電場專題-電勢差 電勢 電勢能 靜電屏蔽

1、1電勢差電勢差UAB(1)定義：電荷在電場中，由一點(diǎn)定義：電荷在電場中，由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，時(shí)， 所做的功與所做的功與 電荷量的比值電荷量的比值WAB/q，叫做，叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢差，用兩點(diǎn)間的電勢差，用UAB表示表示(2)定義式：定義式：UAB .(3)單位：單位： ，1 V1 J/C.(4)矢標(biāo)性：矢標(biāo)性： ，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢的高，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢的高低低電場力電場力移動(dòng)電荷移動(dòng)電荷WAB/q伏特伏特標(biāo)量標(biāo)量電勢差的理解電勢差的理解(1)從能量的角度反映了電場的性質(zhì)從能量的角度反映了電場的性質(zhì) 電場力做功電場力做功W WABAB與與q q成正比，與成正比，

2、與A A到到B B的路徑無的路徑無關(guān)，所以關(guān)，所以 既與既與q q無關(guān)，又與無關(guān)，又與A A、B B間的路徑間的路徑無關(guān)由于做功是能量轉(zhuǎn)化的量度，因此無關(guān)由于做功是能量轉(zhuǎn)化的量度，因此 是從能的角度反映了電場的性質(zhì)是從能的角度反映了電場的性質(zhì)(2)(2)電場力做功有正負(fù)之分，電場力做正功，電場力做功有正負(fù)之分，電場力做正功，W WABAB0 0；電場力做負(fù)功，；電場力做負(fù)功，W WAB AB 0.0.電荷量也有正負(fù)之分，電荷量也有正負(fù)之分，對(duì)正電荷取對(duì)正電荷取q q0 0；對(duì)負(fù)電荷?。粚?duì)負(fù)電荷取q q0 0，利用，利用U UABAB 計(jì)算時(shí)，要計(jì)算時(shí)，要注意到注意到WAB、q及及UAB的正負(fù)的

3、正負(fù)有一帶電荷量有一帶電荷量q q3 310106 6C C的點(diǎn)電荷，從電場的點(diǎn)電荷，從電場中的中的A A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B B點(diǎn)時(shí)，克服靜電力做功點(diǎn)時(shí)，克服靜電力做功6 610104 4J J，從，從B B點(diǎn)移到點(diǎn)移到C C點(diǎn)時(shí)靜電力做功點(diǎn)時(shí)靜電力做功9 910104 4J.J.求：求：(1)(1)ABAB、BCBC、CACA間電勢差各為多少？間電勢差各為多少？(2)(2)若以若以B B點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，則點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，則A A、C C兩點(diǎn)的電勢各兩點(diǎn)的電勢各為多少？點(diǎn)電荷在為多少？點(diǎn)電荷在A A、C C兩點(diǎn)的電勢能各為多少？兩點(diǎn)的電勢能各為多少？【答案【答案】(1)200V300V100V(2)2

4、00V300V6104J9104J2電勢電勢 (1)定義：電勢實(shí)質(zhì)上是和標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢定義：電勢實(shí)質(zhì)上是和標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢差即電場中某點(diǎn)的電勢，在數(shù)值上等于把差即電場中某點(diǎn)的電勢，在數(shù)值上等于把 從某點(diǎn)移到從某點(diǎn)移到 (零電勢點(diǎn)零電勢點(diǎn))時(shí)電場力所做的功時(shí)電場力所做的功 (2)定義式：定義式：AUA . (3)單位：單位： (4)矢標(biāo)性：矢標(biāo)性： ，但有正負(fù)電勢的正負(fù)表，但有正負(fù)電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)高還是低示該點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)高還是低 單位正電荷單位正電荷標(biāo)準(zhǔn)位置標(biāo)準(zhǔn)位置WA/q伏特伏特標(biāo)量標(biāo)量(5)相對(duì)性：相對(duì)性：同一點(diǎn)的電勢隨同一點(diǎn)的電勢隨 選取的不同而不同通選取的不同而不同通常

