c029.電勢(shì)和電勢(shì)能

1、電勢(shì)和電勢(shì)能,季 軍南陽(yáng)中學(xué)2007年7月,,一、電勢(shì)差（電壓）和電勢(shì)二、電場(chǎng)線和等勢(shì)面三、電荷引入電場(chǎng)07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模6 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研4 南京市07屆二模試卷11 07年1月海淀區(qū)期末練習(xí)107年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)907年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考9 07年天津五區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考607屆南京市綜合檢測(cè)題（二）1 07年重慶市第

2、一輪復(fù)習(xí)第三次月考卷707屆1月武漢市調(diào)研考試8, 2007年物理海南卷707年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試10 2007年理綜山東卷1907年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三12 07年1月海淀區(qū)期末練習(xí)10 07年揚(yáng)州市期末調(diào)研測(cè)試1106年江蘇連云港市最后?？? 07屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試11合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一122007年高考

3、上海卷13, 2007年高考廣東卷32007年理綜全國(guó)卷Ⅰ 20, 2007年理綜寧夏卷21,電勢(shì)和電勢(shì)能,一、電勢(shì)差（電壓）和電勢(shì),電荷q在電場(chǎng)中由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WAB與q的比，叫AB間的電勢(shì)差（又叫電壓），用UAB表示，即WAB=qUAB。,如果在電場(chǎng)中選擇某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，可以用電勢(shì)差來(lái)定義電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于單位正電荷由該點(diǎn)移

4、動(dòng)到參考點(diǎn)（即零勢(shì)能點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)用Φ表示。在理論研究中一般以無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，在實(shí)際電路中一般以大地為零勢(shì)能點(diǎn)。,電壓和電勢(shì)的關(guān)系：UAB=ΦA(chǔ)-ΦB，顯然有UAB= -UBA。,兩點(diǎn)間的電壓與零電勢(shì)點(diǎn)的選取沒(méi)有關(guān)系。,,二、電場(chǎng)線和等勢(shì)面,物理學(xué)中用電場(chǎng)線和等勢(shì)面來(lái)形象地描繪電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。,電場(chǎng)線、等勢(shì)面的特點(diǎn)和電場(chǎng)線、等勢(shì)面間的關(guān)系：,①電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。,②電場(chǎng)線互不相交，等

5、勢(shì)面也互不相交。,③電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直。,④電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向，而且是降低最快的方向。,⑤電場(chǎng)線密的地方等差等勢(shì)面密；等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)線也密。,⑥沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中任何一條直線（等勢(shì)面除外），電勢(shì)都是均勻變化的。,,,6種常見(jiàn)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面：,,,三、電荷引入電場(chǎng),1．將電荷引入電場(chǎng),將電荷引入電場(chǎng)后，它一定受電場(chǎng)力F=Eq，且一定具有電勢(shì)能E=φq。,2．在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做的功,在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷電場(chǎng)

6、力做的功W=qU，只與始末位置的電勢(shì)差有關(guān)。,在只有電場(chǎng)力做功的情況下，電場(chǎng)力做功的過(guò)程是電勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。W= -ΔE=ΔEk。,⑴無(wú)論對(duì)正電荷還是負(fù)電荷，只要電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能就減??；克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能就增大。,⑵正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大；負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小。,⑶利用公式W=qU進(jìn)行計(jì)算時(shí)，各量都取絕對(duì)值，功的正負(fù)由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向判定。,,四、靜電感應(yīng)、靜電屏蔽,1.把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電

7、，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。,2.導(dǎo)體中沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：①內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，（表面的場(chǎng)強(qiáng)垂直于表面）；②整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體。,下右圖在驗(yàn)電器外罩一個(gè)金屬網(wǎng)，驗(yàn)電器的箔片就不再?gòu)堥_，表示金屬網(wǎng)內(nèi)各處的場(chǎng)強(qiáng)都為零。,3．導(dǎo)體殼可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個(gè)區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響。這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。有的電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩，,有的通信電纜外面包有一層鉛皮，都是用來(lái)防止外界電場(chǎng)干擾的，

