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第05講:電勢(shì)差【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一:電勢(shì)差的概念考點(diǎn)二:電勢(shì)和電勢(shì)差的計(jì)算考點(diǎn)三:靜電力與電勢(shì)差的關(guān)系考點(diǎn)四:等勢(shì)面和電場(chǎng)關(guān)系考點(diǎn)五:不同等勢(shì)面的電場(chǎng)力和電勢(shì)能的關(guān)系考點(diǎn)六:比較靜電平衡下的電勢(shì)大小考點(diǎn)七:電勢(shì)差的綜合問題【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)一:電勢(shì)差1.定義:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值,也叫電壓.2.表達(dá)式:若A點(diǎn)電勢(shì)為φA,B點(diǎn)電勢(shì)為φB.則UAB=φA-φB;UBA=φB-φA.單位,符號(hào)V.知識(shí)點(diǎn)二:靜電力做功與電勢(shì)差1.關(guān)系:WAB=qUAB或UAB=eq\f(WAB,q).2.證明:WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=q(φA-φB)得WAB=qUAB.技巧考點(diǎn)總結(jié)一.對(duì)電勢(shì)差的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)(1)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,由電場(chǎng)本身決定,與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的電量、靜電力做功的大小無關(guān).在確定的電場(chǎng)中,即使不放入電荷,任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也有確定值.(2)講到電勢(shì)差時(shí),必須明確所指的是哪兩點(diǎn)的電勢(shì)差.A、B間的電勢(shì)差記為UAB,B、A間的電勢(shì)差記為UBA.(3)電勢(shì)差為標(biāo)量,有正、負(fù)之分,電勢(shì)差的正負(fù)表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的高低.(4)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無關(guān).2.電勢(shì)差與電勢(shì)的對(duì)比概念比較內(nèi)容電勢(shì)φ電勢(shì)差U區(qū)別定義電勢(shì)能與電量的比值φ=eq\f(Ep,q)電場(chǎng)力做功與電量的比值U=eq\f(W,q)決定因素由電場(chǎng)和在電場(chǎng)中的位置決定由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)位置決定相對(duì)性有,與電勢(shì)零點(diǎn)的選取有關(guān)無,與電勢(shì)零點(diǎn)的選取無關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UAB=φA-φB,當(dāng)φB=0時(shí),UAB=φA單位相同,均是伏特(V),常用的還有kV,mV等標(biāo)矢性都是標(biāo)量,均具有正負(fù)物理意義均是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量知識(shí)點(diǎn)三:對(duì)公式UAB=eq\f(WAB,q)和WAB=qUAB的理解(1)WAB、UAB、q均可正可負(fù),WAB為負(fù)值表示從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,UAB為負(fù)值表示φA<φB,q為負(fù)值表示試探電荷為負(fù)電荷.(2)應(yīng)用公式WAB=qUAB求解時(shí),可將各量的正負(fù)號(hào)及數(shù)值一并代入進(jìn)行計(jì)算.也可以將各物理量都取絕對(duì)值,先計(jì)算大小,再根據(jù)電荷的移動(dòng)方向及所受電場(chǎng)力的方向的具體情況來確定電場(chǎng)力做功的正負(fù).2.電場(chǎng)力做功的求解四法四種求法表達(dá)式注意問題功的定義W=Fd=qEd(1)適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)(2)d表示沿電場(chǎng)線方向的距離功能關(guān)系WAB=EpA-EpB=-ΔEp(1)既適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)(2)既適用于只受電場(chǎng)力的情況,也適用于受多種力的情況電勢(shì)差法WAB=qUAB功能定理W靜電力+W其他力=ΔEk【題型歸納】題型一:電勢(shì)差的概念1.(21-22高二上·廣東東莞)關(guān)于電勢(shì)差的說法中,正確的是()A.電場(chǎng)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差數(shù)值上等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功B.電場(chǎng)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小與零勢(shì)面的選取無關(guān)C.在電場(chǎng)兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差無關(guān)D.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電量成反比【答案】B【詳解】AB.根據(jù)電勢(shì)差定義公式分析得知:兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位正電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功,電勢(shì)差大小與零勢(shì)面的選取無關(guān),故A錯(cuò)誤,B正確;C.根據(jù)可知,在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差有關(guān),故C錯(cuò)誤;D.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是由電場(chǎng)本身決定的,與檢驗(yàn)電荷無關(guān),故D錯(cuò)誤。故選B。2.(20-21高二上·湖北隨州·期中)關(guān)于電勢(shì)差的計(jì)算公式,下列說法正確的是()A.