5、選取常選取 (或或 )的電勢為零的電勢為零地面地面無窮遠(yuǎn)處無窮遠(yuǎn)處零電勢點(diǎn)零電勢點(diǎn)(6)電勢與電勢差的關(guān)系：電勢與電勢差的關(guān)系：UABAB若若UAB0，即，即AB，表示，表示A點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢A B點(diǎn)電點(diǎn)電勢勢B；若若UAB0，即，即AB，表示，表示A點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢A B點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢B.(7)電勢高低的判斷：電勢高低的判斷：沿著電場線的方向，電勢越來越低沿著電場線的方向，電勢越來越低高于高于低于低于【特別提醒【特別提醒】電勢和電勢差都是由電場本身決定的，與試電勢和電勢差都是由電場本身決定的，與試探電荷無關(guān)，但電勢是相對(duì)量，電場中各點(diǎn)的電探電荷無關(guān)，但電勢是相對(duì)量，電場中各點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)

6、，而電勢差是絕對(duì)量，勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)，而電勢差是絕對(duì)量，與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)【特別提醒【特別提醒】矢量和標(biāo)量的正負(fù)含義不同，矢量和標(biāo)量的正負(fù)含義不同，矢量正負(fù)表示方向，矢量正負(fù)表示方向，而標(biāo)量正負(fù)要結(jié)合具體物理量確定其含義，而標(biāo)量正負(fù)要結(jié)合具體物理量確定其含義，如電勢、電勢能的正負(fù)表示大小，如電勢、電勢能的正負(fù)表示大小，電勢差的正負(fù)表示電勢的高低，電勢差的正負(fù)表示電勢的高低，功和電量的正負(fù)不表示大小，它們各自都有功和電量的正負(fù)不表示大小，它們各自都有確定的含義確定的含義將一正電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場中將一正電荷從無限遠(yuǎn)處移入電場中M點(diǎn)，靜電力做點(diǎn)，靜電力做功功W1610

7、9 J，若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場中，若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場中N點(diǎn)移向無限遠(yuǎn)處，靜電力做功點(diǎn)移向無限遠(yuǎn)處，靜電力做功W27109 J，則，則M、N兩點(diǎn)的電勢兩點(diǎn)的電勢M、N，有如下關(guān)系，有如下關(guān)系 ()AMNM0CNMN0C1電場力做功電場力做功 (1)特點(diǎn)：電場力做功與路徑特點(diǎn)：電場力做功與路徑 ，僅取決于兩點(diǎn)間的，僅取決于兩點(diǎn)間的電勢差和要移送的電荷電勢差和要移送的電荷 (2)公式公式WABqUAB.2電勢能電勢能 (1)定義：電荷在電場中具有的能它與電場和電荷都有定義：電荷在電場中具有的能它與電場和電荷都有關(guān)，不能描述電場關(guān)，不能描述電場 (2)特點(diǎn)：電勢能是相對(duì)的，與特點(diǎn)：電勢能是

8、相對(duì)的，與 選取有關(guān)，選取有關(guān)，電勢能是標(biāo)量，但有電勢能是標(biāo)量，但有 之分之分無關(guān)無關(guān)零勢能點(diǎn)的零勢能點(diǎn)的正負(fù)正負(fù)1電場力做功與電勢能的變化關(guān)系電場力做功與電勢能的變化關(guān)系 (1)電場力做功與路徑無關(guān)，與重力做功十電場力做功與路徑無關(guān)，與重力做功十分相似分相似 (2)電場力對(duì)電荷做正功時(shí)，電荷的電勢能電場力對(duì)電荷做正功時(shí)，電荷的電勢能減少；電場力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢能增減少；電場力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢能增加電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)加電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值即值即EpW.(2011 年上海模擬年上海模擬)一帶電粒子射入一固定的點(diǎn)電荷一帶電粒子射入一固

