【全程學(xué)習(xí)方略】高中物理 2.3電勢差課件 魯科選修31

1.下列說法中正確的是（）A.沿電場線的方向,電勢逐漸降低B.A、B兩點間的電勢差與零電勢點的選取有關(guān)C.電勢差是一個標(biāo)量，但有正值和負(fù)值之分D.電場中某點的電勢和放入該點的電荷的電性、電量有關(guān)【解析】選A、C.沿電場線的方向電勢逐漸降低,選項A正確,這是判斷電勢高低的一種簡單的方法;某點的電勢和零電勢點的選取有關(guān),但兩點間的電勢差和零電勢點的選取無關(guān),選項B錯;電勢差是標(biāo)量,選項C正確;電場中某點的電勢和檢驗電荷無關(guān),由電場本身的性質(zhì)決定,選項D錯.2.下列關(guān)于U=Ed說法正確的是（）A.在電場中，E跟U成正比，跟d成反比B.對任何電場，U=Ed都適用C.U=Ed只適用于勻強電場，d是沿著電場中任意兩點間的距離D.U=Ed只適用于勻強電場，d是沿著電場線方向兩點間距離【解析】選D.公式U=Ed僅適用于勻強電場，其中E是一個確定的量，A,B錯誤；公式U=Ed中的d是沿電場線方向兩點間距離，而不是任意兩點間的距離，C錯誤，D正確.3.如圖所示是一一個勻強電場場的等勢面，，每兩個相鄰鄰等勢面相距距2cm，由此可以確確定電場強度度的方向和數(shù)數(shù)值是（）A.豎直向下，E=100V/mB.水平向左，E=100V/mC.水平向左，E=200V/mD.水平向右，E=200V/m【解析】選B.由于電場線總總與等勢面垂垂直，且從電電勢較高的等勢面面指向電勢較較低的等勢面面，所以電場場強度的方向水平向向左，E==V/m=100V/m，故選B.4.如圖所示,在勻強電場中中有a、b、c三點,a、b相距4cm,b、c相距10cm.將一個帶電荷荷量為2×10-8C的電荷從a點移到b點時,電場力做功為為4×10-6J.將此電荷從【解析】由公式Wab=qUab得ab間的電壓Uab==V=200V，由Uab=Ed得電場的場場強E==V/m=5000V/m，則bc間的電勢差差Ubc=Ed′cos60°=5000××0.1×0.5V=250V，此電荷從從b點移到c點時電場力力做功Wbc=qUbc=2×10-8×250J=5××10-6J，Uac=Uab+Ubc=200V+250V=450V.答案：5×10-6450【典例1】有一個帶電電荷量q=-3××10-6C的點電荷，，從某電場場中的A點移到B點，電荷克克服電場力力做6×10-4J的功，從B點移到C點，電場力力對電荷做做9×10-4J的功，問：：（1）AB、BC、CA間的電勢差差各為多少少？（2）若以B點電勢為零零，則A、C兩點的電勢勢各為多少少？電荷在在A、C兩點的電勢勢能各為多多少？【思路點撥】解答本題應(yīng)應(yīng)把握以下下三點：【標(biāo)準(zhǔn)解答答】（1）方法法一：｜UAB｜==V=200V因負(fù)電荷從從A移到B克服電場場力做功，，必是從高高電勢點移移向低電勢點點，即：A＞B，UAB=200V.｜UBC｜==V=300V因為為電電荷荷從從B移移到到C電電場場力力做做正正功功，，必必是是從從低低電電勢勢點點移移向向高電電勢勢點點，，即即：：C＞B，UBC=-300VUCA=UCB-UAB=-UBC-UAB=300V-200V=100V.方法法二二：：電荷荷從從A移移到到B克克服服電電場場力力做做功功即即電電場場力力做做負(fù)負(fù)功功，，WAB=-6×10-4J,UAB==V=200VUBC==V=-300VUCA=UCB+UBA=-UBC+（-UAB）=300V-200V=100V（2）若B=0，由UAB=A-B得：A=UAB=200V，由UBC=B-C，得C=B-UBC=0-（-300V）=300V.