第10章 静电场中的能量-【学考一本通】2025年湖南省普通高中学业水平测试物理

第十章 静电场中的能量 学考考点 􀀋电势能、电势 􀀌电势差 􀀍电势差与电场强度的关系 􀀎电容器的电容 􀀏带电粒子在电场中的运动 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 第1节 电势能和电势差 1.静电力做功的特点:在静电场中移动电荷 时,静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关,与电荷经过的 无关,这跟重力做功的特点类似. 2.电势能 (1)定义:电荷在电场中所具有的 , 单位是焦耳(J). (2)标矢性:电势能是 ,但有正、负 之分.当电荷的电势能为正值时,表示比电 荷在零电势能位置的电势能 ;为负 值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能 . (3)相对性:电势能是相对的,只有当 位置确定以后,电荷在电场中某点的电势能 才有确定的值. 通常规定:电荷在大地表面或 的电 势能为零. (4)静电力做功与电势能变化的关系:静电 力做的功等于 的变化量.电荷在某 点的电势能等于把它从这点移到 位置时静电力做的功. (5)电势能变化:同一电场中,在同样的两点 间,移动正电荷与移动负电荷,电荷的电势 能的增减是 的. 3.电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的 与它的 的比值. (2)公式:φ= Ep q. (3)单位:国际单位制中,电势的单位是 ,符号是V,1V= . (4)特点 ①相对性:电场中各点电势的高低,与所 选取的 的位置有关,一般情况下取 或大地为零电势位置. ②标矢性:电势是标量,只有大小,没有 ,但有 . ③固有性:电势是表示电场 属性的 一个物理量,在电场中某点电势的高低由 决定,与在该点是否有试探电荷、 电荷的电性、电荷量 . (5)与电场线关系:沿电场线方向电势 得最快. 第2节 电势差 1.电势差 (1)定义:电场中两点间电势的差值叫作 ,也叫 .它与电势零点的 选取无关. (2)表示:电场中A 点的电势记为φA,B 点 的电势记为φB,则A、B 间的电势差表示成 UAB= 或UBA= . (3)标矢性:电势差是标量,可以是正值,也 可以是负值.当A 点电势比B 点电势高时, UAB为 ;当A 点电势比B 点电势低 时,UAB为 . (4)单位:国际单位是 ,符号为 . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —85— 2.电势差与电场力做功的关系 (1)电荷q在电场中从A 点移到B 点,A、B 两点间的电势差为UAB,则静电力做的功 WAB= ,该公式 对 任 何 电 场 都 成 立,则UAB= . (2)电荷在电场中移动时,电场力做的功与 两点间的 有关,与电荷在电场中移 动的路径无关. 3.等势面 (1)定义:电场中 相同的各点构成 的面. (2)等势面特点 ①沿同一等势面移动电荷,静电力 . ②等势面一定和电场线(或电场强度方向) . (3)等势面的形状如图所示. 第3节 电势差与电场强度的关系 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)关系式: . (2)适用条件. ①匀强电场. ②d是沿 方向两点间的距离. (3)物理意义:匀强电场中两点间的电势差 等于电场强度与这两点 的乘积. 2.电场强度的另一种表述 (1)表达式:E= . (2)物理意义:在匀强电场中,电场强度的大 小等于两点之间的电势差与两点沿电场强 度方向距离的 ,或者说电场强度在 数值上等于沿电场方向 上降低的 电势. (3)电场强度的另一个单位: , 符号: ,1N/C=1 . 第4节 电容器的电容 1.电容器:两个彼此 又相距 的导体就组成了一个电容器.电容器可以储 存电荷. 2.电容器的充、放电 (1)电容器充电:使电容器极板 的 过程. (2)电容器放电:使充电后的电容器极板 的过程. (3)电容器充电后带电特点:两极板带 电荷. (4)电容器的电荷量:电容器一个极板上带 的电荷量. 3.电容 (1)定义:电容器所带的 与电容器 两极板间的 之比. (2)定义式:C= . 4.电容的物理意义:电容是描述电容器 本领的物理量. 5.电容的单位:国际单位: ,符号F, 常用单位:微法(μF)、皮法(pF).1F= μF= pF. 6.决定电容大小的因素:平行板电容器的电容 C与平行板正对面积S、电介质的相对介电 常数εr 成 ,与极板间的距离d 成 .平行板电容器电容的公式:C= εrS 4πkd ,式中k为静电力常量.