9、定的點(diǎn)電荷 Q 的電場中，沿如圖的電場中，沿如圖 所示的虛線由所示的虛線由 a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 b 點(diǎn)點(diǎn)a、b 兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷 Q 的距離分別為的距離分別為 ra 和和 rb 且且 rarb.若若不計(jì)重力，則不計(jì)重力，則( ) A帶電粒子一定帶正電帶電粒子一定帶正電B帶電粒子所受電場力先做正功后做負(fù)功帶電粒子所受電場力先做正功后做負(fù)功C帶電粒子在帶電粒子在 b 點(diǎn)的動(dòng)能大于在點(diǎn)的動(dòng)能大于在 a 點(diǎn)的動(dòng)能點(diǎn)的動(dòng)能D帶電粒子在帶電粒子在 b 點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能大于在 a 點(diǎn)的電勢能點(diǎn)的電勢能1.功能關(guān)系功能關(guān)系(1)只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變；只有電場力做功，電勢

10、能與動(dòng)能之和保持不變；(2)只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動(dòng)能之和保持不變；動(dòng)能之和保持不變；(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化機(jī)械能的變化(4)所有力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變所有力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化化如圖所示，在絕緣的斜面上方，存在著勻強(qiáng)電場，如圖所示，在絕緣的斜面上方，存在著勻強(qiáng)電場，電場方向平行于斜面向上，斜面上的帶電金屬塊在平電場方向平行于斜面向上，斜面上的帶電金屬塊在平行于斜面的力行于斜面的力F作用下沿斜面移動(dòng)已知金屬塊在移作用下沿斜面移動(dòng)已知金屬

11、塊在移動(dòng)的過程中，力動(dòng)的過程中，力F做功做功32 J，金屬塊克服電場力做功，金屬塊克服電場力做功8 J，金屬塊克服摩擦力做功，金屬塊克服摩擦力做功16 J，重力勢能增加，重力勢能增加18 J，則在此過程中金屬塊的則在此過程中金屬塊的() A動(dòng)能減少動(dòng)能減少10 J B電勢能增加電勢能增加24 JC機(jī)械能減少機(jī)械能減少24 J D內(nèi)能增加內(nèi)能增加16 JAD1等勢面的概念：等勢面的概念：電電場中場中 的各點(diǎn)構(gòu)成的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢面的面叫等勢面2幾種常見電場的等勢面幾種常見電場的等勢面(見課本見課本) (1)點(diǎn)點(diǎn)電荷電場電荷電場 (2)等量異號(hào)電荷的電場等量異號(hào)電荷的電場 (3)等量同號(hào)電荷的電

12、場等量同號(hào)電荷的電場 (4)勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場(一簇垂直電場線的平行平面一簇垂直電場線的平行平面)電勢相同電勢相同2意義：意義：等勢面用來表示電勢的高低等勢面用來表示電勢的高低3典型電場的等勢面如圖所示典型電場的等勢面如圖所示(1)點(diǎn)電荷電場中的等勢面，是以點(diǎn)電荷為球心的點(diǎn)電荷電場中的等勢面，是以點(diǎn)電荷為球心的一簇一簇 ；(2)等量異、同種點(diǎn)電荷電場中的等勢面，是兩簇等量異、同種點(diǎn)電荷電場中的等勢面，是兩簇對(duì)稱曲面；對(duì)稱曲面；(3)勻強(qiáng)電場中的等勢面，是垂直于勻強(qiáng)電場中的等勢面，是垂直于的一的一簇平面簇平面球面球面電場線電場線1等勢面的特點(diǎn)等勢面的特點(diǎn)(1)(1)在同一等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做