電荷在在A點的的電勢勢能EPA=qA=-3×10-6×200J=-6×10-4J電荷在在C點點的電電勢能能EC=qC=-3×10-4×300J=-9×10-4J答案：：（1）200V-300V100V（2）200V300V-6×10-4J-9××10-4J【變式訓(xùn)訓(xùn)練】如圖所所示，，勻強強電場場的場場強E=1.2×102N/C，方向向水平平向右右，一一點電荷荷q=4×10-8C沿半徑徑R=20cm的圓周，從從A點移動動到B點，已已知∠∠AO求：（1）這一過程中電場力做的功是正功還是負(fù)功？做功多少？（2）A、B兩點的電勢差.【解析】（1）因為為B＞A,所以將將正電電荷從從A移到B電場力做做負(fù)功功，W=-qER=-9.6×10-7J（2）UAB=-ER=-24V.答案：：（1）做負(fù)負(fù)功-9.6××10-7J（2）-24V【典例2】如圖所所示，，在勻勻強電電場中中，電荷量量q=5.0×10-10C的正電電荷，，由a點移到做功都是3.0×10-8J.已知a、b、c三點的連線組成直角三角形，ab=20cm，∠a=37°，∠c=90°，求：（1）a、b兩點的電勢差Uab；（2）勻強電場的場強大小和方向.【思路點點撥】解答本本題需需把握握以下下三點點：【自主主解答答】（1））Uab==V=60V.（2））正電電荷q從a到b和從從a到到c，，電場場力做做功相相等，，由W=qU知知，Uab=Uac，所以以b、、c處處在同同一個個等勢勢面上上，根根據(jù)電場線線與等等勢面面垂直直知，，場強強沿ac方方向垂垂直指指向bc.由E=和和d=ac=abcos37°得得E==V/m=375V/m.方向沿沿ac垂直指指向bc.答案：（1）60V（2）375V/m方向沿ac垂直指向向bc.【變式訓(xùn)練練】如圖所示示,ABCD是勻強電電場中一一正方形形的四個頂點3V,C=-3V,由此可以推斷D點電勢D是多少伏?【解析】在勻強電電場中,任何一條條直線上(等勢面除除外)兩點間的的電勢差差一定與這這兩點間間的距離離成正比比.如圖所示示,連接AC、BD交于O點，則有有UAO=UOC,UBO=UODUAO=A-O==V=9VO=A-9V=15V-9V=6V,B-O=O-D所以D=2O-B=2×6V-3V=9V.答案：9V【例3】如圖所示示，A、B、C、D是電場中的四個個點，D是BC的中點，，A、B、C構(gòu)成一直直角三角角形，AB=L，電場線線與三角形所所在的平平面平行行，已知知A點的電勢勢為5V，B點的電勢勢為-5V，C點的電勢勢為15V，據(jù)此可可以判斷斷（））A.場強方向向由C指向BB.場強方向向垂直AD連線指向向BC.場強大小小V/mD.場強大小小V/m【思路點撥撥】解答本題題需把握握以下兩兩點：【標(biāo)準(zhǔn)解答答】選B,D.根據(jù)B、C點的電勢可以確確定其中點D的電勢為5V，A、D的連線為一條條等勢線，電場線與等勢勢面垂直，且且由高等勢面面指向低等勢勢面，故場強方向垂直直AD連線指向B，A錯誤，B正確；勻強電電場的場強E=，其中UAB=10V,d=Lcos30°,解得E=V/m,C錯誤，D正確.1.（2010·濟(jì)南高二檢測測）下列公式式適用于任何何電場的是（（）A.W=quB.U=EdC.E=D.E=【解析】選A、C.選項B的公式U=Ed適用于勻強強電場.選項D的公式E=是點電荷的的場強公式式，只有選選項A、C的公式適用用于任何電電場.2.（2010··泰安高二檢檢測）示波波管是示波波器的核心心部件，它它由電子槍槍、偏轉(zhuǎn)電電極和熒光光屏組成，，如圖所示示.