此式为平行板 电容器电容的决定式. 7.常用电容器 (1)分类 ①按电介质分:空气电容器、 电容 器、陶瓷电容器、 电容器等. ②按是否可变分:可变电容器、 电 容器等. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —95— (2)电容器的额定电压和击穿电压 ①额定电压:电容器能够长期 时的 电压. ②击穿电压:电介质被击穿时加在电容器两 极板上的 电压,若电压超过这一限 度,电容器就会损坏. 第5节 带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子的加速 (1)常见带电粒子及受力特点:电子、质子、 α粒子、离子等带电粒子在电场中受到的静 电力 重力,通常情况下,重力可以 . (2)加速 ①若带电粒子以与电场线平行的初速度v0 进入 匀 强 电 场,带 电 粒 子 做 直 线 运 动, 则qU= . ②若带电粒子的初速度为零,经过电势差为 U 的电场加速后,qU= . (3)上面的推导对于非匀强电场也成立,因 为电场力做功与 无关,只与始末两 点间的 有关. 2.带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)运动性质:带电粒子的初速度方向与电 场力方向 ,做匀变速曲线运动,轨 迹为 . (2)处理方法:运动的合成与分解. ①沿初速度v0 方向:做 直线运动, l= . ②沿电场力方向:做初速度为零的 , 加速度a=Fm = = qU md ,偏转位移 y= = . ③速度偏转角的正切值tanα= vy v0 = . 考点一 电势能和电势 如图所示,A、B、C 为电场中同一电场线 上的三点.设电荷在电场中只受电场力作 用,则下列说法正确的是 ( ) A.若在C 点无初速度地释放正电荷,则正 电荷向B 运动,电势能减少 B.若在C 点无初速度地释放正电荷,则正 电荷向A 运动,电势能增加 C.若在C 点无初速度地释放负电荷,则负 电荷向A 运动,电势能增加 D.若在C 点无初速度地释放负电荷,则负 电荷向B 运动,电势能减少 【解析】 若在C点无初速度地释放正电荷, 正电荷所受电场力向右,则正电荷向 B 运 动,电场力做正功,电势能减少;若在C点无 初速度地释放负电荷,负电荷所受电场力向 左,则负电荷向 A 运动,电场力做正功,电 势能减少.故A正确. 【答案】 A 考点二 电势差 在某电场中,A、B 两点间的电势差UAB= 60V,B、C两点间的电势差UBC=-50V,则 A、B、C三点电势高低关系是 ( ) A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φA>φC>φB D.φC>φB>φA 【解析】 由于UAB =φA-φB=60V,故φA >φB;UBC=φB-φC=-50V,故φC>φB;由 于UAC=UAB+UBC=10V,故φA>φC.综上 分析φA>φC>φB,故C正确. 【答案】 C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —06— 考点三 电势差与电场强度的关系 如图所示,匀强电场电场强 度E=100V/m,A、B 两点相 距10cm,A、B 连线与电场线 夹角为60°,若取 A 点电势为 0,则B 点电势为 ( ) A.-10V B.10V C.-5V D.-3V 【解析】 A、B 连线沿电场线的距离为d= lABcos60°=0.05m,根据匀强电场中电势 差与电场强度的关系可知,UAB=Ed=5V, 电场中B 点的电势等于B 点到零电势点的 电势差,φB =UBA =-UAB =-5V,故 C 正确. 【答案】 C 考点四 电容器的电容 下面关于电容器及其电容的叙述正确的 是 ( ) A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导 体,就组成了电容器,跟这两个导体是否 带电无关 B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带 电荷量的代数和 C.电容器的电容与电容器所带电荷量成 反比 D.一个电容器的电荷量增加 ΔQ=1.0× 10-6C时,两板间电压升高10V,则电容 器的电容无法确定 【解析】 电容器既然是储存电荷的容器,它 里面有无电荷不影响其储存电荷的能力,故 A正确;电容器所带的电荷量指任一极板电 荷量的绝对值,故B错误;电容器的电容由 电容器结构决定,不随所带电荷量的变化而 变化,故C错误;由C=QU= ΔQ ΔU ,可求电容 器的电容,故D错误. 