c029.電勢和電勢能

1、電勢和電勢能,季 軍南陽中學2007年7月,,一、電勢差（電壓）和電勢二、電場線和等勢面三、電荷引入電場07學年度南京市金陵中學一模6 07學年南京市期末質(zhì)量調(diào)研4 南京市07屆二模試卷11 07年1月海淀區(qū)期末練習107年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習907年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考9 07年天津五區(qū)縣重點校聯(lián)考607屆南京市綜合檢測題（二）1 07年重慶市第

2、一輪復(fù)習第三次月考卷707屆1月武漢市調(diào)研考試8, 2007年物理海南卷707年1月廣東省汕尾市調(diào)研測試10 2007年理綜山東卷1907年上海虹口區(qū)教學質(zhì)量檢測三12 07年1月海淀區(qū)期末練習10 07年揚州市期末調(diào)研測試1106年江蘇連云港市最后?？? 07屆南京市第一次調(diào)研測試11合肥市2007年教學質(zhì)量檢測一122007年高考

3、上海卷13, 2007年高考廣東卷32007年理綜全國卷Ⅰ 20, 2007年理綜寧夏卷21,電勢和電勢能,一、電勢差（電壓）和電勢,電荷q在電場中由A點移到B點，電場力做功WAB與q的比，叫AB間的電勢差（又叫電壓），用UAB表示，即WAB=qUAB。,如果在電場中選擇某一點為參考點，可以用電勢差來定義電場中各點的電勢：電場中某點的電勢，等于單位正電荷由該點移

4、動到參考點（即零勢能點）時電場力所做的功。電勢用Φ表示。在理論研究中一般以無窮遠為零勢能點，在實際電路中一般以大地為零勢能點。,電壓和電勢的關(guān)系：UAB=ΦA(chǔ)-ΦB，顯然有UAB= -UBA。,兩點間的電壓與零電勢點的選取沒有關(guān)系。,,二、電場線和等勢面,物理學中用電場線和等勢面來形象地描繪電場強度和電勢。,電場線、等勢面的特點和電場線、等勢面間的關(guān)系：,①電場線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。,②電場線互不相交，等

5、勢面也互不相交。,③電場線和等勢面在相交處互相垂直。,④電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向。,⑤電場線密的地方等差等勢面密；等差等勢面密的地方電場線也密。,⑥沿勻強電場中任何一條直線（等勢面除外），電勢都是均勻變化的。,,,6種常見的電場的電場線和等勢面：,,,三、電荷引入電場,1．將電荷引入電場,將電荷引入電場后，它一定受電場力F=Eq，且一定具有電勢能E=φq。,2．在電場中移動電荷電場力做的功,在電場中移動電荷電場

6、力做的功W=qU，只與始末位置的電勢差有關(guān)。,在只有電場力做功的情況下，電場力做功的過程是電勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的過程。W= -ΔE=ΔEk。,⑴無論對正電荷還是負電荷，只要電場力做功，電勢能就減小；克服電場力做功，電勢能就增大。,⑵正電荷在電勢高處電勢能大；負電荷在電勢高處電勢能小。,⑶利用公式W=qU進行計算時，各量都取絕對值，功的正負由電荷的正負和移動的方向判定。,,四、靜電感應(yīng)、靜電屏蔽,1.把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電

7、，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。,2.導(dǎo)體中沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：①內(nèi)部場強處處為零，（表面的場強垂直于表面）；②整個導(dǎo)體是等勢體。,下右圖在驗電器外罩一個金屬網(wǎng)，驗電器的箔片就不再張開，表示金屬網(wǎng)內(nèi)各處的場強都為零。,3．導(dǎo)體殼可以保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外部電場的影響。這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。有的電學儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩，,有的通信電纜外面包有一層鉛皮，都是用來防止外界電場干擾的，

