2013年高二物理 电势差 电势 等势面假巩固题库（教师版）

1 电势差电势差 电势电势 等势面等势面 知识点及例题 知识点及例题 1 1 电势与电势差的关系电势与电势差的关系 1 电势和电势差都是反映电场的能的性质的物理量 2 两点间的电势差即这两点间电势的差值 如 A B 两点间的电势差 UAB A B UBA B A 3 电场中各点的电势虽由电场本身决定 但它的数值大小又与零电势点的选取有关 是相对量 具有相对性 电场中两点间的电势差由 电场 决定 只要 电场 确定 两点 间电势差是确定的 不随零电势点的选取不同而改变 例 1 如图 13 5 2 所示 电场中有 A B 两点 则下列说法正确的是 BC A 电势 A B 场强 EA EB B 电势 A B 场强 EA EB C 将 q 从 A 点移到 B 点电场力做了正功 D 将 q 放在 A B 两点时具有的电势能 A B 练习 下列说法中错误的是 CD A 正电荷由电势高的点移到电势低的点 电势能减少 B 负电荷由电势高的点移到电势低的点 电势能增加 C 正电荷处在负的点电荷的电场中 其电势能为正 无穷远电势为零 D 电场力对负电荷做正功 负电荷的电势能增加 2 2 等势面的性质等势面的性质 1 在同一等势面上移动电荷时电场力 不做 填做或者不做 功 2 等势面一定跟电场线垂直 即跟场强方向垂直 且电场线总是由电势较高的等势面指向 电势较低的等势面 3 不同等势面不相交 4 处于 静电平衡状态 的导体是一个等势体 此时其表面是一个等势面 5 等势面的分布与零电势的选择无关 以相等电势差值画出的等势面 越密的 地 方表示电场强度越大 越密的 例 2 一个点电荷从电场中的 a 点移到 b 点 其电势能变化为零 则 B A a b 两点的场强一定相等 B a b 两点的电势一定相等 C 该点电荷一定沿等势面移动 D 作用于该点电荷的电场力与移动方向总是保 持垂直 练习 在如图 13 6 4 所示的点电荷的电场中 一试探电荷从 A 点分别移动到 B C D E 各点 B C D E 在以 Q 为圆心的圆周上 则电场力做功 D A 从 A 到 B 做功最大B 从 A 到 C 做功最大 C 从 A 到 E 做功最大D 做功一样大 例 3 如图 13 6 5 中的虚线为某个点电荷电场的等势面 现有两个带电粒子 a b 不 计重力 以相同的速率从同一点 A 出发 沿不同路径分别到达 B C 点 根据图示情况可以 得知 BCD 2 A 两个粒子电量一定相等 B 两个粒子的电性一定相反 C 粒子 a 的动能先减少后增加 D 经过 B C 点时 两粒子速率相同 练习 如图 13 6 6 所示 O 点有正电荷 Q 以 O 为圆心的三个同心圆的半径分别为 OA r 0B 2r OC 3r 将一负电荷 q 由 A 移到 B 克服电场力做功为 W1 由 B 移到 C 克服 电场力做功为 W2 由 A 移到 C 克服电场力做功为 W3 则 BC A W1 W2B W2 W1 W3 C W3 W1 W2D W3 2W1 习题 习题 1 如图 13 5 8 所示 a b c 是一个点电荷的一条电场线上的三个点 电场线的方 向由 指向 c ab 间距等于 bc 间距 用 a b c分别表示三点的电势 Ea Eb Ec分别 表示三点的场强 可以判定 A A a b c B Ea Eb Ec C a b b c D Ea Eb Ec 2 一电子飞经电场中 A B 两点 电子在 A 点电势能为 4 8 10 17J 动能为 3 2 10 17J 电子经过 B 点时电势能为 3 2 10 17J 如果电子只受电场力作用 则 ABD A 电子在 B 点时动能为 4 8 10 17JB 由 A 到 B 电场力做功为 100eV C 电子在 B 点时动能为 1 6 10 17JD A B 两点间电势差为 100V 3 对于点电荷的电场 取无限远处为零电势点 无限远处电场强度为零 那么可以认 为任何情况下 C A 电势为零的点 场强一定为零 场强为零的点 电势一定为零 