【答案】 A 考点五 带电粒子在电场中的运动 带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除 电场力外不计其他力的作用) ( ) A.电势能增加,动能增加 B.电势能减小,动能增加 C.电势能和动能都不变 D.上述结论都不正确 【解析】 根据能量守恒定律可知,只有电场 力做功的情况下,动能和电势能之和保持不 变,即带电粒子受电场力做正功,电势能减 小,动能增加,故B正确. 【答案】 B 一、选择题 1.如图,静电场中的一条电场线上有 M、N 两 点,箭头代表电场的方向,则 ( ) A.M 点的电势比N 点的低 B.M 点的场强大小一定比N 点的大 C.电子在 M 点的电势能比在N 点的低 D.电子在 M 点受到的电场力大小一定比在 N 点的大 2.在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d, 电场强度为E,把一个电荷量为q的负电荷 由a 点移到b 点时,电场力对电荷做正功 W,以下说法正确的是 ( ) A.a点电势比b点电势高 B.该电荷在b点的电势能较a 点大 C.a、b两点电势差大小一定满足U=Ed D.a、b两点电势差大小一定满足U=Wq 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —16— 3.(2023·湖南合格考 真题)如 图,实 线 表 示空 间 中 某 电 场 的 电场线,A、B 为电场中的两点,用EA、EB 分 别表示A、B 两点的电场强度大小,用φA、 φB 分别表示这两点的电势.下列关系正确 的是 ( ) A.EA=EB B.EA<EB C.EA>EB D.φA<φB 4.(2024·湖南合格考真题)电线一端意外掉 落在地面上的O 点,在周围形成电场,电场 等势面的分布如图所示.图中线段表示甲、 乙、丙、丁四只羊,线段长度表示羊前后足所 站位置之间的距离,四条线段长度相等.则 其中触电风险最大的羊是 ( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 5.(2022·湖南合格 考真题)如图,水平 放置的两块带等量 异种电荷的平行金属板 M、N,它们之间的 电场线是间隔相等的平行线,P、Q 是电场 中的两点.下列说法正确的是 ( ) A.M 带正电、N 带负电 B.M 带负电、N 带正电 C.P、Q 两点的电场强度EP>EQ D.P、Q 两点的电势φP=φQ 6.某一型号的电容器标有“16V 0.01F”的 字样,当电容器两极板间的电势差为8V 时,下列判断正确的是 ( ) A.电容器的电容是0.01F,带电荷量是0.16C B.电容器的电容是0.01F,带电荷量是0.08C C.电 容 器 的 电 容 是0.005F,带 电 荷 量 是0.08C D.电 容 器 的 电 容 是0.005F,带 电 荷 量 是0.04C 7.用控制变量法可以研究影响平行板电容器 电容的因素,设两极板正对面积为S,极板 间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验 中,极板所带电荷量不变,若 ( ) A.保持S不变,增大d,则θ变大 B.保持S不变,增大d,则θ变小 C.保持d不变,减小S,则θ变小 D.保持d不变,减小S,则θ不变 8.下列粒子从初速度为零的状态经过电压为 U 的电场后,速度最大的粒子是 ( ) A.质子(11H) B.氘核(21H) C.α粒子(42He) D.钠离子(Na+) 9.如图所示为某静电场等 势面 的 分 布,电 荷 量 为 1.6×10-9C的正点电荷 从A 经B、C到达D 点,电场力对电荷做的 功为 ( ) A.4.8×10-8J B.-4.8×10-8J C.8.0×10-8J D.-8.0×10-8J 10.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负 极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且 恰好从正极板边缘飞出,现在使电子入射 速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置 射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板的 间距应变为原来的 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —26— A.2倍 B.4倍 C.12 D. 1 4 二、非选择题 11.将带电荷量为1×10-8C的电荷,从无限远 处移到电场中的A 点,要克服静电力做功 1×10-6J,则电荷的电势能 (填 “增加”或“减少”),电荷在 A 点具有的电 势能 EpA = ,A 点 的 电 势φA = . 