8、起靜電屏蔽作用。,,07學年度南京市金陵中學一模6,6．如圖甲是某電場中的一條電場線，a、b是這條線上的兩點，一負電荷只受電場力作用，沿電場線從a運動到b．在這過程中，電荷的速度一時間圖線如圖乙所示，比較a、b兩點電勢的高低和場強的大小 （ ）A．φa＞φb，Ea＜EbB．φa＞φb，Ea＝EbC．φa＜φb，Ea＞EbD．φa＜φb，Ea＝Eb,B,,07學年南京市期末質(zhì)量調(diào)研4,B,,南京市07屆二模試卷

9、11,11、如圖甲所示，是電場中的一條直線．電子以某一初速度從A點出發(fā)，僅在電場力作用下沿AB運動到B點，其v-t圖象如圖乙所示，關(guān)于A、B兩點的電場強度EA、 EB和電勢 的關(guān)系，下列判斷正確的是 （ ）,A C,,07年1月海淀區(qū)期末練習1,1．如圖所示，在靜止電荷+Q所產(chǎn)生的電場中，有與+Q共面的A、B、C三點，且B、C 處于以+Q為圓心的同一圓周上。設(shè)A、

10、B、C三點的電場強度大小分別為EA、EB、EC，電勢分別為 ，則下列判斷中正確的是（ ） A．EAEB， C．EA>EB， D．EA>EC，,B D,,07年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習9,,9．A、B是某電場中一條電場線上的兩點，一正電荷僅在電場力作用下從A點運動到B點，運動過程中的速度一時間圖像如圖所示，比較A、B

11、兩點電勢 的高低、場強E的大小及電荷的電勢能ε，下列說法正確的是（ ）,A,,9．如圖所示，a、b、c、d為勻強電場中的等勢面，且電勢 .一帶電粒子沿圖中的AB曲線運動，不計粒子所重力，則粒子（ ）A．一定帶負電B．運動軌跡是拋物線C．從A運動到B的過程中電勢能增加D．從A運動到B的過程中動能與電勢能之和保持不變,0

12、7年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考9,,B D,,,07年天津五區(qū)縣重點校聯(lián)考6,6．如圖所示，空間有一水平勻強電場，豎直平面內(nèi)的初速度為v0的微粒沿著圖中虛線由A運動到B，其能量變化情況是 （ ）A．動能減少，重力勢能增加，電勢能減少B．動能減少，重力勢能增加，電勢能增加C．動能不變，重力勢能增加，電勢能增加D．動能增加，重力勢能增加，電勢能減少,B,,07屆南京市綜合檢測題（二）1,1．如圖所示，三條虛線

13、表示某電場中的三個等勢面，其電勢分別為φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V，一個帶電粒子只受電場力作用，按圖中實線軌跡從A點運動到B點，則 （ ）A．粒子帶負電B．粒子在A點的速度大于在B點的速度C．粒子在A點的加速度大于在B點的加速度D．粒子在A點的電勢能大于在B點的電勢能,A C D,,07年重慶市第一輪復(fù)習第三次月考卷7,7、如圖所示，真空中有一個固定的點電荷，電荷量為+Q．圖中的虛

14、線表示該點電荷形成的電場中的四個等勢面．有兩個一價離子M、N（不計重力，也不計它們之間的電場力）先后從a點以相同的速率v0射入該電場，運動軌跡分別為曲線apb和aqc，其中p、q分別是它們離固定點電荷最近的位置．以下說法中正確的是（ ） A、M一定是正離子，N一定是負離子．B、M在p點的速率一定大于N在q點的速率．C、M在b點的速率一定大于N在c點的速率．D、M從p→b過程電勢能的增量一定小于N從a→q

15、電勢能的增量．,,B D,,07屆1月武漢市調(diào)研考試8,8．如圖中的虛線為某電場的等勢面，今有兩個帶電粒子（不計重力和它們的相互作用力），以不同的速率、沿不同的方向，從A點飛入電場后，分別沿徑跡1和2運動，由軌跡可以斷定（ ）A．兩粒子帶電量的絕對值一定不同B．兩粒子的電性一定不同C．兩粒子的動能都是先減少后增大D．兩粒子的分別經(jīng)過B、C兩點時的速率一定相等,B,,2007年物理海南卷7,7.