8、起靜電屏蔽作用。,,07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模6,6．如圖甲是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，a、b是這條線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電荷只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線從a運(yùn)動(dòng)到b．在這過(guò)程中，電荷的速度一時(shí)間圖線如圖乙所示，比較a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的高低和場(chǎng)強(qiáng)的大小 （ ）A．φa＞φb，Ea＜EbB．φa＞φb，Ea＝EbC．φa＜φb，Ea＞EbD．φa＜φb，Ea＝Eb,B,,07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研4,B,,南京市07屆二模試卷

9、11,11、如圖甲所示，是電場(chǎng)中的一條直線．電子以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā)，僅在電場(chǎng)力作用下沿AB運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其v-t圖象如圖乙所示，關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA、 EB和電勢(shì) 的關(guān)系，下列判斷正確的是 （ ）,A C,,07年1月海淀區(qū)期末練習(xí)1,1．如圖所示，在靜止電荷+Q所產(chǎn)生的電場(chǎng)中，有與+Q共面的A、B、C三點(diǎn)，且B、C 處于以+Q為圓心的同一圓周上。設(shè)A、

10、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為 ，則下列判斷中正確的是（ ） A．EAEB， C．EA>EB， D．EA>EC，,B D,,07年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)9,,9．A、B是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一正電荷僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度一時(shí)間圖像如圖所示，比較A、B

11、兩點(diǎn)電勢(shì) 的高低、場(chǎng)強(qiáng)E的大小及電荷的電勢(shì)能ε，下列說(shuō)法正確的是（ ）,A,,9．如圖所示，a、b、c、d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，且電勢(shì) .一帶電粒子沿圖中的AB曲線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子所重力，則粒子（ ）A．一定帶負(fù)電B．運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線C．從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中電勢(shì)能增加D．從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變,0

12、7年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考9,,B D,,,07年天津五區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考6,6．如圖所示，空間有一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直平面內(nèi)的初速度為v0的微粒沿著圖中虛線由A運(yùn)動(dòng)到B，其能量變化情況是 （ ）A．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少B．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能增加C．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能增加D．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少,B,,07屆南京市綜合檢測(cè)題（二）1,1．如圖所示，三條虛線

13、表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，其電勢(shì)分別為φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V，一個(gè)帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，按圖中實(shí)線軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則 （ ）A．粒子帶負(fù)電B．粒子在A點(diǎn)的速度大于在B點(diǎn)的速度C．粒子在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度D．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,A C D,,07年重慶市第一輪復(fù)習(xí)第三次月考卷7,7、如圖所示，真空中有一個(gè)固定的點(diǎn)電荷，電荷量為+Q．圖中的虛

14、線表示該點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面．有兩個(gè)一價(jià)離子M、N（不計(jì)重力，也不計(jì)它們之間的電場(chǎng)力）先后從a點(diǎn)以相同的速率v0射入該電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡分別為曲線apb和aqc，其中p、q分別是它們離固定點(diǎn)電荷最近的位置．以下說(shuō)法中正確的是（ ） A、M一定是正離子，N一定是負(fù)離子．B、M在p點(diǎn)的速率一定大于N在q點(diǎn)的速率．C、M在b點(diǎn)的速率一定大于N在c點(diǎn)的速率．D、M從p→b過(guò)程電勢(shì)能的增量一定小于N從a→q

15、電勢(shì)能的增量．,,B D,,07屆1月武漢市調(diào)研考試8,8．如圖中的虛線為某電場(chǎng)的等勢(shì)面，今有兩個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力和它們的相互作用力），以不同的速率、沿不同的方向，從A點(diǎn)飛入電場(chǎng)后，分別沿徑跡1和2運(yùn)動(dòng)，由軌跡可以斷定（ ）A．兩粒子帶電量的絕對(duì)值一定不同B．兩粒子的電性一定不同C．兩粒子的動(dòng)能都是先減少后增大D．兩粒子的分別經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)時(shí)的速率一定相等,B,,2007年物理海南卷7,7.