13、功在同一等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功(2)(2)等勢面一定跟電場線垂直等勢面一定跟電場線垂直(3)(3)電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面面(4)(4)等差等勢面的疏密程度也能反映場強(qiáng)的強(qiáng)弱，即等差等勢面的疏密程度也能反映場強(qiáng)的強(qiáng)弱，即等勢面越密的地方場強(qiáng)越強(qiáng)，等勢面越疏的地方場強(qiáng)越等勢面越密的地方場強(qiáng)越強(qiáng)，等勢面越疏的地方場強(qiáng)越弱弱(5)(5)兩個(gè)等勢面不能相交兩個(gè)等勢面不能相交(6)(6)等勢面的分布與零電勢的選取無關(guān)等勢面的分布與零電勢的選取無關(guān)(7)(7)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，其表面處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，其

14、表面為一個(gè)等勢面為一個(gè)等勢面如下圖所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且如下圖所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且ABBC，電場中的，電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢分別為，電勢分別為A、B、C，AB、BC間的電勢差分間的電勢差分別為別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有，則下列關(guān)系中正確的有() AABCBECEBEACUABUBC DUABUBCABC2電場線、場強(qiáng)、電勢、等勢面的相互關(guān)系如何？電場線、場強(qiáng)、電勢、等勢面的相互關(guān)系如何？(1)(1)電場線與場強(qiáng)的關(guān)系：電場線與場強(qiáng)的關(guān)系：電場線越密的地方表示場強(qiáng)越大，電場線上每點(diǎn)的電場線越密的地方表示

15、場強(qiáng)越大，電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向(2)(2)電場線與電勢的關(guān)系：電場線與電勢的關(guān)系：沿著電場線方向，電勢越來越低沿著電場線方向，電勢越來越低(3)等勢面與電場線的關(guān)系等勢面與電場線的關(guān)系電場線總是與等勢面垂直，且從高等勢面指向低等電場線總是與等勢面垂直，且從高等勢面指向低等勢面勢面電場線越密的地方，等差等勢面也越密電場線越密的地方，等差等勢面也越密沿等勢面移動(dòng)電荷，電場力不做功，沿電場線移動(dòng)沿等勢面移動(dòng)電荷，電場力不做功，沿電場線移動(dòng)電荷，電場力一定做功電荷，電場力一定做功(4)場強(qiáng)數(shù)值與電勢數(shù)值無直接關(guān)系場強(qiáng)數(shù)值與電勢數(shù)值無直接關(guān)系：場強(qiáng)大場強(qiáng)大(

16、 (或小或小) )的地方電勢不一定大的地方電勢不一定大( (或小或小) )，零電勢可，零電勢可人為選取，而場強(qiáng)是否為零則由電場本身決定人為選取，而場強(qiáng)是否為零則由電場本身決定如圖所示，如圖所示，P P、Q Q是兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷，它是兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷，它們連接的中點(diǎn)是們連接的中點(diǎn)是O O，A A、B B是中垂線上的兩點(diǎn)，是中垂線上的兩點(diǎn)，OAOAOB.OB.用用E EA A、E EB B、 A A、 B B分別表示分別表示A A、B B兩點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢，則兩點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢，則( )( )B2如下圖所示的真空空間中，僅在正方體中如下圖所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷

17、量大小相等的點(diǎn)電荷，則圖的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，則圖中中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢均相同的是兩點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢均相同的是()C(2010高考全國高考全國，16)關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是遍成立的是()A電場中任意兩點(diǎn)之間的電勢差只與這兩點(diǎn)的電場中任意兩點(diǎn)之間的電勢差只與這兩點(diǎn)的場強(qiáng)有關(guān)場強(qiáng)有關(guān)B電場強(qiáng)度大的地方電勢高，電場強(qiáng)度小的地電場強(qiáng)度大的地方電勢高，電場強(qiáng)度小的地方電勢低方電勢低C將正點(diǎn)電荷從場強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場強(qiáng)為將正點(diǎn)電荷從場強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場強(qiáng)為零的另一點(diǎn)，電場力做功為零零的另一點(diǎn)，電場力做功為零D在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強(qiáng)方在