B 电势为零的点 场强不一定为零 但场强为零的点 电势一定为零 C 场强为零的点 电势不一定为零 电势为零的点 场强不一定为零 D 场强为零的点 电势不一定为零 电势为零的点 场强一定为零 4 关于电势与电势能的说法中 正确的是 C A 在电场中 电势高的地方 电荷在那一点具有的电势能就越大 B 在电场中某一点 若放入的电荷电量越大 它所具有的电势能就越大 C 在正点电荷电场中的任一点 正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势 能 D 在负点电荷电场中的任一点 正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势 能 5 把一个二价正离子从无穷远处移到电场中的 A 点 电场力做功 6eV 再从 A 点移到电 场中的 B 点 离子克服电场力做功 8eV 则 A 点的电势为 3 V B 点的电势为 1 V 6 如图 13 5 9 所示 直线为一条电场线 A B 为电场线上的两点 已知电子经 A 点 时速度为 vA 方向指向 B 到达 B 时速度减小到零 若 vA 1 8 106m s 电子质量 m 0 91 10 30kg 则电场线方向为 由 A 指向 B A B A B 填 或 UAB 9 2V 3 7 如图 13 5 10 所示 在光滑绝缘平面上有 a b 两个带同种电荷的点电荷相距无穷 远 a 的质量为 m 且静止 b 的质量为 4m 且以速度 v 正对着 a 运动 求 a b 系统具有最 大电势能时 a b 的速度分别是多大 系统的最大电势能是多少 答案 va vb v m mv2 5 4 5 2 8 下列说法中 正确的是 CD A 同一等势面上的各点电势相等 电场强度也相等 B 电场中的两条电场线一定不会相交 但两个电势不等的等势面有可能相交 C 在同一等势面上移动电荷 电场力一定不做功 D 离孤立带电导体越近的等势面 其形状越与导体表面相似 离孤立带电导体越远的 等势面 其形状越接近于球面 9 如图 13 6 20 所示 在两个分别带正 负电荷的绝缘金属球 A B 之间放有两个原 来不带电的绝缘导体 C D 且它们在同一直线上 若用导线 ab 将 C 的左端与 D 的右端接触 的瞬间 在导线上 B A 无电流流过B 有从 a 到 b 的电流 C 有从 b 到 a 的电流D 有电流 但流向不能确定 10 如图 13 6 21 所示 B C D 三点都在以点电荷 Q 为圆心的某同心圆弧上 将一 检验电荷从 A 点分别移到 B C D 各点时 电场力做功的大小比较 CD A WAB WACB WAD WAB C WAC WADD WAB WAC 11 如图 13 6 22 所示 A B 为处于静电平衡状态的带电导体 P 表面附近的两点 两 点的场强分别为 EA 100N C EB 10N C 将两个相同的带正电的粒子 不计重力 从 A B 两点无初速释放 刚释放时 两个粒子的加速度之比 aA aB 10 1 当两个粒子运 动到无穷远处时 速率之比 v1 v2 1 1 4 12 如图 13 6 23 所示 a b c d 为某电场中的四个等势面 一带正电的粒子飞入 电场后 只在电场力作用下沿 M 点运动到 N 点 由此可知 这四个等势面的电势 a b c d由高到低的排列顺序是 a b c d 带电粒子经 M 和 N 点时 在 N 点具有较大的电势能 13 为使带负电的点电荷 q 在一匀强电场中沿直线匀速地由 A 运动到 B 必须对该电荷 施加一个恒力 F 如图 13 6 24 所示 若 AB 0 4m 37 q 3 10 7C F 1 5 10 4N A 点的电势 A 100V 不计重力 1 在图中用实线画出电场线 并标明方向 用虚线画出通过 A B 两点的等势面 2 求电荷 q 在从 A 到 B 的过程中电势能的变化量 以及 B 点电势 B 答案 1 如图 D13 2 所示 2 4 8 10 5J 60V 14 如图 13 6 25 所示 光