電勢(shì)差的公式UAB=說明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比B.把電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,則有UAB>0C.電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功D.電勢(shì)差的公式UAB=中,UAB與移動(dòng)電荷的電荷量q無關(guān)【答案】D【分析】電勢(shì)差的公式UAB=,是用比值法定義出來的,與移動(dòng)的電荷無關(guān)?!驹斀狻緼D.UAB=是用比值法定義電勢(shì)差的公式,與電場(chǎng)強(qiáng)度和兩點(diǎn)的位置有關(guān),與移動(dòng)電荷q無關(guān),A錯(cuò)誤,D正確;B.由UAB=可知把正電荷(q>0)從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,才有UAB>0,若把移動(dòng)的是負(fù)電荷(q>0),則UAB<0,B錯(cuò)誤;C.由電勢(shì)差的定義式可知,電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把單位正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功,C錯(cuò)誤;故選D。3.(22-23高二上·河南鄭州·期中)關(guān)于電勢(shì)差的計(jì)算公式,下列說法正確的是()A.電勢(shì)差的公式表明電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比B.把正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,則有UAB<0C.電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功D.電勢(shì)差的公式UAB=中,UAB與移動(dòng)電荷的電荷量q無關(guān)【答案】D【詳解】AD.是用比值法定義電勢(shì)差的公式,與電場(chǎng)強(qiáng)度和兩點(diǎn)的位置有關(guān),與移動(dòng)電荷q無關(guān),A錯(cuò)誤,D正確;B.由可知把正電荷(q>0)從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,才有,若移動(dòng)的是負(fù)電荷(q<0),則,B錯(cuò)誤;C.由電勢(shì)差的定義式可知,電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于把單位正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功,C錯(cuò)誤。故選D。題型二:電勢(shì)和電勢(shì)差關(guān)系4.(23-24高二上·吉林四平·期中)將電荷量為的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn),需要克服靜電力做功,取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,下列說法正確的是()A.在A點(diǎn)的電勢(shì)能為B.A點(diǎn)的電勢(shì)為C.未移入電場(chǎng)前,A點(diǎn)的電勢(shì)為0D.未移入電場(chǎng)前,A點(diǎn)的電勢(shì)為【答案】B【詳解】A.取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能也為零,即有,由于解得故A錯(cuò)誤;B.由于解得A點(diǎn)的電勢(shì)故B正確;CD.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)是否存在試探電荷無關(guān),由場(chǎng)源電荷與零電勢(shì)的選擇一個(gè),即未移入電場(chǎng)前,A點(diǎn)的電勢(shì)仍然為故CD錯(cuò)誤。故選B。5.(22-23高二下·河南安陽(yáng)·階段練習(xí))電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線上有a、b、c三點(diǎn),b為ac的中點(diǎn),一電子在a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為和,則()

A.電場(chǎng)線方向由a指向c B.電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定為C.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差為2V D.a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)【答案】A【詳解】AC.根據(jù),可得a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為,則a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差為電場(chǎng)線方向由a指向c,故A正確,C錯(cuò)誤;BD.若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),則a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),則有電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能為但該電場(chǎng)也可能不是勻強(qiáng)電場(chǎng),則電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能不一定為,故BD錯(cuò)誤。故選A。6.(19-20高二上·廣東深圳·期中)在電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,則A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系為()A. B.C. D.【答案】C【詳解】由題意可知?jiǎng)t可知,又則可知故故選C。題型三:靜電力與電勢(shì)差的關(guān)系7.(23-24高二上·四川眉山·期末)如圖,平面直角坐標(biāo)系xoy中有一勻強(qiáng)電場(chǎng),ABC構(gòu)成正三角形,A點(diǎn)坐標(biāo)為,C點(diǎn)坐標(biāo)為。將電量為的試探電荷從A點(diǎn)移到B、C兩點(diǎn),靜電力做功分別為、,以下說法正確的是(

