高中物理魯科版1第二章電勢能與電勢差 2023版第2章章末分層突破

章末分層突破[自我校對]①無關②WPO③無關④eq\f(Ep,q)⑤降低⑥垂直⑦不做功⑧φA－φB⑨qUAB⑩Ed?Q/U?εS/d?勻強電場強度、電勢、電勢差、電勢能的比較物理量電場強度電勢電勢差電勢能意義描述電場的力的性質描述電場的能的性質描述電場力做功的本領描述電荷在電場中的能量物理量電場強度電勢電勢差電勢能定義E＝eq\f(F,q)φ＝eq\f(Ep,q)UAB＝eq\f(WAB,q)Ep＝qφ矢標性矢量：方向為放在電場中的正電荷的受力方向標量，有正負，正負只表示大小標量，有正負，正負只表示A、B兩點電勢的高低標量，有正負，正負表示大小決定因素電場強度由電場本身決定，與試探電荷無關電勢由電場本身決定，與試探電荷無關，其大小與參考點的選取有關，有相對性由電場本身和兩點間差異決定，與試探電荷無關，與參考點的選取無關由電荷量和該點電勢二者決定，與參考點選取有關聯(lián)系勻強電場中UAB＝Ed(d為A、B間沿電場強度方向上的距離)；沿著電場強度方向電勢降落最快；UAB＝φA－φB；WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝qUAB(多選)如圖2-1所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關于MN對稱，b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上．以下判斷正確的是()圖2-1A．b點的電場強度大于d點的電場強度B．b點的電場強度小于d點的電場強度C．a、b兩點間的電勢差等于b、c兩點間的電勢差D．試探電荷＋q在a點時的電勢能小于在c點時的電勢能【解析】如題圖所示，在中垂線MN上，O點電場強度最大，在兩電荷之間的連線上，O點電場強度最小，即Eb<EO，EO<Ed，故Eb<Ed，選項A錯誤，選項B正確；等量異種點電荷的電場中，等勢線具有對稱性，a、c兩點關于MN對稱，Uab＝Ubc，選項C正確；試探電荷＋q從a移到c，遠離正電荷，靠近負電荷，電場力做正功，電勢能減小，選項D錯誤；另一種理解方法：a點電勢高于c點電勢，試探電荷＋q在a處的電勢能大，在c處的電勢能?。敬鸢浮緽C1．電場中某點的電勢高低與該點的電場強度大小無關．2．電場中沿電場線方向電勢降低得最快．3．E、φ、U、Ep均有正、負之分，但只有E是矢量．電場線、等勢面、運動軌跡的應用1.在電場中，電場線和等勢面都是為了更好地描述電場而引入的，兩者之間既有聯(lián)系又有區(qū)別：(1)電場線總與等勢面垂直．電荷沿著電場線移動，電場力一定做功；電荷沿著等勢面移動，電場力一定不做功．(2)在同一電場中，等差等勢面的疏密也反映電場的強弱，等差等勢面密集處，電場線也密集，電場強；反之，電場線稀疏，電場弱．(3)知道等勢面，可畫出電場線，知道電場線，也可畫出等勢面．2．帶電粒子在電場中的運動軌跡是由電場力和初速度共同決定的，可以根據(jù)軌跡分析受到的電場力方向，進一步研究加速度、動能、電勢能的變化等．如圖2-2所示，在點電荷Q產生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線．取無窮遠處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()圖2-2A．A點電勢大于B點電勢B．A、B兩點的電場強度相等C．q1的電荷量小于q2的電荷量D．q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能【解析】由于電場力做負功，所以Q應帶負電荷，由負點電荷產生電場的電場線的分布規(guī)律可判斷出φB＞φA，故A項錯誤；由E＝keq\f(Q,r2)，r不相等，所以EA≠EB，故B項錯誤；由φA＝eq\f(WA→∞,q1)、φB＝eq\f(WB→∞,q2)，因為WA→∞＝WB→∞，φA＜φB＜0，所以eq\f(1,q1)＞eq\f(1,q2)，即q1＜q2，故C項正確；由于克服電場力做功相等，且無窮遠處電勢能為零，所以q1在A點的電勢能等于q2在B點的電勢能，故D項錯誤．【答案】C如圖2-3所示，虛線表示等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等．有一帶正電的小球在電場中運動，實線表示小球的運動軌跡．小球在a點的動能為20eV，運動到b點時動能為2eV.若取c點為零電勢點，則當這個小球的電勢能等于6eV時，它的動能為(不計重力和空氣阻力)()【導學號：34022023】圖2-3A．18ev B．12eVC．10eV D．8eV【解析】由于帶電小球在電場中移動時，只有電場力做功，因此能量之間的轉化只有動能和電勢能之間的轉化，因等勢面為等差等勢面，在相鄰等勢面間移送電荷動能變化相同，從a點到b點，動能減小了18eV，所以從a點到c點動能減少了6eV，c點動能為14eV，故當小球電勢能為6eV時，它的動能為8eV，D對．【答案】D1．一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質，接在恒壓直流電源上．