16、如圖所示，固定在Q點的正點電荷的電場中有M、N兩點，已知MQ<NQ，下列敘述正確的是 （ ）A.若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功，電勢能減少B.若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則該電荷克服電場力做功，電勢能增加C.若把一負的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功，電勢能減少D.若把一負的點電荷從M點沿直線移到N點，再從N點沿不同路徑移回到M點；則該電荷克服電場力做的功

17、等于電場力對該電荷所做的功，電勢能不變,A D,,07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測試10,10、如圖示，絕緣桿長L，兩端分別帶有等量異號電荷，電量值為Q，處在場強為E的勻強電場中，桿與電場線夾角α＝60°,若使桿沿順時針轉(zhuǎn)過60°(以桿上某一點為圓心轉(zhuǎn)動)，則下述正確的是（ ）A、電場力不作功，兩電荷電勢能不變B、電場力作的總功為 -QEL/2, 兩電荷的電勢能增加C、電場力作的總功為QEL/2

18、,兩電荷的電勢能減小D、電場力做的總功大小跟轉(zhuǎn)軸位置無關(guān),C D,,2007年理綜山東卷19,19．如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，M、N為對稱線上兩點。下列說法正確的是 ( )A．M點電勢一定高于N點電勢B．M點場強一定大于N點場強C．正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D．將電子從M點移動到N點，電場力做正功,A C,,07年上海虹口區(qū)教學質(zhì)量檢測三12,12. A、B兩點各放有電量為+Q和+

19、2Q的點電荷，A、B、C、D四點在同一直線上，且AC=CD=DB。若將一正電荷從C點沿直線移到D點，則 （ ）(A)電場力一直做正功。(B)電場力先做正功再做負功。 (C)電場力一直做負功。 (D)電場力先做負功再做正功。,點撥：電場強度為0的點P在AB中點左側(cè), P點左側(cè)的場強方向向右， P點右側(cè)的場強方向向左，如圖示：,B,,07年1月海淀區(qū)期末練習10,10．如圖所示的xOy平面區(qū)域內(nèi)

20、存在電場，一個正電荷先后兩次從C點分別沿直線被移動到A點和B點，在這兩個過程中，均需克服電場力做功，且做功的數(shù)值相等。那么這一區(qū)域內(nèi)的電場可能是（ ）A．沿y軸正向的勻強電場B．沿x軸的負向的勻強電場C．在第Ⅰ象限內(nèi)某位置的一個負 電荷所產(chǎn)生的電場D．在第Ⅳ象限內(nèi)某位置的一個正電荷所產(chǎn)生的電場,B D,,07年揚州市期末調(diào)研測試11,11．如圖所示，兩平行金屬板水平放置并接到電源上，一個帶電微粒

21、P位于兩板間恰好平衡，現(xiàn)用外力將P 固定?。ū３制潆姾闪坎蛔儯?，然后使兩板各繞其中點轉(zhuǎn)過α角，如圖中虛線所示，再撤去外力以后，則P在兩板間 （ ） A．重力勢能將保持不變 B．重力勢能將變小 C．電勢能將變大 D．電勢能將變小,A D,兩板轉(zhuǎn)過α角，,P恰好平衡，有 qE＝mg 微粒帶負電，,解：,有 qE′cos α ＝mg,帶電微粒P 將沿水平向左運動，重力勢能將保持不變

22、，與下板的電勢差增大，微粒帶負電，電勢能將變小,,06年江蘇連云港市最后模擬考試8,8．如圖所示，在O點處放置一個正電荷。在過O點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓（圖中實線表示）相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h。若小球通過B點的速度為v，則下列說法中正確的是 (