)A.A、C兩點(diǎn)電勢(shì)差為B.y軸上所有點(diǎn)電勢(shì)都相等C.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為250N/CD.將電量為正電荷有B點(diǎn)移到C點(diǎn)電勢(shì)能減少【答案】B【詳解】A.A、C兩點(diǎn)電勢(shì)差為故A錯(cuò)誤;B.A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差為則可知y軸為等勢(shì)線,故y軸上所有點(diǎn)電勢(shì)都相等,故B正確;C.由上述分析可知,電場(chǎng)線方向?yàn)榉较?,該勻?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為故C錯(cuò)誤;D.將電量為正電荷有B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做功為根據(jù)功能關(guān)系,將電量為正電荷有B點(diǎn)移到C點(diǎn)電勢(shì)能增加,故D錯(cuò)誤。故選B。8.(23-24高二上·河北石家莊·階段練習(xí))如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度,直線兩點(diǎn)相距,與電場(chǎng)線夾角,把一個(gè)的電荷從B移到A點(diǎn)過程中,電場(chǎng)力做功及電勢(shì)能的變化正確的是()(,)

A.電場(chǎng)力做功電勢(shì)能減少B.電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能減少C.電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能減少D.電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能減少【答案】C【詳解】把一個(gè)的電荷從B移到A點(diǎn)過程中,電場(chǎng)力做功為故電場(chǎng)力做功,根據(jù)功能關(guān)系可知,電勢(shì)能減少。故選C。9.(23-24高二上·寧夏吳忠·期中)如圖所示,一帶電粒子,質(zhì)量為m,電荷量為q,一初速度v0從A點(diǎn)豎直向上進(jìn)入方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度沿電場(chǎng)線方向的分量為2v0。不計(jì)重力的作用,則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為()A. B. C. D.【答案】B【詳解】由動(dòng)能定理則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為故選B。題型四:等勢(shì)面和電場(chǎng)關(guān)系10.(23-24高二上·安徽·期末)某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中實(shí)線所示,圖中相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,已知將電子從點(diǎn)移至無窮遠(yuǎn)處克服電場(chǎng)力做的功比從點(diǎn)移至無窮遠(yuǎn)處克服電場(chǎng)力做的功多,選無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,下列說法正確的是()A.該電場(chǎng)可能是一對(duì)等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)B.點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)C.質(zhì)子從點(diǎn)移到點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向均向左,但點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比點(diǎn)大【答案】B【詳解】A.比較一對(duì)等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的等勢(shì)線的形狀,可知該電場(chǎng)不是一對(duì)等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),A錯(cuò)誤;B.因?yàn)閷㈦娮訌狞c(diǎn)移至無窮遠(yuǎn)處克服電場(chǎng)力做的功比從點(diǎn)移至無窮遠(yuǎn)處克服電場(chǎng)力做的功多,故點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),故電場(chǎng)線的方向應(yīng)從左向右穿過各等勢(shì)線,故點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),B正確;C.因點(diǎn)電勢(shì)低于點(diǎn),故質(zhì)子從點(diǎn)移到點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;D.處等差等勢(shì)線比處密集,因而點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比點(diǎn)大,但兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于等勢(shì)線均向右,D錯(cuò)誤。故選B。11.(23-24高二上·福建三明·期末)某電場(chǎng)的等勢(shì)線如圖所示,a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),下列分析正確的是()A.電場(chǎng)的方向由b指向eB.d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大C.正電荷在a的電勢(shì)能大于e點(diǎn)的電勢(shì)能D.電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為【答案】D【詳解】A.根據(jù)電場(chǎng)方向與等勢(shì)面垂直且沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低,可知b點(diǎn)處的電場(chǎng)方向垂直be向左,故A錯(cuò)誤;B.等差等勢(shì)面越密集的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,則b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)由于a的電勢(shì)小于e點(diǎn)的電勢(shì),則正電荷在a的電勢(shì)能小于e點(diǎn)的電勢(shì)能,故C錯(cuò)誤;D.電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為故D正確。故選D。12.