《電勢(shì)差》典型例題及跟蹤練習(xí)

1、第五節(jié)電勢(shì)差典型例題及其跟蹤練習(xí)【典型例題】【例1】在某電場(chǎng)中的A、B間移動(dòng)電量為q的電荷時(shí)，電荷的電勢(shì)能變化.E跟 電荷電量q的比值為5.0V,如果在A、B間移動(dòng)電量為2q的電荷時(shí)，AB兩點(diǎn) 間電勢(shì)差為多少？如果沒(méi)有在 AB間移動(dòng)電荷，這時(shí)A、B間電勢(shì)差為多少？【解析】有同學(xué)可能錯(cuò)誤地認(rèn)為 AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差2.5VAB間電勢(shì)差0V產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是沒(méi)有真正理解電勢(shì)能和電勢(shì)差這兩個(gè)不同概念的物理意義，錯(cuò) 誤地把電勢(shì)差定義式Uab=理解為電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差與被移動(dòng)電量成反比。q又因?yàn)殡妱?shì)差在數(shù)值上等于移動(dòng)單位電量（1C）電荷時(shí)電勢(shì)能的改變量，所以 移動(dòng)2C電量電荷時(shí)U變?yōu)?.5V。其次錯(cuò)誤地認(rèn)為如

2、果在 AB間沒(méi)有電荷移動(dòng)， 則無(wú)電勢(shì)能的改變（汨=0）故AB間電勢(shì)差為零，必須指出電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì) 差反映電場(chǎng)本身的屬性只要存在電場(chǎng)， 沿電場(chǎng)線方向的兩點(diǎn)間便存在電勢(shì)差， 這 與在兩點(diǎn)間是否移動(dòng)電荷，以及電荷的電量大小無(wú)關(guān)。所以題目中兩種情況電勢(shì)差均為 5.0V?！纠?】如圖所示，點(diǎn)電荷Q形成電場(chǎng)，現(xiàn)把一個(gè)q= 2.0X 10-8C試探電荷由 無(wú)窮遠(yuǎn)處分別移到電場(chǎng)中的 A、B、C三點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功？若移動(dòng)電 荷分別做功為6.0X10-7j、4.0X10-7J、1.0X 10-7J，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，這三 點(diǎn)的電勢(shì)分別為多少？若選擇B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，這三點(diǎn)的電勢(shì)又分別為多少？【解析】負(fù)

3、電荷受到的電場(chǎng)力方向與位移方向一致，故電場(chǎng)力做正功設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處與A點(diǎn)的電勢(shì)差為U：a，則有U ： a=Wj = 6.0=-30Vq-2X0而 U：a= I - ：a=-30V 由題意：=0 所以 A=30V同理可得 B =20V C =5V因?yàn)?Uab= A- B= (30-20) V=10V若 b=0，則 a=Uab=10V，同理 c =-15V【例3】如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一電子（電量為 e,質(zhì)量為m） 從電場(chǎng)中的A點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向以速度vo運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)是時(shí)速度為零，求： A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab為多少？哪點(diǎn)電勢(shì)高？電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為多少？A、B兩點(diǎn)間距離為多大？【解

4、析】電子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力,電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理得Wab= 1 mvB -1 mvA2 21 2mvo2A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab = Wabq12-e2mvo2mvo2e3 / 7# / 7因?yàn)閁ab0,所以a %即A點(diǎn)電勢(shì)高 以vo為正方向，從A至B設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由動(dòng)量定理得-Eet=O-mvo t=mvoEe設(shè)A、B兩點(diǎn)的距離為S,由動(dòng)能定理得-Ees=-mv0 故22s=2Ee【基礎(chǔ)練習(xí)】一、選擇題：1、關(guān)于電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功的說(shuō)法中，正確的是：（）A、電勢(shì)差的大小由電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷的電量決定B、電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和該電荷的電量決定C、

5、電勢(shì)差是矢量，電場(chǎng)力做的功是標(biāo)量D、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中與電場(chǎng)線垂直方向上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零2、下列說(shuō)法中正確的是：（）A、重力做功與路徑無(wú)關(guān)，與移動(dòng)物體的初末位置的豎直高度差有關(guān)，即Wab =mghABB、靜電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，與移動(dòng)電荷的初末位置的電勢(shì)差有關(guān)，即Wab =qUABC、重力對(duì)物體做正功，其重力勢(shì)能能減少，做負(fù)功則重力勢(shì)能增加D、靜電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，正電荷電勢(shì)能減少，對(duì)負(fù)電荷做正功，負(fù)電荷電 勢(shì)能減少3、 正電荷在電場(chǎng)中沿某一電場(chǎng)線從 A到B，此過(guò)程中可能出現(xiàn)的是：（）A、電場(chǎng)力的大小不斷變化B、電場(chǎng)力的大小保持不變C、電荷克服電場(chǎng)力做功D、電荷的電勢(shì)能不斷減小則下列說(shuō)法中正確

