2022学年高二物理人教版必修三讲练高分突破专题 电势差

2022学年高二物理人教版必修三讲练高分突破专题 第十章 静电场中的能量10.2：电势差 一：知识精讲归纳 一：电势差 1．定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压． 2．表达式：若A点电势为φA，B点电势为φB. 则UAB＝φA－φB；UBA＝φB－φA. 3．单位：伏特，符号V. 二：静电力做功与电势差 1．关系：WAB＝qUAB或UAB＝. 2．证明：WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)得WAB＝qUAB. 技巧考点总结： 一．对电势差的几点认识 (1)电场中两点间的电势差，由电场本身决定，与在这两点间移动的电荷的电量、静电力做功的大小无关．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差也有确定值． (2)讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点的电势差．A、B间的电势差记为UAB，B、A间的电势差记为UBA. (3)电势差为标量，有正、负之分，电势差的正负表示电场中两点间的电势的高低． (4)电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关． 2．电势差与电势的对比 　　概念 比较内容　　 电势φ 电势差U 区别 定义 电势能与电量的比值φ＝ 电场力做功与电量的比值U＝ 决定因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有，与电势零点的选取有关 无，与电势零点的选取无关 联系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等 标矢性 都是标量，均具有正负 物理意义 均是描述电场的能的性质的物理量 二：对公式UAB＝和WAB＝qUAB的理解 1．应用公式WAB＝qUAB时的两点注意 (1)WAB、UAB、q均可正可负，WAB为负值表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB为负值表示φA<φB，q为负值表示试探电荷为负电荷． (2)应用公式WAB＝qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算．也可以将各物理量都取绝对值，先计算大小，再根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定电场力做功的正负． 2．电场力做功的求解四法 四种求法 表达式 注意问题 功的定义 W＝Fd＝qEd (1)适用于匀强电场 (2)d表示沿电场线方向的距离 功能关系 WAB＝EpA－EpB ＝－ΔEp (1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场 (2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况 电势差法 WAB＝qUAB 功能定理 W静电力＋W其他力＝ΔEk 二：考点题型归纳 一：电势差的概念与计算 1．下列关于电势、电势差、电势能的说法中正确的是（　　） A．电势差一定为正值 B．沿着电场线方向电势一定降低 C．在电场中，电势高的地方，试探电荷具有的电势能一定大 D．在电场中某一点，若放入的试探电荷的电荷量越大，它的电势能就越大 2．在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=-100V，则A、B、C三点电势高低关系为（　　） A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA 3．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，场强方向平行于正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三点的电势分别为，，，则（　　） A．D点的电势，场强方向平行于AB方向 B．D点的电势，场强方向平行于AC方向 C．D点的电势，场强方向平行于BC方向 D．把一个电子从C移到B，电场力做功为-6eV 二：静电力与电势差的关系 4．如图所示，匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，D为AC的中点，AB⊥BC，且AC＝2AB。已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、D三点的电势分别为0 V、4 V和2 V，一电量为2×10－6 C的正电荷从D点移到C点，电场力所做的功为（　　） A．2×10－6 J B．－2×10－6 J C．－4×10－6 J D．4×10－5 J 5．如图所示，匀强电场中有一正方形abcd，设一试探电荷从a点分别沿路径abc、ac、 adc 运动到c点，电场力做功分别为W1、W2、W3。比较W1、W2、W3的大小，下列判断正确的是（　　） A．W1> W2> W3 B．W1 W3 D．W1= W2= W3 6．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q=4´10-8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2´10-7J，则（　　） A．匀强电场的场强的大小E=3V/m B．将电荷q由b移到c，电场力做功J C．a、c两点的电势差 D． 三：电势与电势差的关系 7．在匀强电场中把电荷量为的点电荷从A点移动到B点，静电力做功为，再把这个电荷从B点移动到C点，克服静电力做功。下列选项不正确的是（　　） A．A、B两点间的电势差 B．C、A两点间的电势差 C．A、B、C三点的电势高低关系为 D．A、B、C三点的电势高低关系为 8．三个电荷量均为Q的点电荷形成的电场如图所示，A，B，C是电场中的三个点，设三点电场强度的大小分别为EA、EB、EC，三点的电势分别为A、B、C。下列说法正确的是（　　） A．三个点电荷的电性不相同 B．A、B、C三点电场强度大小EA>EB>EC C．A、B两点电势A>B D．若将一带负电的试探电荷从B移动到A，电场力做负功 9．如图所示，矩形ABCD的两个顶点A、C上分别固定着两个电荷量相等的异种电荷，O点为矩形两条对角线的交点规定无穷远处为零势能点，B点的电势为且大于零，则下列说法正确的是（　　） A．