(23-24高二上·安徽安慶·期末)某中學(xué)生在研究心臟電性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)興奮在心肌傳播時(shí),在人體的體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化,可等效為兩等量電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖是人體表面的瞬時(shí)電勢(shì)分布圖,圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面,標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分別表示該等勢(shì)面的電勢(shì),、、、為等勢(shì)面上的點(diǎn),、為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),、為兩電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn),則()A.、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向相反B.、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向相反C.、兩點(diǎn)的電勢(shì)差D.從到的直線上電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小【答案】D【詳解】A.該瞬時(shí)電勢(shì)分布圖可等效為等量異種電荷產(chǎn)生的,、為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),所以、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向相同,故A錯(cuò)誤;B.、為兩電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn),、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與方向也相同,故B錯(cuò)誤:C.、兩點(diǎn)的電勢(shì)差故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)等勢(shì)線的疏密程度可判斷出從到的直線上電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小,故D正確。故選D。題型五:不同等勢(shì)面的電場(chǎng)力和電勢(shì)能的關(guān)系13.(23-24高二上·重慶北碚·期中)如圖所示是某同學(xué)在研究等量異種電荷電場(chǎng)時(shí)所畫的等勢(shì)面,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況選取了零電勢(shì)位置后,將其中兩個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)標(biāo)注在圖上。已知相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,則()A.b點(diǎn)電勢(shì)為零B.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能為C.電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電勢(shì)能增加D.電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電勢(shì)能減少【答案】C【詳解】已知相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,根據(jù)電場(chǎng)線的方向可知,1.2V與0.6V之間有三個(gè)間隔,則每個(gè)間隔的電勢(shì)差為則根據(jù)電勢(shì)能和電勢(shì)之間關(guān)系可知電勢(shì)差和電勢(shì)之間的關(guān)系則電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功為由于電場(chǎng)力做了,電勢(shì)能會(huì)增加。故選C。14.(23-24高二上·四川涼山·期中)如圖所示,一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O(shè)為圓心,兩實(shí)線分別為帶電量大小相等的帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)帶電粒子的重力,下列說法正確的是()A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C.M在b點(diǎn)的電勢(shì)能等于N在d點(diǎn)的電勢(shì)能D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增加【答案】B【詳解】A.粒子只受電場(chǎng)力作用,電場(chǎng)力沿著徑向,根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知M受到的是吸引力,故M帶正電,N受到的是排斥力,故N帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;B.負(fù)電荷周圍等勢(shì)面越靠近電荷,電勢(shì)越小,因此b點(diǎn)的電勢(shì)大于a點(diǎn)的電勢(shì),因?yàn)镸帶正電,所以在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于a點(diǎn)的電勢(shì)能,a到b電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,故M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能,B正確;C.負(fù)電荷周圍電勢(shì)都是負(fù),根據(jù)公式可知電粒子M的電勢(shì)能小于零,N的電勢(shì)能大于零,所以N的電勢(shì)能大,C錯(cuò)誤;D.因?yàn)閏點(diǎn)電勢(shì)小于d點(diǎn)電勢(shì),N帶負(fù)電,因此電勢(shì)越低電勢(shì)能越高,所以N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中電勢(shì)能減小,D錯(cuò)誤。故選B。15.(23-24高二上·福建莆田·期中)如圖所示,虛線表示某電場(chǎng)的等勢(shì)面,實(shí)線表示一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的徑跡。粒子在A點(diǎn)的加速度為aA、動(dòng)能為EkA、電勢(shì)能為EpA;在B點(diǎn)的加速度為aB、動(dòng)能為EkB、電勢(shì)能為EpB。則下列結(jié)論正確的是()A.