内容正文:
2.电势差
典型考点一 电势差的理解与计算
1.(多选)下列关于对电势差UAB和电势φA、φB的理解,正确的是( )
A.电势与电势差均是相对量,均与零电势点的选取有关
B.UAB和UBA是不同的,它们存在关系:UAB=-UBA
C.φA、φB都有正负,所以电势是矢量
D.若φB=0,则φA=UAB
答案 BD
解析 电势差与零电势点的选取无关,A错误;UAB=-UBA,B正确;电势虽有正、负之分,但电势是标量,C错误;由UAB=φA-φB知,若φB=0,则φA=UAB,D正确。
[名师点拨] (1)本节中,可将电势差类比为高度差,所描述的高度与参考水平面的选取有关,但高度差与参考水平面的选取无关,类似地,某点的电势与零电势位置的选取有关,但电势差与零电势位置的选取无关。
(2)对于电势差,必须明确指出是哪两点之间的电势差,而且先后顺序不能颠倒。如A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA,而UAB=-UBA。
2.在电场中A、B两点间的电势差UAB=75 V,B、C两点间的电势差UBC=-200 V,则A、B、C三点的电势高低关系为( )
A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB
C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA
答案 C
解析 UAB=75 V,则φA-φB=75 V,φA=φB+75 V;UBC=-200 V,则φB-φC=-200 V,φC=φB+200 V,故φC>φA>φB。故选C。
典型考点二 静电力做功与电势差的关系
3.(多选)对于电场中A、B两点,下列说法中正确的是( )
A.电势差的计算式UAB=,说明两点间的电势差UAB与静电力做的功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比
B.把正电荷从A点移到B点静电力做正功,则有UAB>0
C.电势差的计算式中,UAB与移动电荷的电荷量q无关
D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时静电力做的功
答案 BC
解析 根据UAB=,电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功,仅由电场及两点的位置决定,与移动电荷的电荷量及静电力做功的多少无关,故选B、C。
4.(多选)若在某电场中将+5.0×10-8 C的电荷由A点移到B点,静电力做功6.0×10-3 J,则( )
A.A、B两点间的电势差是1.2×105 V
B.A、B两点间的电势差是3.0×10-10 V
C.若在A、B两点间移动+2.5×10-8 C的电荷,则静电力做功3.0×10-3 J
D.若在A、B两点间移动-1.0×10-7 C的电荷,则静电力做功1.2×10-2 J
答案 AC
解析 由公式WAB=qUAB可得,电势差UAB==1.2×105 V,A正确,B错误;若在A、B两点间移动+2.5×10-8 C的电荷,静电力做功W2=q2UAB=2.5×10-8×1.2×105 J=3.0×10-3 J,C正确;若在A、B两点间移动-1.0×10-7 C的电荷,静电力做功W3=q3UAB=-1.0×10-7×1.2×105 J=-1.2×10-2 J,D错误。
[名师点拨] 公式UAB=中各量均有正负,要带正负号进行运算。计算中W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。
典型考点三 几种常见电场的等势面
5.关于静电场的等势面,下列说法正确的是( )
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,静电力做正功
答案 B
解析 在同一静电场中,两个电势不同的等势面不会相交,A错误;电场线与等势面一定处处相互垂直,B正确;同一等势面上各点的电场强度可能相等,也可能不相等,C错误;将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面时,试探电荷的电势能增加,静电力做负功,D错误。
6.如图所示,在O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷+q由A点移到B点,静电力做功为W1,以OA为半径画圆弧交OB于C点,再把试探电荷由A点移到C点,静电力做功为W2,由C点移到B点,静电力做功为W3,则三者关系为( )
A.W1=W2=W3<0 B.W1>W2=W3>0
C.W1=W3>W2=0 D.W3>W1=W2=0
答案 C
解析 因A、C两点处于同一等势面上,所以W1=W3>W2=0,C正确。
7.(多选)某中学生在研究心脏电性质后得知,当兴奋在心肌传播,在人体的体表可以测出与之对应的电势变化,对应电场可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,a、b为两电荷连线上对称的两点