18、正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向向都指向電勢降低最快的方向D【例【例1】(2009全國卷全國卷)如圖所示，一電場的如圖所示，一電場的電場線分布關(guān)于電場線分布關(guān)于y軸軸(沿豎直方向沿豎直方向)對(duì)稱，對(duì)稱，O、M、N是是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OMMN，P點(diǎn)在點(diǎn)在y軸右側(cè)，軸右側(cè)，MPON，則，則()AM點(diǎn)的電勢比點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的電勢高點(diǎn)的電勢高B將負(fù)電荷由將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，電場力做正功點(diǎn)，電場力做正功CM、N兩點(diǎn)間的電勢差大于兩點(diǎn)間的電勢差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢差兩點(diǎn)間的電勢差D在在O點(diǎn)靜止釋放一點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將帶正電粒子，

19、該粒子將沿沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)軸做直線運(yùn)動(dòng)AD成功體驗(yàn)成功體驗(yàn)1(2009北京高考北京高考)某靜電場的電場線分布某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為為Ep和和EQ，電勢分別為，電勢分別為P和和Q，則，則()AEpEQ，PQBEpEQ，PQCEpQ DEpEQ，P8V/mBW6106J，E6V/mCW8106J，E8V/mDW6106J，E6V/mA(2010湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如下圖所示，如下圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場中一個(gè)邊長為為勻強(qiáng)電場中一個(gè)邊長為10cm的正六邊形的的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，六

20、個(gè)頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)電勢分別為三點(diǎn)電勢分別為1.0V、2.0V、3.0V，則下列說法正確的是則下列說法正確的是()A勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為10V/mC電荷量為電荷量為1.61019C的正點(diǎn)電荷從的正點(diǎn)電荷從E點(diǎn)移到點(diǎn)移到F點(diǎn)，點(diǎn)，電荷克服電場力做功為電荷克服電場力做功為1.61019JD電荷量為電荷量為1.61019C的負(fù)點(diǎn)電荷從的負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到點(diǎn)移到D點(diǎn)，點(diǎn)，電荷的電勢能減少電荷的電勢能減少4.81019JBC1計(jì)算電場力做功常有哪些方法計(jì)算電場力做功常有哪些方法 (1)WABqUAB(普遍適用普遍適用) (2)WqEscos (適用于勻強(qiáng)電場適用于勻強(qiáng)電場) (3)

21、WABEp(從能量角度求解從能量角度求解) (4)W電電W非電非電Ek k(由動(dòng)能定理求解由動(dòng)能定理求解)3由于庫侖定律與萬有引力定律非常類似，因此由于庫侖定律與萬有引力定律非常類似，因此科學(xué)家在初次探討衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常利用帶電粒子的科學(xué)家在初次探討衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常利用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，如右圖所示，帶正電的點(diǎn)電荷固定于運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，如右圖所示，帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn)，電子在庫侖力作用下，做以點(diǎn)，電子在庫侖力作用下，做以Q為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)，為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)，M、P、N為橢圓上的三點(diǎn)，為橢圓上的三點(diǎn)，P點(diǎn)是軌道上離點(diǎn)是軌道上離Q最近的最近的點(diǎn)電子在從點(diǎn)電子在從M經(jīng)經(jīng)P到達(dá)到達(dá)N點(diǎn)的過程

22、中點(diǎn)的過程中()A速率先增大后減小速率先增大后減小B速率先減小后增大速率先減小后增大C電勢能先減小后增大電勢能先減小后增大D電勢能先增大后減小電勢能先增大后減小AC(2010鄭州模擬鄭州模擬)如右圖所示，一質(zhì)量為如右圖所示，一質(zhì)量為m的塑料球的塑料球形容器放在桌面上，它的內(nèi)部有一勁度系數(shù)為形容器放在桌面上，它的內(nèi)部有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，的輕彈簧，彈簧直立地固定于容器內(nèi)壁的底部，彈簧上端用絕緣體彈簧直立地固定于容器內(nèi)壁的底部，彈簧上端用絕緣體系住一個(gè)帶正電系住一個(gè)帶正電q、質(zhì)量也為、質(zhì)量也為m的小球從加一個(gè)豎直向的小球從加一個(gè)豎直向上的場強(qiáng)為上的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場起，到容器對(duì)桌面壓力減為零的