如果在熒光光屏上P點出現(xiàn)亮斑斑，那么示示波管中的的（））A.極板X應(yīng)帶正電B.極板X′應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電D.極板Y′應(yīng)帶正電【解析】A、C.由題意電子子偏到XOY的區(qū)域，則則在偏轉(zhuǎn)電電極YY′上應(yīng)向右上上運動，故故Y板帶正電，，C正確，D錯誤；在偏偏轉(zhuǎn)電極XX′上應(yīng)向右方方運動，故故X板帶正電，，A正確，B錯誤.3.（）A.3.0×104VB.1.0×104VC.4.0×104VD.7.0×104V【解析】選B.在電場中從從a點移到b點電場力做做的功Wab=8.0××10-5J-6.0×10-5J=2.0×10-5J，根據(jù)電勢勢差的公式式Uab=得，Uab=V=1.0×104V，故B對.4.（2010··濟(jì)寧高二檢檢測）如圖圖所示點電荷電場場中，將檢檢驗電荷從從A點分別移到以點電電荷為中心心的同一圓圓周上的B、C、D、E各點，則電電場力做功功（））A.從C.從A到E做功最多D.做功一樣多【解析】選D.由點電荷的的等勢面特特點可知，，B、C、D、E四點在同一一等勢面上上，故A點與B、C、D、E四點的電勢勢差相等，，根據(jù)電場場力做功公公式W=qU可知電場力力做功一樣樣多.故選D.5.（2010··杭州高二檢檢測）把帶帶電荷量2×10-8C的正點電荷荷從無限遠(yuǎn)遠(yuǎn)處移到電電場中的A點，要克服服電場力做做功8×10-6J，若把該電電荷從無限限遠(yuǎn)處移到（1）A點的電勢.（2）A、B兩點的電勢差.（3）若把2×10-5C的負(fù)電荷由A點移動到B點，電場力做的功.【解析】（1）W∞A=qU∞AU∞A==V=-400VU∞A=∞-AA=400V（2）W∞B=qU∞BU∞B==V=-100VUA∞∞=-U∞AUAB=UA∞∞+U∞B=300V（3）WAB=qUAB=-2××10-5×300J=-6××10-3J答案案：：（1）400V（2）300V（3）-6××10-3J1.（5分））如如圖圖所所示示，，正正點點電電荷荷電電場場中有A、B兩點，將一電電荷量q=+3.2×10-19C的檢驗電荷從從電場中的A點移至B點，電場力做做功W=6.4××10－20J，則A、B兩點間的電勢勢差U等于（））A．0.5VB．0.2VC．5VD．2V【解析】選B.由,故選B.2.（5分）對公式E=的理解，下列列說法中正確確的是（）A.此公式適用于于計算任何電電場中相距為為d的a、b兩點間的電勢勢差B.勻強電場中，，a點和b點沿電場線方方向的距離越越大，則這兩兩點間的電勢勢差越大C.公式中的d是指a點和b點之間的距離離D.公式中的d是勻強電場中中a、b兩個等勢面間間的垂直距離離【解析】選B、D.公式E=只適用于勻強強電場，E大小不變，則d越大，Uab越大，故A錯，B正確；d為沿電場線方向上兩點的的距離，所以以C錯誤，D正確.3.（5分）圖中是一一條正點電荷荷激發(fā)的電場線，若從從A點由靜止釋放放一帶正電的試探電荷，，則（））A．該試探電荷荷將做勻加速速直線運動B．運動過程中中，因電場力力做正功，電電勢能將逐漸減減小C．根據(jù)電場力力做功，若計計算出A、B兩點間電勢差差為U，則當(dāng)試探電電荷電荷量加加倍時，A、B兩點間電勢差差將變?yōu)?UD．A點電勢可能低低于B點電勢【解析】選B.