12.如图所示,在直角三角形abc所在平面有 一匀强电场,ac边沿电场方向.ab边长为 20cm,ab与ac的夹角为37°.现将电荷量 为q=2×10-8C的正电荷从a点移到b点 时静电力做功W=1.6×10-7J,已知sin37° =0.6,cos37°=0.8,求: (1)匀强电场的场强E 的大小; (2)a、c两点间的电势差U. 13.如图所示,离子发生器发射出一束质量为 m、电荷量为q的离子,从静止经加速电压 U1 加速后,获得速度v0,并沿垂直于电场 方向射入两平行板中央,受偏转电压U2 作 用后,以速度v离开电场.已知平行板长为 L,两板间距离为d,求: (1)v0 的大小; (2)离子在偏转电场中运动的时间t; (3)离子在离开偏转电场时的偏移量y; (4)离子在离开偏转电场时的速度v 的 大小. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —36— 点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化的模型; 带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用 影响可忽略,可视为点电荷.故C正确. 5.B 由库仑定律知:F=kq 2 r2 ,若电荷量变为2q,将 它们之间的距离变为2r,库仑力F'=k (2q)2 (2r)2 =F, 故ACD错误,B正确. 6.C 小球 A、B 受力如图 所示 由平衡条件知: FTg=mAgtanα =mBgtanα 即mA=mB. 7.C A方向不同;B大小不同;C大小和方向相同;D 大小和方向都不同.故C正确. 8.D 当速度方向和电场力方向不在同一条直线上 时,物体做曲线运动. 9.C 负电荷所受电场力与场强方向相反,所以先做 减速运动,速度减为零后再反向运动.故C正确. 10.B 负点电荷形成的电场的电场线应该是从无穷 远处发出终止于负电荷的直线,故 A错误;根据 电场线的疏密可知,A 点的场强大于B 点的场强, 故B正确;将同一点电荷分别放在 A、B 两点,电 荷在A 处受的电场力大于在B 处受的电场力,故 C错误;电场线并不是电场中实际存在的线,电场 存在于产生它的电荷周围,与该处是否画有电场 线无关,A、B 两点照样有电场存在,所以电荷放 在这两点同样会受电场力作用,故D错误. 11.解析 电场线越密集的位置,电场强度越大,故 EA>EB,由F=qE 知,FA>FB. 答案 FA>FB 12.解析 将带负电的小球P 移近金属导体时,由于 静电感应,靠近小球的一端带正电,远离小球的一 端带负电,即金属导体 M 端带正电、N 端带负电. 答案 正电 负电 13.解析 (1)根据库仑定律,A、B处两点电荷间的库仑 力大小为F=kq 2 L2 =9×109× (2.0×10-6)2 (2.0)2 N=9.0× 10-3N (2)A、B 两处点电荷在C 点产生的电场强度大小 相等,均为E1=kqL2 ①,C 点处的合电场强度及大 小为E=2E1cos30°② 联立①②并代入数值得E≈7.8×103N/C,E 的方 向沿y轴正方向. 答案 (1)9.0×10-3N (2)7.8×103N/C 第十章 静电场中的能量 考点整合 第1节 电势能和电势差 1.起始 终止 路径 2.(1)势能 (2)标量 大 小 (3)零电势能 无穷远处 (4)电势能 零势能 (5)相反 3.(1)电势能 电荷量 (3)伏特 1J/C (4)①零 电势 无限远 ②方向 正负 ③能量 电场本身 无关 (5)降低 第2节 电势差 1.(1)电势差 电压 (2)φA-φB φB-φA (3)正值 负值 (4)伏特 V 2.(1)qUAB WAB q (2)电势差 3.(1)电势 (2)①不做功 ②垂直 第3节 电势差与电场强度的关系 1.(1)UAB=Ed (2)②电场 (3)沿电场方向的距离 2.(1) UAB d (2)比值 单位距离 (3)伏特每米 V/m V/m 第4节 电容器的电容 1.绝缘 很近 2.(1)带电 (2)失去电荷 (3)等量 异种 3.(1)电荷量 电势差 (2)QU 4. 储存电荷 5.法 拉 106 1012 6.正比 反比 7.(1)①聚苯乙烯 电解 ②固定 (2)①正常工作 ②极限 第5节 带电粒子在电场中的运动 1.(1)远大于 忽略 (2)①12mv 2-12mv 2 0 ② 1 2mv 2 (3)路径 电势差 2.