23、勻強(qiáng)電場起，到容器對(duì)桌面壓力減為零時(shí)為止，求：時(shí)為止，求：(1)小球的電勢能改變量；小球的電勢能改變量；(2)容器對(duì)桌面壓力減為容器對(duì)桌面壓力減為零時(shí)小球的速度大小零時(shí)小球的速度大小【例【例3】如下圖所示，如下圖所示，A、B、C是某電場中的電是某電場中的電場線，電子從場線，電子從M點(diǎn)射入電場，沿虛線路徑從點(diǎn)射入電場，沿虛線路徑從N點(diǎn)離去，點(diǎn)離去，則則M點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢關(guān)系為點(diǎn)的電勢關(guān)系為M_N，場強(qiáng)關(guān)系，場強(qiáng)關(guān)系為為EM_EN，電子在，電子在M點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢能關(guān)系為點(diǎn)的電勢能關(guān)系為EM_EN，電子在，電子在M點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)的動(dòng)能關(guān)系為點(diǎn)的動(dòng)能關(guān)系為EkM_EkN.【答案【答案】；vNC到達(dá)

24、到達(dá)M、N時(shí)兩粒子的電勢能相等時(shí)兩粒子的電勢能相等D兩個(gè)粒子的電勢能都是先減小后增大兩個(gè)粒子的電勢能都是先減小后增大B五、靜電屏蔽五、靜電屏蔽1靜電感應(yīng)現(xiàn)象靜電感應(yīng)現(xiàn)象在電場中的導(dǎo)體，內(nèi)部的在電場中的導(dǎo)體，內(nèi)部的受到電場力作用，受到電場力作用，將向?qū)⑾?反方向做定向移動(dòng)，結(jié)果使導(dǎo)體兩端同時(shí)分別反方向做定向移動(dòng)，結(jié)果使導(dǎo)體兩端同時(shí)分別出現(xiàn)出現(xiàn) 的異種電荷的現(xiàn)象的異種電荷的現(xiàn)象2靜電平衡靜電平衡(1)概念：導(dǎo)體中概念：導(dǎo)體中(包括表面包括表面)沒有電荷的定向移動(dòng)沒有電荷的定向移動(dòng)的狀態(tài)的狀態(tài)自由電子自由電子電場電場等量等量靜電平衡狀態(tài)中的帶電導(dǎo)體特點(diǎn)靜電平衡狀態(tài)中的帶電導(dǎo)體特點(diǎn)（1 1）內(nèi)部場強(qiáng)處

25、處為零。內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。（2 2）電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上電荷只分布在導(dǎo)體的電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上外表面上 （3 3）表面上任一點(diǎn)場強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直。表面上任一點(diǎn)場強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直。（4 4）電荷分布規(guī)律為尖端附近電荷分布較多，凹進(jìn)部分電荷分布規(guī)律為尖端附近電荷分布較多，凹進(jìn)部分電荷分布較少電荷分布較少 如圖，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷如圖，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和和B，電量分別，電量分別為為Q和和2Q，它們相距，它們相距L，如果在兩點(diǎn)電荷連線，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為有一個(gè)半徑為r（2rL）的空心金屬球，）的空心金屬球，且球心位于且球心