在電場中，試試探電荷只受受電場力且由由靜止釋放時時一定沿電場場強度的方向向做加速直線線運動，由于于電場逐漸減減弱，電場力力減小，加速速度減小，故故A錯誤；由題意意試探電荷受受的電場力做做正功，電勢勢能減小，故故B正確；電場中中兩點的電勢勢差是由電場場本身決定的的，與電場力力做功無關(guān)，，故C錯；沿電場線線的方向，電電勢越來越低低，故D錯.4.(2009·全國高考)(5分)如圖所示,一電場的電場場線分布關(guān)于于y軸(沿豎直方向)對稱,O、M、N是y軸上的三個點,且OM=MN.P點在y軸右側(cè),MP⊥ON.則()A.M點的電勢比P點的電勢高B.將負(fù)電荷由O點移動到P點,電場力做正功功C.M、N兩點間的電勢勢差大于O、M兩點間的電勢勢差D.在O點靜止釋放一一帶正電粒子子,該粒子將沿【解析】選A、D.電場線由電勢勢高的等勢面面指向電勢低低的等勢面.由題圖可知,電場線由過M點的等勢面指指向過P點的等勢面，，故A正確.負(fù)電荷由O點移動到P點,電場力方向與與位移方向夾夾角為鈍角做做負(fù)功，故B錯.因為OM=MN,由U=Ed可定性知道UOM>UMN，故C錯.過O點的電場線豎豎直向上,因為過O點的電場線沿沿y軸正方向,且?guī)д娏Ｗ幼佑伸o止釋放放,故D正確.5.（5分）空空間存存在勻勻強電電場，，有一一電荷2v0仍從O點射入該電場，運動到B點時速率為3v0.若忽略重力的影響，則（）A.在O、A、B三點中，B點電勢最高B.在O、A、B三點中，A點電勢最高C.OA間的電勢差比BO間的電勢差大D.OA間的電勢差比OB間的電勢差大【解析】選A.帶正電電的粒粒子由由O到A，動能能變大大，電電場力力做正正功，，電勢勢能減減小，，電勢勢也減減小，，所以以O(shè)點電勢勢較高高；帶帶負(fù)電電的粒粒子從從O到B速度增增大，，電場場力也也做正正功，，電勢勢能減減小，，電勢勢升高高，B點電勢勢比O點高.所以B點電勢勢最高，A正確，，B錯誤；；UOA===，UOB==，故C錯誤，D錯誤.6.（5分）如圖所所示,三個同心圓圓是同一個點電荷周周圍的三個個等勢面,已知這三個個圓的半徑成成等差數(shù)列列.A、B、C分別是這三個等勢面面上的點，，且這三點點在同一條條電場線上.A、C兩點的電勢B點的電勢是()A.一定等于6VB.一定低于6VC.一定高于6VD.無法確定【解析】選B.U=Ed,d相同,距點電荷越越遠(yuǎn)的地方方電勢改變變越來越慢慢.此題中電勢勢越來越小小,故電勢降低低越來越慢慢.因此UAB>UBC,故B<6V.7.（2010··長沙高二檢檢測）（9分）如圖所所示，在勻勻強電場中中有a、b、c三點，這三三點的連線線是一個直直角三角形形，ab邊和電場線線平行，ab邊長3cm，a點離A板1cm，電源電壓壓為2V，B板接地.問：(1)ab、bc、ac間的電勢差差各為多少少？(2)一個電子在在a點具有的電電勢能為多多少？(3)使一個電子子從a點沿斜邊移移到c點時，電場場力做功多多少？【解析】B板接地表示示B板的電勢為為零，但因因B板和電源正正極相連，，它的電勢勢仍比A板高，電場場方向從B板指向A板.（1）場強E==V/m=40V/m.ab間的電勢差差Uab=E·abcos180°=-40××0.03V=-1.2V.bc間的電勢差差Ubc=E·bccos90°=0ac間的電勢差（2）B板接地UB=0，.一個電子在在a點具有的電電勢能Epa=eUa=1.6eV＝2.56××10-19J.(3)Wac=-eUac=1.2eV=1.92××10-19J.答案：（1）Uab=-1.2VUbc=0Uac=-1.2V（2）2.56××10-19J(3)1.92×10-19J8.