若將云母介質移出，則電容器()A．極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大B．極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大C．極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變D．極板上的電荷量變小，極板間電場強度不變【解析】平行板電容器電容的表達式為C＝eq\f(εS,4πkd)，將極板間的云母介質移出后，導致電容器的電容C變?。捎跇O板間電壓不變，據(jù)Q＝CU知，極板上的電荷量變?。倏紤]到極板間電場強度E＝eq\f(U,d)，由于U、d不變，所以極板間電場強度不變，選項D正確．【答案】D2．關于靜電場的等勢面，下列說法正確的是()A．兩個電勢不同的等勢面可能相交B．電場線與等勢面處處相互垂直C．同一等勢面上各點電場強度一定相等D．將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功【解析】在靜電場中，兩個電勢不同的等勢面不會相交，選項A錯誤；電場線與等勢面一定相互垂直，選項B正確；同一等勢面上的電場強度可能相等，也可能不相等，選項C錯誤；電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，移動負試探電荷時，電場力做負功，選項D錯誤．【答案】B3．如圖2-4所示，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等．則()圖2-4A．直線a位于某一等勢面內，φM>φQB．直線c位于某一等勢面內，φM>φNC．若電子由M點運動到Q點，電場力做正功D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負功【解析】由電子從M點分別運動到N點和P點的過程中電場力所做的負功相等可知，N、P兩點在同一等勢面上，且電場線方向為MN，故選項B正確，選項A錯誤；M點與Q點在同一等勢面上，電子由M點運動到Q點，電場力不做功，故選項C錯誤；電子由P點運動到Q點，電場力做正功，故選項D錯誤．【答案】B4.如圖2-5，P是固定的點電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓．帶電粒子Q在P的電場中運動，運動軌跡與兩圓在同一平面內，a、b、c為軌跡上的三個點．若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc.則()圖2-5A．aa>ab>ac，va>vc>vbB．aa>ab>ac，vb>vc>vaC．ab>ac>aa，vb>vc>vaD．ab>ac>aa，va>vc>vb【解析】a、b、c三點到固定的點電荷P的距離rb<rc<ra，則三點的電場強度由E＝keq\f(Q,r2)可知Eb>Ec>Ea，故帶電粒子Q在這三點的加速度ab>ac>aa.由運動軌跡可知帶電粒子Q所受P的電場力為斥力，從a到b電場力做負功，由動能定理－|qUab|＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,a)<0，則vb<va，從b到c電場力做正功，由動能定理|qUbc|＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,c)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)>0，vc>vb，又|Uab|>|Ubc|，則va>vc，故va>vc>vb，選項D正確．【答案】D5．如圖2-6所示，兩平行的帶電金屬板水平放置．若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止狀態(tài)．現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉45°，再由a點從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將()圖2-6A．保持靜止狀態(tài)B．向左上方做勻加速運動C．向正下方做勻加速運動D．向左下方做勻加速運動【解析】兩板水平放置時，放置于兩板間a點的帶電微粒保持靜止，帶電微粒受到的電場力與重力平衡．當將兩板逆時針旋轉45°時，電場力大小不變，方向逆時針偏轉45°，受力如圖，則其合力方向沿二力角平分線方向，微粒將向左下方做勻加速運動．選項D正確．【答案】D6．如圖2-7所示，一質量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強電場中運動，A、B為其運動軌跡上的兩點．已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60°；它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30°.不計重力．求A、B兩點間的電勢差．圖2-7【解析】設帶電粒