6、的是:B、電勢(shì)：a 訂，場(chǎng)強(qiáng)Ea V Eb4 / 7# / 7C、將+q電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功D、將-q電荷分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能EpaEpb5、如圖A、B為兩等量異號(hào)電荷,A帶正電，B帶負(fù)電，在A、B連線上有a、# / 7# / 7Ab、c三點(diǎn)，其中b為連線的中點(diǎn)，ab=bc,貝A、a點(diǎn)與c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B、a點(diǎn)與c點(diǎn)的電勢(shì)相同C、a、b間電勢(shì)差與b、c間電勢(shì)差相等D、點(diǎn)電荷q沿A、B連線的中垂線移動(dòng)，電場(chǎng)力不做功6、在靜電場(chǎng)中，一個(gè)帶電量q=2.0Xl0-9C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，在這過(guò) 程中，除電場(chǎng)力外，其他力做的功為 4.0X10-5j,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了 8.

7、0X 10-5J, 則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小為：（）-4A、2X 10 V4B、1 X 10 VC、4X 104VD、2X 104V填空題:5 / 77、如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為I的A、B兩點(diǎn)，連線AB與 電場(chǎng)線的夾角為二，將一電量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，若沿直線AB移動(dòng) 該電荷，電場(chǎng)力做的功 Wi=;若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功W2=;若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功 W3=。由此可知，電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是 。# / 7# / 7&如圖所示，A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，有一正電荷 q=3X 10 C,它在B 點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能比它在A點(diǎn)

8、具有的電勢(shì)能大6X 10-3j,則電場(chǎng)強(qiáng)度方向由指向,A、B間的電勢(shì)差Uab =9、如圖所示，三條虛線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面， 電勢(shì)分別為+5V、0、-5V, 在電場(chǎng)中O點(diǎn)放一點(diǎn)電荷+q,以該點(diǎn)電荷為圓心作一圓，點(diǎn)電荷在圓周是產(chǎn)生的電勢(shì)為5V，則圖中A、B、C、D各點(diǎn)的電勢(shì)分別為：-:a=_; b=_ ; c=_;D =三、計(jì)算題：10、一個(gè)帶負(fù)電的粒子，q=-2.0X 10-9C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，在這過(guò) 程中，除電場(chǎng)力外，其它力作的功為 6.0X 10-5j,粒子動(dòng)能增加了 8.0X 10-5J , 求a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab等于多少？11、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中如圖所示分布著 A、B

9、、C三點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)電量q=10-5C的正電 荷從A點(diǎn)沿AB線移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為零；從 B移到C處時(shí)，電場(chǎng)力做 功為一1.73X 10-3J，試判斷該電場(chǎng)的方向，算出場(chǎng)強(qiáng)的大小。B 匕二一 T C12、固定不動(dòng)的正點(diǎn)電荷 A，帶電量為q=1.0X10-6 C,點(diǎn)電荷B從距A無(wú)窮遠(yuǎn) 的電勢(shì)為零處移到距 A為2cm、電勢(shì)為3000V的P點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為1.8 X 10-3jo 若把B電荷從P點(diǎn)由靜止釋放，釋放瞬間加速度大小為 9X 109m/s2，求B電荷 能達(dá)到的最大速度。6 / 7【能力提升】1、將一正電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移向電場(chǎng)中 M點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為6.0X10-9J,若將一 個(gè)等量的負(fù)電荷從電

10、場(chǎng)中N點(diǎn)移向無(wú)窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做功為 7.0X 1O-9J,則M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)m、n有如下關(guān)系（）A、 mV nV 0B、nm 0C、nVmV 0D、m n 0 2、兩帶電小球的電荷量分別為+q和-q,固定在一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿的兩端,置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，其位置如圖所示，若此桿繞過(guò)0點(diǎn)垂直于桿的軸線轉(zhuǎn)過(guò)180A、0B、qELC、2 qELD、二 qEL，則在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功為（-X0 -|7 / 7-X0 -|# / 73、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)線的夾角如圖所示，將正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做10J正功，電場(chǎng)線方向向上。若 A、 B相距0.20m，正電荷電量為4X10-4C,則A、B間電勢(shì)差為，該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為 。4、一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷-q的小物體距O點(diǎn)為X0,可在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng), O端有一與軌道垂直的固定墻。軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿Ox正方向，如圖所示，小物體以初速度 Vo沿Ox軸正方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到大 小不變的摩擦力f的作用，且fvqE,設(shè)小物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，且電 荷量保持不變，求它停止運(yùn)動(dòng)前所通過(guò)的路程?-X0 -|# / 7E：-X0 -|# / 7參考答案8 / 7【基礎(chǔ)練習(xí)】、選擇題:1、BC 2、ABCD3、ABCD4、BC 5、ACD 6、D# / 7# / 7、填空