16、如圖所示，固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn)，已知MQ<NQ，下列敘述正確的是 （ ）A.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少B.若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則該電荷克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加C.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少D.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，再?gòu)腘點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn)；則該電荷克服電場(chǎng)力做的功

17、等于電場(chǎng)力對(duì)該電荷所做的功，電勢(shì)能不變,A D,,07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試10,10、如圖示，絕緣桿長(zhǎng)L，兩端分別帶有等量異號(hào)電荷，電量值為Q，處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與電場(chǎng)線夾角α＝60°,若使桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°(以桿上某一點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動(dòng))，則下述正確的是（ ）A、電場(chǎng)力不作功，兩電荷電勢(shì)能不變B、電場(chǎng)力作的總功為 -QEL/2, 兩電荷的電勢(shì)能增加C、電場(chǎng)力作的總功為QEL/2

18、,兩電荷的電勢(shì)能減小D、電場(chǎng)力做的總功大小跟轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān),C D,,2007年理綜山東卷19,19．如圖所示，某區(qū)域電場(chǎng)線左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱線上兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是 ( )A．M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)B．M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D．將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功,A C,,07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三12,12. A、B兩點(diǎn)各放有電量為+Q和+

19、2Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上，且AC=CD=DB。若將一正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，則 （ ）(A)電場(chǎng)力一直做正功。(B)電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功。 (C)電場(chǎng)力一直做負(fù)功。 (D)電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功。,點(diǎn)撥：電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)P在AB中點(diǎn)左側(cè), P點(diǎn)左側(cè)的場(chǎng)強(qiáng)方向向右， P點(diǎn)右側(cè)的場(chǎng)強(qiáng)方向向左，如圖示：,B,,07年1月海淀區(qū)期末練習(xí)10,10．如圖所示的xOy平面區(qū)域內(nèi)

20、存在電場(chǎng)，一個(gè)正電荷先后兩次從C點(diǎn)分別沿直線被移動(dòng)到A點(diǎn)和B點(diǎn)，在這兩個(gè)過(guò)程中，均需克服電場(chǎng)力做功，且做功的數(shù)值相等。那么這一區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)可能是（ ）A．沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)B．沿x軸的負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)C．在第Ⅰ象限內(nèi)某位置的一個(gè)負(fù) 電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)D．在第Ⅳ象限內(nèi)某位置的一個(gè)正電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng),B D,,07年揚(yáng)州市期末調(diào)研測(cè)試11,11．如圖所示，兩平行金屬板水平放置并接到電源上，一個(gè)帶電微粒

21、P位于兩板間恰好平衡，現(xiàn)用外力將P 固定?。ū３制潆姾闪坎蛔儯缓笫箖砂甯骼@其中點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)α角，如圖中虛線所示，再撤去外力以后，則P在兩板間 （ ） A．重力勢(shì)能將保持不變 B．重力勢(shì)能將變小 C．電勢(shì)能將變大 D．電勢(shì)能將變小,A D,兩板轉(zhuǎn)過(guò)α角，,P恰好平衡，有 qE＝mg 微粒帶負(fù)電，,解：,有 qE′cos α ＝mg,帶電微粒P 將沿水平向左運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能將保持不變

22、，與下板的電勢(shì)差增大，微粒帶負(fù)電，電勢(shì)能將變小,,06年江蘇連云港市最后模擬考試8,8．如圖所示，在O點(diǎn)處放置一個(gè)正電荷。在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓（圖中實(shí)線表示）相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h。若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v，則下列說(shuō)法中正確的是 (

23、 ),A．小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小是B．小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小是C．小球由A到C電場(chǎng)力做功是1/2mv2 -mghD．小球由A到C機(jī)械能的損失是 mg(h-R/2)-1/2mv2,B D,,,解：,B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等， B→C電場(chǎng)力不做功。,由動(dòng)能定理， B→C,,1/2 mvC2 -1/2 mv2 =mgRsin 30°),∴ vC2 =v2+gR,小球由A到C機(jī)械能的損失即克服電場(chǎng)力做功是