B、D两点的场强一定大小相等，方向相反 B．O点的电势和场强均为零 C．将一正点电荷q由B点移到D点电势能减小2 D．O、D两点间的电势差UOD等于O、B两点间的电势差UOB 四：φ-x图像的关系 10．某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为WA、WO、WB。下列判断中正确的是（　　） A．φO＞φB＞φA B．EOx＞EBx＞EAx C．WO＜WB＜WA D．WO-WA＞WO-WB 11．在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，在两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则（　　） A．q1和q2都是正电荷 B．C、D两点间电场强度沿x轴正方向 C．C点的电场强度大于B点的电场强度 D．将一负点电荷从B点移到D点，电势能先增大后减小 12．空间存在着平行于x轴方向的静电场，A、M、O、N、B为x轴上的点，OA＜OB，OM=ON，AB间的电势φ随x的分布为如图．一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是（ ） A．粒子可能带正电 B．粒子一定能通过N点 C．粒子从M向O运动过程所受电场力逐渐增大 D．AO间的电场强度小于OB间的电场强度 三：考点过关精练 一：单选题 13．如图所示是点电荷Q的电场线分布图，m、n是以Q为圆心的圆周上两点，则（　　） A．m点电势比n点电势高 B．m、n两点电场强度相同 C．Q带负电荷 D．正电荷在m点的电势能大于在n点电势能 14．关于静电场的电场线和等势线，下列四个图中错误的是（　　） A． B． C． D． 15．如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点。其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是（　　） A．A、B两点的场强相同 B．C点场强大于B点场强 C．某负电荷从C点移动到B点，电场力做负功 D．某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能 16．如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点。其中a点的电场强度大小为Ea，方向与ab连线成30°角，b点的电场强度大小为Eb，方向与ab连线成60°角。粒子只受电场力的作用，下述说法中正确的是（　　） A．点电荷Q带正电 B．a点的电势高于b点电势 C．从a到b，系统的电势能增加 D．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 17．如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中的运动轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹和等势线的交点，粒子只受电场力作用，以下说法正确的是（　　） A．a点的电场强度大于b点的电场强度 B．粒子在a点的动能比在b点的动能小 C．粒子在a点和c点的速度相同 D．粒子在b点的电势能比在c点的电势能大 18．如图所示为《加油，向未来》某期科普节目中神奇的“闪电”实验现场，一辆汽车停在舞台中央，汽车左右两边有两个穿着金属防护服的实验员，高压电源接通后。实验员之间产生了高压静电场，但是汽车里的人毫发无损，关于这个实验下列说法正确的是（　　） A．车上的感应电荷均匀分布在车体的外表面 B．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零 C．车内任意两点间的电势差为零 D．上述情景下，将某一带电物体。放在车外的电势能大于放在车内的电势能 19．A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA=2V，φB=2V，φC=－4V，已知场强方向平行于△ABC所在平面，下列电场强度E的方向正确的是（　　） A． B． C． D． 20．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点（正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形），所有棱长都为a，现在A、B两点分别固定电荷量为＋q和－q的两个点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A．C点的场强大于D点的场强 B．C点的场强大小为 C．C点电势高于D点电势 D．将一正电荷从C点移动到D点，其电势能减小 21．如图所示，x轴上有四个点，任意相邻两点距离相等。在O点固定带电量为的点电荷，在B点固定带电量为的点电荷。取无穷远处电势为零，则由这两个点电荷形成的空间电场分布中，下列说法正确的是（　　） A．A点电势等于零 B．C点电场强度水平向右 C．A点电场强度大于C点电场强度 D．将正试探电荷从A点移到C点，电场力做负功 22．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A．带电粒子在R点时的速度小于在Q点时的速度大小 B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小 C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 D．带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度大小 四：高分突破精练 一：单选题 23．如图所示，在真空中把一不带电的绝缘导体AB放在带负电的小球P附近，M、N为导体AB上的两点，下列说法正确的是（　　） A．导体A端将感应出负电荷 B．N点的电势φN大于M点的电势φM C．导体两端带上异种电荷，说明静电感应在导体上创造了电荷 D．导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度 24．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，将某次实验中某个α粒子的运动简化为如图所示的模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动