23、 ),A．小球通過C點的速度大小是B．小球通過C點的速度大小是C．小球由A到C電場力做功是1/2mv2 -mghD．小球由A到C機械能的損失是 mg(h-R/2)-1/2mv2,B D,,,解：,B、C兩點電勢相等， B→C電場力不做功。,由動能定理， B→C,,1/2 mvC2 -1/2 mv2 =mgRsin 30°),∴ vC2 =v2+gR,小球由A到C機械能的損失即克服電場力做功是

24、,ΔE=mgh-1/2 mvC2=mg(h-R/2) - 1/2 mv2,,,11．如圖所示，在勻強電場中有一半徑為R的圓O，場強方向與圓O所在平面平行，場強大小為E。電荷量為q的帶正電微粒以相同的初動能沿著各個方向從A點進入圓形區(qū)域中，只在電場力作用下運動，從圓周上不同點離開圓形區(qū)域，其中從C點離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動能最大，圖中O是圓心，AB是圓的直徑，AC是與AB成α角的弦，則（ ）A．勻強電場的方向沿AC方

25、向B．勻強電場的方向沿OC方向C．從A到C電場力做功為2qERcosαD．從A到C電場力做功為2qER cos2α,07屆南京市第一次調(diào)研測試11,B D,,合肥市2007年教學質(zhì)量檢測一12,12．勻強電場中有A、B、C三點，它們的連線組成一個等邊三角形，且AB=BC=AC=4cm，如圖所示，電場方向與A、B、C三點所在平面平行。把一個電量為-2×10-9C的點電荷從A點移到B點，電場力做功為8×10-9J；

26、若把另一電量為1×10-9C的點電荷從C點移到A點，電場力做功為4×10-9J，則B、C兩點的電勢差UBC= V，該勻強電場的電場強度E= N/C。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）,0,1.1×102,,2007年上海卷13,13．一點電荷僅受電場力作用，由A點無初速釋放，先后經(jīng)過電場中的B點和C點。點電荷在A、B、C三點的電勢能分別

27、用EA、EB、EC表示，則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是（）（A）EA＞EB＞EC。（B）EA＜EB＜EC。（C）EA＜EC＜EB。（D）EA＞EC＞EB。,A D,,2007年高考廣東卷3,3．圖2所示的勻強電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A' 、B' 、C' 、D' 作為頂點構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直。下列說法正確的是 ( )A．AD兩點間電勢

28、差UAD與A A'兩點間電勢差UAA'相等B．帶正電的粒子從A點沿路徑A→D→D'移到D'點，電場力做正功C．帶負電的粒子從A點沿路徑A→D→D'移到D'點，電勢能減小D．帶電的粒子從A點移到C'點，沿對角線A C'與沿路徑A→B→B' →C'電場力做功相同,B D,,2007年理綜全國卷Ⅰ 20,20.a、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好

29、是一個矩形的四個頂點.電場線與矩形所在平面平行。已知a點的電勢為20V, b點的電勢為24V，d點的電勢為4V，如圖，由此可知c點的電勢為 ( )A. 4 VB. 8 VC. 12 VD. 24 V,解:,運用一個結(jié)論:在勻強電場中,任意一族平行線上等距離的兩點的電勢差相等,所以Uab=Udc,所以c點電勢為8 V,又解：對角線bd中點的電勢為中間值14V,由此求得c點電勢為8V.,B,,2007年理綜寧

30、夏卷21,21、勻強電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，AB的長度為1 m，D為AB的中點，如圖所示。已知電場線的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三點的電勢分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場強大小為E，一電量為1×10－6 C的正電荷從D點移到C點電場力所做的功為W，則 （ ） A．W＝8×10－6 J，E＞8 V/m B．W＝6×10－6 J，E＞6 V/m

31、 C．W＝8×10－6 J，E≤8 V/m D．W＝6×10－6 J，E≤6 V/m,A,,,解：,容易看出, AB中點D的電勢為10V，AC中點的E電勢為8V，AE三等分點 F點的電勢為10V，,WDC =qUDC= 8×10－6 J,連接FD即為等勢線。,過B作FD延長線的垂線BG為一條電場線,,d=BG<BD=0.5m,E=UDB/d > 8 V/m, A對,,,