内容正文:
8月27日 电势、电势能
高考频度:★★☆☆☆
难易程度:★★☆☆☆
在x轴上有两个点电荷q1和q2(q1在q2的左边),x正半轴上各点处电势随着x变化的关系如图所示,当
时,电势为0;当
时,电势有最小值,则
A.q1和q2为同种电荷
B.q2可能在0和x3之间
C.电荷量大小满足
D.在处释放一带正电粒子,则粒子在x3处动能最大
【参考答案】CD
【参考答案】x=0处电势趋于正无穷,则此处有一正电荷q1;在x>x2时电势小于零,可知一定有负电荷,则q1和q2为异种电荷,故A错误;φ–x图线的斜率等于场强,则可知x=x3处场强为零,又x2点的电势为零,则q2带负电,一定在x2与x3之间,根据场强的叠加原理可知电荷量大小满足q1>q2,选项B错误,C正确;在x1处释放一带正电粒子,则粒子在x3处电势能最小,动能最大,选项D正确。
【知识补给】
电场中的功能关系、电势高低及电势能大小的判断与比较
1.比较电势高低的方法
(1)沿电场线方向,电势越来越低。
(2)判断出UAB的正负,再由UAB=φA–φB,比较φA、φB的大小,若UAB>0,则φA>φB,若UAB<0,则φA<φB。
(3)取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低。
2.电势能大小的比较方法
(1)做功判断法
电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方。
特别提醒 其他各种方法都是在此基础上推理出来的,最终还要回归到电场力做功与电势能变化的关系上。
(2)场电荷判断法
①离场正电荷越近,正电荷的电势能越大;负电荷的电势能越小。
②离场负电荷越近,正电荷的电势能越小;负电荷的电势能越大。
(3)电场线法
①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大。
②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小。
(4)公式法
由Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大;Ep的负值越大,电势能越小。
(2019·山东期中)如图所示,空间有一电场,电场中有两个点a和b。下列表述正确的是
A.b点的电场强度比a点的小
B.b点的电势比a点的高
C.将正电荷从a点移动到b点,电势能减少
D.将负电荷从a点移动到b点,电场力做正功
如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从A点运动到C点,动能减少了W;又从C点运动到B点,动能增加了W,那么关于此空间存在的静电场可能是
A.方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场
B.方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
C.位于O点的正点电荷形成的电场
D.位于D点的正点电荷形成的电场
(2019·乾安县第七中学月考)如图所示,实线是某电场中的电场线,虚线是该电场中的两条等势线,由图可以得出的正确结论是
A.M点的电势一定低于N点的电势
B.M点的场强一定小于N点的场强
C.由M点向N点移动电荷时,电势能的改变量与零电势的选取无关
D.某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关
如图所示,P是一个带电体,将原来不带电的导体球Q放入P激发的电场中并接地,a,b,c,d是电场中的四个点。则静电平衡后
A.导体Q仍不带电
B.a点的电势高于b点的电势
C.检验电荷在a点所受电场力等于b点所受电场力
D.带正电的检验电荷在c点的电势能大于d点的电势能
(2019·湖南高考模拟)如图所示,MN是由一个正点电荷Q产生的电场中的一条电场线,一个带正电的粒子+q飞入电场后,在电场力的作用下沿一条曲线运动,先后通过a、b两点,不计粒子的重力,则
A.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
B.a点电势φa小于b点电势φb
C.粒子在a点的动能Eka小于在b点的动能Ekb
D.粒子在a点的电势能Epa小于在b点的电势能Epb
【参考答案】
C b点电场线比a点电场线密,故a点的电场强度比b点的小,故A错误;沿电场线的方向电势降落,故a点电势比b点高,故B错误;正电荷受力沿电场线方向,故将正电荷从a点移动到b点,电场力做正功,电势能减少,故C正确;负电荷受力与电场线方向相反,故将负电荷从a点移动到b点,电场力做负功,故D错误。
AD 减小的动能转化为电子的电势能,由A到C减小的动能与由C到B增加的动能相等,所以场强方向由O指向C,A和B的电势相等,若电场是点电荷产生的则可能是位于D点的正点电荷形成的电场,若电场是匀强电场产生的则可能是方向垂直于AB并由O