内容正文:
8月28日 电势差
高考频度:★★☆☆☆
难易程度:★★☆☆☆
空间存在着沿x轴方向的电场,质量为m,电荷量为+q的点电荷,仅在电场力作用下,在x轴上从x=0处向x轴正方向运动,其速度随位置变化的如图所示,由图象可知
A.电荷做匀加速直线运动
B.电荷在
处的加速度为
C.x=0与
两点之间的电势差为
D.
处的电场强度为
【参考答案】CD
【试题解析】有图象可知,
,根据动能定理
,联立可得
,电场强度随x变化,根据Eq=ma,电荷做变加速直线运动,v2=2ax不成立,故A错误,B错误;由动能定理
可得,x=0与
两点之间的电势差为
,故C正确;根据
,
处的电场强度为
,故D正确。
【名师点睛】根据动能定理图象,可知电场强度的表达式,可判断粒子的运动性质;根据电场力做功,由动能定理可得x=0与
两点之间的电势差;根据电场强度的表达式可得
处的电场强度。
【知识补给】
电势差
一、电势差
1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压。
公式:
。单位:伏(V)。
2.电势差与电势的关系:UAB=φA–φB,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有UAB=–UBA。
3.电势差UAB由电场中A、B两点的位置决定,与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关,与零电势点的选取也无关。
二、对比记忆
质量
电荷量
物体的属性
重力加速度
电场强度
场的属性
重力
电场力
物体和场的属性相互作用
重力势能
电势能
需要规定势能零点
gh
电势
与在场中的位置有关
gΔh
电势差
与在场中的距离有关
(2019·四川高考模拟)如图所示,在正点电荷Q的电场中有A、B、C、D四点,A、B、C为直角三角形的三个顶点,D为AC的中点,∠A=30º,A、B、C、D四点的电场强度大小分别用EA、EB、EC、ED表示,已知EA=EC,B、C两点的电场强度方向相同,点电荷Q在A、B、C三点构成的平面内。则
A.
B.点电荷Q在D点位置
C.将一正点电荷q从A点沿直线移到C点,电场力先做正功再做负功
D.B、A两点和B、C两点间的电势差满足
如果在某电场中将电荷量为5.0×10–4 C的正电荷,仅在静电力作用下由A点移到B点,静电力做功为2.0×10–3 J,则
A.电荷在B点的动能比在A点的动能小2.0×10–3 J
B.电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.0×10–3 J
C.A、B两点间电势差为–4 V
D.若在A、B两点间移动一个q=1.0×10–4 C的负电荷,电荷将克服静电力做4.0×10–4 J的功
(2019·辽宁葫芦岛第一高级中学期末)对于电场中确定的A、B两点,关于表达式
,下列说法正确的是
A.电势差Uab随着电场力所做的功Wab变化而变化
B.Wab随着检验电荷q运动路径不同而变化
C.检验电荷q的大小直接影响电势差Uab的大小
D.电势差Uab由电场决定,与电场力做功WAB及检验电荷q无关
(2019·江苏期末)如图所示,A、B为匀强电场中的两点,A、B间距离为L,A、B连线与电场线夹角为θ,场强为E,则A、B间的电势差为
A.EL
B.ELcosθ
C.ELsinθ
D.0
图中、、三点都在匀强电场中.已知
,
,
,把一个电荷量
的正电荷从A移到C电场力做功为
,从C移到B电场力做功为
。求:
(1)AB间的电势差UAB;
(2)该匀强电场的场强大小和方向。
【参考答案】
AD B.点电荷Q在A、B、C三点构成的平面内,正点电荷Q的电场,EA=EC,则正点电荷在AC的中垂线上;又B、C两点的电场强度方向相同,则正点电荷在BC的连线上,所以正点电荷的位置在图中O点。故B项错误。
A.由几何关系得:,再据点电荷的场强公式可得,.故A项正确;C.在正点电荷的电场中,离场源越远,电势越低,从A点沿直线到C点过程中,电势先增大后减小,则正点电荷q从A点沿直线移到C点的过程中电势能先增大后减小,电场力先做负功再做正功.故C项错误;D.AC两点到正点电荷的距离相等,则,所以,B、A两点和B、C两点间的电势差满足,故D项正确。
BD 由A点移到B点电场力做正功,电荷的动能增加,故A错误;电场力做正功,电荷的电势能减小,电场力做功为2.0×10–3 J,B点电势能比在A点的电势能小2.0×10–3 J,故B正确;A、B两点间的电势差
,选项C错误;在A、B两点间移动1.0×10–4 C的负电荷时,A、B间的电势差不变。则电场力做功为WAB′=q′UAB=–1.0×10–4×4 J=–4.0×10–4 J,即电荷将克服静电力做4.0×10–4 J的功,故D正确。
【名师点睛】本题要抓住电场中两点间的电势差由电场中两点