性变化,即一直向2板移动。
故选A。
10.如图甲所示,真空中水平放置两块长度为23的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所
示最大值为&的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠P板处有一粒子源4自1=0时刻开始连续释放初速
度大小为为、方向平行于金属板的相同带电粒子,r=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已
T2d
知电场变化周期丁=一,粒子质量为加,不计粒子重力及相互间的作用力,则()
[2T、
T35:
221:
在f=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为夜%
B.粒子的电荷量为至
C.在r=gT时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了7江
D.在》=±T时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
【答案】D
【详解】由题意得粒子在电场中的运动时间可得在垂直于极板方向上,先做1了的初速度为。的
%2
1Z7210.
匀加速,再做彳7的匀减速。由图乙可知,垂直极板方向上加速和减速的加速度大小均为d_qU
2a——~0
mmd
AB.有运动学的特点可知,加速!T垂直于极板方向上的速度巧=再减速!7垂直于极板方向
22mvQ2
上的速度马=匕-=0所以在『=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为沿极板方向的速度力。由运
动学知识可得?/=〃将匕=迫、”3代入解得粒子的电荷量4=坐故AB错误;
2mv0v0Uo
133
C.由题意可分析,在"三T时刻进入的粒子,在垂直于极板方向上,先加速了丁,又减速三丁,再反向加速
o88
京,最后反向减速"乙粒子在垂直于极板方向上所走的位移大小y=2xg“x1|T)-2x|axQr^将
。=吟、7=驯、4=坐、代入整理可得y=g电场力做的功卬="34=!必说根据功能关系得,在
md%2a22
t=时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了!加说。故c错误;
o2
D.由题意可分析,在/=!/时刻进入的粒子,在垂直于极板方向上,先加速[T,又减速[T,再反向加
444
速9T,最后反向减速粒子在垂直于极板方向上所走的位移大小
44
V=2X4XBTY-2xLx化小=0即在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场,故D正
确。故选Do
11.如图所示,细绳拉着一带正电小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,该区域内存在水平向右的匀强
电场。A点为运动轨迹的最高点,B点为运动轨迹的最低点,CD为水平直径。在小球做圆周运动的过程中
A.在A点小球的速度最小B.在B点绳子的拉力最大
C.在C点和。点绳子的拉力大小相等D.在C点小球的机械能最小
【答案】D
【详解】AB.把重力和电场力合成为等效重力,可知在等效最高点的速度最小,在等效最低点的速度最大
且拉力最大,由图可知,A点不是等效最高点,B点不是等效最低点,故AB错误;
C.由题意可知,小球从C点到。点电场力做正功,动能增大,速度增大,故小球在。点的速度大于C点
的速度,由牛顿第二定律可知,小球在。点时绳子的拉力较大,故C错误;
D.根据能量守恒定律,小球在C点时的电势能最大,则机械能最小,故D正确。
故选D。
12.板间存在竖直方向的匀强电场,现沿垂直电场线方向射入三种比荷(电荷量与质量的比)相同的带
电微粒(不计重力),。、6和c的运动轨迹如图,其中。和b是从同一点射入的。不计空气阻力,则可知
粒子运动的全过程()
--------------------------B
A.运动加速度4
B.水平速度匕>
C.飞行时间%
D.电势能的减少量△纥=△且=△耳
【答案】B
【详解】A.根据牛顿第二定律得:微粒的加速度为。=毡据题且相同,E相同,所以加速度相同,即
mm
。=牝=。故A错误;
C.三个带电微粒在竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动,由>=、国由图有%=%>/则
2Va
得。=《故C错误;
x
B.三个带电微粒水平方向都做匀速直线运动,由x=得%=?图知%>%匕又%=乙〉%则得匕>%>匕
故B正确;
D.电场力做功为W=4或由于电荷量关系不能确定,所以不能确定电场力做功的大小,也就不能确定电势
能减少量的大小,故D错误。故选B。
实战演练
1.(23-24高二上•四川成都・期中)如图,在匀强电场中有一虚线圆,仍和cd是圆的两条直径,其中油与
电场方向的夹角为60。,必=0.2m,cd与电场方向平行,a、。两点的电势差。他=20V。贝I]()
A——,工卑d
---------------->
a'-一"
-----------------►
A.电场强度的大小E=20V/mB.6点的电势比d点的低5V
C.将电子从。点移到〃点,电场力做正功D.电子在。点的电势能大于在c点的电势能