(1)垂直 抛物线 (2)①匀速 v0t ②匀加速直线运动 q E m 1 2at 2 qUl 2 2mdv20 ③qUl mdv20 应考训练 1.C 沿电场线方向电势逐渐降低,M 点的电势比N 点的高,故 A错误;由于不能确定电场线疏密,故 不能确定电场强度大小,故B错误;电子从 M 到 N,电场力做负功,电势能增加,故在 M 点的电势 能比在N 点的低,故C正确;由于不能确定电场强 度大 小,也 不 能 确 定 电 荷 所 受 电 场 力 大 小.故 D 错误. 2.D 负电荷从a 点移到b 点时,电场力做正功,为 W,电势能减小,则电荷在a点电势能较b 点大,由 电势能公式Ep=qφ分析知,负电荷在电势低处电 势能大,所以a点电势比b 点电势低,故AB错误; a、b两点不一定沿着电场线方向,所以a、b两点电 势差大小不一定为U=Ed,故C错误;电荷量为q 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —49— 的负电荷从a 移动到b,电场力做功为 W,根据电 势差的定义得:ab间的电势差大小:|Uab|= W q ,故 D正确. 3.B 电场线的疏密表示场强的大小,EA<EB;沿电 场线方向电势逐渐降低,φA>φB. 4.B 由题图可知,乙羊所处的位置等势面最密,因此 乙羊前后足所站位置之间的电势差最大,并由 UAB=φA-φB 可知乙羊前后足所站位置之间的电势差大于20 V,其他羊前后足所站位置之间的电势差都小于20 V,所以乙羊所处的位置触电风险最大. 故选B. 5.B A,B:电场线由正电荷指向负电荷,故 N 板带 正电,M 板带负电.C:平行板电容器中的电场看作 匀强电场,电场强度相同,故EP=EQ,D:沿着电场 线方向电势降低,故φP>φQ. 6.B 电容器的电容是电容器本身的属性,与电荷量 及电压无关,所以当电容器两极板间的电势差为 8V时,电容器的电容是0.01F,电荷量是Q=CU =0.01×8C=0.08C,故B正确. 7.A 保持S不变,增大d,由C= εrS 4πkd 知,平行板电 容器的电容减小,由于电容器的电荷量不变,由Q =CU 可以判断极板间电势差变大,静电计指针偏 角θ变大,故A正确,B错误;保持d不变,减小S, 电容器电容变小,由Q=CU 可以判断极板间电势 差变大,故CD错误. 8.A 粒子在电场中做加速运动,根据动能定理可 知,qU=12mv 2-0,解得v= 2qUm ,粒子的比荷越 大,速度越大,故质子的速度最大,故A正确. 9.B 电场力做功只与初末位置的电势差有关,与路 径无关,所以从 A 经B、C 到达D 点,电场力做功 为 W =qUAD =1.6×10-9×(-40V+10V)= -4.8×10-8J,故B正确. 10.C 电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电 场,且恰好从正极板边缘飞出,则电子在电场中做 类平抛运动,沿电场方向有y=d=12at 2,水平方 向有L=v0t,a= Ee m = eu md 联立可得d= ue2m L v0 ,所 以当v0 变为原来的两倍时,d变为原来的 1 2 ,故C 正确. 11.解析 静电力做负功,电荷的电势能增加,因无穷 远处电势能为零,因为w∞-A=Ep∞ -EpA,所以电 荷在A 点具有的电势能EpA=1×10 -6J,A 点的 电势φA= EpA q =100V. 答案 增加 1×10-6J 100V 12.解析 (1)由功的定义可知,正电荷从a点移到b 点的过程静电力做功为:W=qE·sabcos37° 解得场强为:E= Wqsabcos37° = 1.6×10 -7 2×10-8×0.2×0.8 V/m =50V/m (2)由匀强电场中电势差和场强的关系U=Ed 可得a、c两点间的电势差为: U=Esac=E sab cos37°=50× 0.2 0.8V =12.5V 答案 (1)50V/m (2)12.5V 13.解析 (1)在加速电场中,由动能定理 得:qU1= 1 2mv 2 0 解得:v0= 2qU1 m (2)离子在偏转电场中做类平抛运动,在水平方向 匀速运动:L=v0t 则离子的运动时间为:t=L m2qU1 (3)离子在竖直方向做匀加速运动, 由牛顿第二定律可得:qE=ma 电场强度为:E= U2 d 则偏移量为:y=12at 2 联立解得:y= U2L2 4dU1 (4)由动能定理得: qU1+ U2 dy =12mv2-0 解得:v= 2qU1 m + qU22L2 2md2U1 答案 (1) 2qu1 m (2)L m2qU1 (3) U2L2 4du1 (4) 2qu1 m + qu22L2 2md2U1 第十一章 电路及其应用 考点整合 第1节 电源和电流 1.(1)电子 电势差 (2)电势差 正 负 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —59—