26、位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的點(diǎn)處的場強(qiáng)大小場強(qiáng)大小_方向方向_一頭大一頭小的導(dǎo)體等差等勢面密的地方，等差等勢面密的地方，電場強(qiáng)度大，電場強(qiáng)度大，等差等勢面疏的地方，等差等勢面疏的地方，電場強(qiáng)度小。電場強(qiáng)度小。靜電平衡狀態(tài)中的帶電導(dǎo)體特點(diǎn)靜電平衡狀態(tài)中的帶電導(dǎo)體特點(diǎn)（5 5） 處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體是個(gè)等勢體，導(dǎo)處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體是個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面。體表面是等勢面。沿導(dǎo)體表面移動(dòng)電荷，電場力與表面切向垂直，電場力做功為沿導(dǎo)體表面移動(dòng)電荷，電場力與表面切向垂直，電場力做功為零。零。 所以電勢差為零，表面是等勢面。內(nèi)部處處所以電勢差為零，表面是等勢面。內(nèi)部

27、處處E=0E=0，任兩點(diǎn)間，任兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場力為零，任兩點(diǎn)等勢，所以是等勢體。移動(dòng)電荷，電場力為零，任兩點(diǎn)等勢，所以是等勢體。3靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽現(xiàn)象處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，不再受外部不再受外部電場的影響電場的影響導(dǎo)體內(nèi)部導(dǎo)體內(nèi)部+Qv0“船到橋頭自然直船到橋頭自然直”從電場的力的性質(zhì)角度來看從電場的力的性質(zhì)角度來看: :從電場的能的性質(zhì)角度來看：從電場的能的性質(zhì)角度來看：ABCDxy警示：警示：不能根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象不能根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象x x端帶負(fù)電，端帶負(fù)電，y y端帶正電，就端帶正電，就認(rèn)為電流方向從認(rèn)為電流方向從y y到到x x。實(shí)際上，。實(shí)際上， x x

28、端帶的負(fù)電和端帶的負(fù)電和y y端帶的正端帶的正電都受電都受A A、B B形成的電場的控制是不能自由移動(dòng)的。形成的電場的控制是不能自由移動(dòng)的。QABA A端帶正電端帶正電,B,B端帶負(fù)電端帶負(fù)電, ,不要想不要想當(dāng)然地認(rèn)為當(dāng)然地認(rèn)為A A端的電勢比端的電勢比B B端的端的電勢高電勢高. .QABcCBACBAEEEA.CBACBAEEEB.CBACBAEEEC.CBABCAEEED.如下圖所示，三條平行等距的直線表示電場中的如下圖所示，三條平行等距的直線表示電場中的三個(gè)等勢面，電勢值分別為三個(gè)等勢面，電勢值分別為10 V、20 V、30 V，實(shí)線是，實(shí)線是一帶負(fù)電的粒子一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力不

29、計(jì)重力)，在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)于這軌道上的對(duì)于這軌道上的a、b、c三點(diǎn)來說，下列說法正確的是三點(diǎn)來說，下列說法正確的是() A粒子必先過粒子必先過a，再到，再到b，然后到，然后到cB粒子在三點(diǎn)所受的合力粒子在三點(diǎn)所受的合力FaFbFcC粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為EkbEkaEkcD粒子在三點(diǎn)的電勢能大小為粒子在三點(diǎn)的電勢能大小為EpbEpaEpcBD如圖所示，如圖所示，A、B兩點(diǎn)各放一電荷量均為兩點(diǎn)各放一電荷量均為Q的等量的等量異種電荷，有一豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿在兩電荷連異種電荷，有一豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿在兩電荷連線的垂直平分線上，線的垂直平分線

30、上，a、b、c是桿上的三點(diǎn)，且是桿上的三點(diǎn)，且abbcl，b、c關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱質(zhì)量為關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱質(zhì)量為m，帶正電荷，帶正電荷q的小環(huán)套在細(xì)桿上，自的小環(huán)套在細(xì)桿上，自a點(diǎn)由靜止釋放，則點(diǎn)由靜止釋放，則()AD如下圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方如下圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度v1從從M點(diǎn)沿斜點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零，然后下滑回到點(diǎn)時(shí)速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此點(diǎn)，此時(shí)速度為時(shí)速度為v2(v2v1)若小物體電荷量保持不變，若小物體電荷量保持不變，OMON，則，則 () A小物