【答案】D
【详解】A.a、6两点的电势差
Uab=Edabcos60
解得电场强度的大小
E=200V/m
故A错误;
B.b、d两点的电势差
t/M=£7?(l-cos60)=200x0.1x(l-1)V=10V
故B错误;
C.将电子从c点移到1点,因电子所受的电场力与位移方向相反,可知电场力做负功,故C错误;
D.根据沿电场线电势降低,。点的电势大于。点的电势,电子带负电,负电荷在高电势处电势能反而小,
故电子在。点的电势能大于在c点的电势能,故D正确。
故选D。
2.(21-22高二上•北京•期中)如图所示,平行板电容器上极板MN与下极板P0水平放置,一带电液滴从
下极板P点射入,恰好沿直线从上极板N点射出。下列说法正确的是()
M-------------------------N
--------------------Q
A.该电容器上极板一定带负电
B.液滴从P点到N点的过程中速度增加
C.液滴从尸点到N点的过程中电势能减少
D.液滴从P点以原速度射入后可能做匀减速直线运动
【答案】C
【详解】B.由于带电液滴受到的重力和电场力都处于竖直方向,所以为了使带电液滴从下极板尸点射入,
恰好沿直线从上极板N点射出,带电液滴的合力应为零,带电液滴做匀速直线运动,即液滴从P点到N点
的过程中速度不变,故B错误;
A.电场力与重力平衡,电场力方向竖直向上,由于不知道带电液滴的电性,所以不能确定电场方向,不能
确定极板电性,故A错误;
C.电场力与重力平衡,电场力方向竖直向上,可知电场力对带电液滴做正功,液滴的电势能减少,故C正
确;
D.液滴从尸点以原速度射入时,液滴受到重力和电场力均保持不变,液滴仍做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
3.(23-24高二上•辽宁•期中)在某电场中建立x坐标轴,一个质子沿无轴正方向运动,途中经过间距相等
的48、C三点,该质子的电势能随位置坐标x变化的关系如图所示,若该质子只受电场力作用。贝心)
B.A点的电场强度小于B点的电场强度
C.质子经过A点的速率小于经过8点的速率
D.C、8两点电势差UCB等于&A两点电势差UBA
【答案】B
【详解】A.如图,质子电势能增大,则电场力做负功,电场力方向与质子运动方向相反,质子带正电,说
明电场方向与质子运动方向相反,则A点电势低于2点电势,A错误;
B.质子经过相等距离的电势能增加量增大,则电场力做功变多,电场强度增大,说明A点的电场强度小于
8点的电场强度,B正确;
C.质子做减速运动,质子经过A点的速率大于经过B点的速率,C错误;
D.根据
W=qU
由于A2段电场力做功小于2c段电场力做功,则C、2两点电势差UCB大于8、A两点电势差UBA,D错误。
故选Bo
4.(23-24高三上•贵州贵阳•阶段练习)如图所示,A8CDA3co为正方体,在其顶点A处固定一带负电
的点电荷,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是()
B.A\B、。三点的电场强度相同
C.将一带正电的试探电荷由A点移到C,点,电场力做负功
D.若在。点放一带负电的试探电荷,则该试探电荷的电势能为负值
【答案】C
【详解】A.B\C两点到A点的距离相等,所以电势相等,故A错误;
B.4、B、。三点的电场强度大小相等,方向不同,故B错误;
C.4点到A点的距离小于。点到A点的距离,故C点的电势比A点的电势高,将一带正电的试探电荷由4
点移到C点,该电荷的电势能增大,电场力做负功,故C正确;
D.由于无穷远处电势为零,沿电场线方向电势降低,所以。点电势小于零,若在。点放一带负电的试探
电荷,则该试探电荷的电势能为正值,故D错误。
故选C。
5.(23-24高二上•河南•期中)在某沿无轴方向的电场中,x轴上坐标原点右侧部分区域的电势。与坐标x
的关系图像如图所示,图中的虚线是曲线在M点的切线,曲线在。点的切线水平,下列说法正确的是()
A.0至4%电场强度的方向先向右后向左
B.Q点的电势大于0,电场强度不为0
C.P、M两点间的电势差为-3%
D.M点的电场强度大小为沪
4%
【答案】D
【详解】A.沿着电场强度的方向电势逐渐降低,由图像看出从0至4升电势逐渐降低,则电场强度的方向
由。指向4%,即沿着x轴的正方向一直向右,A错误;
B.。点的电势大于0,由匀强电场电场强度与电势差的关系。=即可得
E4
Ax
当Ax趋于0可知,%图像切线斜率的绝对值等于电场强度的大小,曲线在。点的切线水平,则斜率为0,
电场强度为0,B错误;
C.由图像可知,尸、用两点间的电势差为
3M=400一°.5%=3.500
C错误;
D.由图像可知
5x0-3玉)4%
D正确。
故选D。
6.(23-24高二上•广东江门•期中)下列说法正确的是()
A.电场中某点的场强方向就是正电荷在该点所受电场力的方向
B.由公式E=*可知,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力厂的大小成正比,与检
q
验电荷的电量q成反比
C.由公式"钻='可知,电场中A、B两点间电势差〃的与在这两点之间移动电荷时电场力所做的功也B
q
成正比,与电荷的电量9
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