（11分）如圖所所示為一真真空示波管管，電子從從燈絲K發(fā)出（初速速度不計）），經(jīng)燈絲絲與A板間的加速速電壓U1加速，從A板中心孔沿沿中心線KO射出，然后后進(jìn)入兩塊塊平行金屬屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電場中（（偏轉(zhuǎn)電場場可視為勻勻強電場）），電子進(jìn)進(jìn)入M、N間電場時的的速度與電電場方向垂垂直，電子子經(jīng)過電場場后打在熒熒光屏上的的P點.已知加速電電壓為U1，M、N兩板間的電電壓為U2，兩板間的的距離為d，板長為L1，板右端到到熒光屏的的距離為L2，電子的質(zhì)質(zhì)量為m，電荷量為為e.求：（1）電子穿過過A板時的速度度大?。唬?）電子從偏偏轉(zhuǎn)電場射射出時的側(cè)側(cè)移量；（3）P點到O點的距離.【解析】（1）設(shè)電電子經(jīng)電壓壓U1加速后的速速度為v0，根據(jù)動能能定理得：：eU1=mv02，解得：：.（2）電子子以速度度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電場后后，垂直直于電場場方向做做勻速直直線運動動，沿電電場方向向做初速速度為零零的勻加加速直線線運動.設(shè)偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電場的的電場強強度為E，電子子在偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電場運運動的時時間為t1，電子的的加速度度為a，，離開偏偏轉(zhuǎn)電場場時相對對于原運運動方向向的側(cè)移移量為y1，根據(jù)牛牛頓第二二定律和和運動學(xué)學(xué)公式得得：F=eE，E=，F(xiàn)=ma，a=t1=，y1=at12，解得：：y1=.（3）設(shè)電電子離開開偏轉(zhuǎn)電電場時沿沿電場方方向的速速度為vy，根據(jù)運動學(xué)學(xué)公式得得：vy=at1=.電子離開開偏轉(zhuǎn)電電場后做做勻速直直線運動動，設(shè)電電子離開開偏轉(zhuǎn)電電場后打打在熒光光屏上所所用的時時間為t2，電子打打到熒光光屏上的的側(cè)移量量為y2，t2=，y2=vyt2解得：P到O點的距離離為y=y1+y2=.答案：（1）（2）（3）1.以下說法法正確的的是（））A．由E=F/q可知，電電場中某某點的電電場強度度E與F成正比B．由公式式=可知，電電場中某某點的電電勢與與q成反比C．由Uab=Ed可知，勻勻強電場場中的任任意兩點點a、b間的距離離越大，，則兩點點間的電電勢差也也一定越越大D．由公式式E=可知，在在點電荷荷產(chǎn)生的的電場中中，某點點場強的大荷的距離的平方成反比【解析】選D.E=F/q這是電場場的定義義式，適適用于任任何電場場，電場場中某點點的電場場強度E由電場本本身決定定，與F無關(guān)，故故A錯；電場場中某點點的電勢勢與與選定的的零電勢勢面有關(guān)關(guān)，與q也無關(guān)，故B錯；Uab=Ed中d是指沿場強方方向上的距離離，故C錯；由E=kQ/r2可知點電荷場場強公式，E∝Q/r2，故D正確.2.下列公式中，，既適用于點點電荷產(chǎn)生的的靜電場，也也適用于勻強強電場的有（（）①場強E=F/q②②場強E=U/d③場強E=kQ/r2④電場力做功W=UqA.①③B.②③C.②②④D.①④④【解析】選D.公式E=F/q是場強的定義義式，適用于于任何電場；；公式E=U/d只適用于勻強強電場；E=kQ/r2適用于點電荷荷產(chǎn)生的電場場；公式W=Uq是電場力做功功的