31、體上升的最大高度為小物體上升的最大高度為B從從N到到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小的過程中，小物體的電勢能逐漸減小C從從M到到N的過程中，電場力對(duì)小物體先做負(fù)功的過程中，電場力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功后做正功D從從N到到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小場力均是先增大后減小AD【例【例2】 如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場線，虛線分如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場線，虛線分別為等勢線別為等勢線1、 2、3，已知，已知MNNQ，a、b兩帶電粒子從等勢線兩帶電粒子從等勢線2上的上的O點(diǎn)以相同的初速度點(diǎn)以相同的初速度 飛出僅在電場力作用下，

32、兩粒子的運(yùn)飛出僅在電場力作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中所示，則動(dòng)軌跡如圖中所示，則() Aa一定帶正電，一定帶正電，b一定帶負(fù)電一定帶負(fù)電Ba加速度減小，加速度減小，b加速度增大加速度增大CMN電勢差電勢差|UMN|等于等于NQ兩點(diǎn)電勢差兩點(diǎn)電勢差|UNQ|Da粒子到達(dá)等勢線粒子到達(dá)等勢線3的動(dòng)能變化量的動(dòng)能變化量比比b粒子到達(dá)等勢線粒子到達(dá)等勢線1的動(dòng)能變化量小的動(dòng)能變化量小B如圖所示，在一個(gè)粗糙水平面上，彼此靠近如圖所示，在一個(gè)粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個(gè)帶同種電荷的小物塊由靜止釋放后，地放置兩個(gè)帶同種電荷的小物塊由靜止釋放后，兩個(gè)物塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，并最終停止在物塊兩個(gè)物塊向相反方向

33、運(yùn)動(dòng)，并最終停止在物塊的運(yùn)動(dòng)過程中，下列表述正確的是的運(yùn)動(dòng)過程中，下列表述正確的是 ()A兩個(gè)物塊的電勢能逐漸減少兩個(gè)物塊的電勢能逐漸減少B物塊受到的庫侖力不做功物塊受到的庫侖力不做功C兩個(gè)物塊的機(jī)械能守恒兩個(gè)物塊的機(jī)械能守恒D物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力力AB【答案【答案】200V/m如圖所示如圖所示,一條長為一條長為L的細(xì)線的細(xì)線,上端固定上端固定,下端拴一質(zhì)下端拴一質(zhì)量為量為m的帶電小球的帶電小球;將它置于勻強(qiáng)電場中將它置于勻強(qiáng)電場中.電場強(qiáng)度大小為電場強(qiáng)度大小為E,方向水平向右方向水平向右.已知當(dāng)細(xì)線離開豎直位置的偏角為已知當(dāng)細(xì)線離開豎直位置的偏角為時(shí)時(shí),小球處于平衡狀態(tài)小球處于平衡狀態(tài).現(xiàn)使小球拉緊細(xì)線現(xiàn)使小球拉緊細(xì)線(細(xì)線的形變可忽略細(xì)線的形變可忽略且小球電荷量不變且小球電荷量不變),從從A點(diǎn)移至點(diǎn)移至B點(diǎn)點(diǎn),然后將小球由靜止釋然后將小球由靜止釋放放,在小球從在小球從B點(diǎn)返回點(diǎn)返回A點(diǎn)過程點(diǎn)過程,小球動(dòng)能的增量小球動(dòng)能的增量Ek與重力與重力勢能的增量勢能的增量Ep比較比較, 下列判斷中正確的是下列判斷中正確的是()A.Ek一定大于一定大于EpB.Ek一定小于一定小于EpC.Ek一定等于一