24、,ΔE=mgh-1/2 mvC2=mg(h-R/2) - 1/2 mv2,,,11．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為R的圓O，場(chǎng)強(qiáng)方向與圓O所在平面平行，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。電荷量為q的帶正電微粒以相同的初動(dòng)能沿著各個(gè)方向從A點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域中，只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，從圓周上不同點(diǎn)離開圓形區(qū)域，其中從C點(diǎn)離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動(dòng)能最大，圖中O是圓心，AB是圓的直徑，AC是與AB成α角的弦，則（ ）A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿AC方

25、向B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿OC方向C．從A到C電場(chǎng)力做功為2qERcosαD．從A到C電場(chǎng)力做功為2qER cos2α,07屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試11,B D,,合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一12,12．勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，它們的連線組成一個(gè)等邊三角形，且AB=BC=AC=4cm，如圖所示，電場(chǎng)方向與A、B、C三點(diǎn)所在平面平行。把一個(gè)電量為-2×10-9C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為8×10-9J；

26、若把另一電量為1×10-9C的點(diǎn)電荷從C點(diǎn)移到A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為4×10-9J，則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC= V，該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E= N/C。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）,0,1.1×102,,2007年上海卷13,13．一點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力作用，由A點(diǎn)無(wú)初速釋放，先后經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中的B點(diǎn)和C點(diǎn)。點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別

27、用EA、EB、EC表示，則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是（）（A）EA＞EB＞EC。（B）EA＜EB＜EC。（C）EA＜EC＜EB。（D）EA＞EC＞EB。,A D,,2007年高考廣東卷3,3．圖2所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A' 、B' 、C' 、D' 作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場(chǎng)方向與面ABCD垂直。下列說(shuō)法正確的是 ( )A．AD兩點(diǎn)間電勢(shì)

28、差UAD與A A'兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA'相等B．帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功C．帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn)，電勢(shì)能減小D．帶電的粒子從A點(diǎn)移到C'點(diǎn)，沿對(duì)角線A C'與沿路徑A→B→B' →C'電場(chǎng)力做功相同,B D,,2007年理綜全國(guó)卷Ⅰ 20,20.a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好

29、是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn).電場(chǎng)線與矩形所在平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20V, b點(diǎn)的電勢(shì)為24V，d點(diǎn)的電勢(shì)為4V，如圖，由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為 ( )A. 4 VB. 8 VC. 12 VD. 24 V,解:,運(yùn)用一個(gè)結(jié)論:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,任意一族平行線上等距離的兩點(diǎn)的電勢(shì)差相等,所以Uab=Udc,所以c點(diǎn)電勢(shì)為8 V,又解：對(duì)角線bd中點(diǎn)的電勢(shì)為中間值14V,由此求得c點(diǎn)電勢(shì)為8V.,B,,2007年理綜寧

30、夏卷21,21、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，AB的長(zhǎng)度為1 m，D為AB的中點(diǎn)，如圖所示。已知電場(chǎng)線的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，一電量為1×10－6 C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W，則 （ ） A．W＝8×10－6 J，E＞8 V/m B．W＝6×10－6 J，E＞6 V/m

31、 C．W＝8×10－6 J，E≤8 V/m D．W＝6×10－6 J，E≤6 V/m,A,,,解：,容易看出, AB中點(diǎn)D的電勢(shì)為10V，AC中點(diǎn)的E電勢(shì)為8V，AE三等分點(diǎn) F點(diǎn)的電勢(shì)為10V，,WDC =qUDC= 8×10－6 J,連接FD即為等勢(shì)線。,過(guò)B作FD延長(zhǎng)線的垂線BG為一條電場(chǎng)線,,d=BG<BD=0.5m,E=UDB/d > 8 V/m, A對(duì),,,