粒子帶正電 B.a(chǎn)A>aBC.EpA>EpB D.EkA>EkB【答案】D【詳解】A.根據(jù)電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面的特點(diǎn),可以描繪出電場(chǎng)線的分布,根據(jù)電場(chǎng)線的方向及粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,可知粒子帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;B.由圖中等差等勢(shì)面的分布可知,B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),所以粒子在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力,所以有故B錯(cuò)誤;C.由圖可知又所以即當(dāng)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,則電荷的電勢(shì)能增加,所以故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)動(dòng)能定理有已知所以故D正確。故選D。題型六:比較靜電平衡下的電勢(shì)大小16.(23-24高二上·北京豐臺(tái)·期中)如圖所示,將帶負(fù)電荷Q的導(dǎo)體球靠近不帶電的導(dǎo)體棒。若沿虛線將導(dǎo)體分成A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB,導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)分別為φA和φB,則下列判斷正確的是()A.QA為負(fù)電荷,且QA<QBB.QA為負(fù)電荷,且QA=QBC.導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)φA<φBD.A部分的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度普遍小于B部分的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度【答案】B【詳解】AB.導(dǎo)體棒本身不帶電,不管是怎樣將導(dǎo)體分開,兩部分所帶異種電荷量的大小均相等,由于靜電感應(yīng),A部分帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.導(dǎo)體棒處于靜電平衡狀態(tài),其內(nèi)部各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均為零,整體電勢(shì)相等,故CD錯(cuò)誤。故選B。17.(23-24高二上·陜西安康·期中)如圖,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來不帶電,將帶電量為q的正點(diǎn)電荷放在導(dǎo)體棒的中心軸線上距離棒左端R處,達(dá)到靜電平衡后,下列說法正確的是()A.導(dǎo)體棒表面場(chǎng)強(qiáng)處處相等,但方向可能不同B.導(dǎo)體棒右端電勢(shì)高,左端電勢(shì)低C.導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷在棒中心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向向右D.導(dǎo)體棒中心O處電場(chǎng)強(qiáng)度為零【答案】D【詳解】A.根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸,可知導(dǎo)體棒左端帶負(fù)電,右端帶正電,由于左端更靠近正電荷,所以左端的電場(chǎng)強(qiáng)度較大,故A錯(cuò)誤;B.水平導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體棒是一個(gè)等勢(shì)體,電勢(shì)處處相等,則導(dǎo)體棒左右兩端電勢(shì)相等,故B錯(cuò)誤;CD.棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小與點(diǎn)電荷+q在該處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,故導(dǎo)體棒中心O處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,可得棒上感應(yīng)電荷在棒中心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左,大小為故C錯(cuò)誤,D正確;故選D。18.(23-24高二上·河南焦作·期中)如圖所示,豎直固定放置半徑為R、上端有很小的孔的金屬球殼,將豎直懸掛的帶電量為的小球(可視為點(diǎn)電荷)放置在金屬球殼的球心處,整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。在金屬球殼的縱截面上有A、B、C三點(diǎn),則(

)A.達(dá)到靜電平衡后,金屬球殼空腔內(nèi)沒有電場(chǎng)B.達(dá)到靜電平衡后,金屬球殼空腔內(nèi)的電場(chǎng)線水平向左C.達(dá)到靜電平衡后,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為D.達(dá)到靜電平衡后,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為【答案】C【詳解】A.達(dá)到靜電平衡后,由于帶電量為的小球(可視為點(diǎn)電荷)放置在金屬球殼的球心處,整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,則金屬球殼空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,金屬球殼空腔內(nèi)有電場(chǎng),故A錯(cuò)誤;B.達(dá)到靜電平衡后,金屬球殼空腔內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)等于點(diǎn)電荷與水平向左的E的合場(chǎng)強(qiáng),點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)是發(fā)散向外的,故多數(shù)情況下球殼空腔內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)線不是水平向左的,故B錯(cuò)誤;CD.達(dá)到靜電平衡后,金屬球殼B是一個(gè)等勢(shì)體,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。題型七:電勢(shì)差的綜合問題19.(24-25高二上·福建龍巖)有一個(gè)帶電荷量q1=-3×10-6C的點(diǎn)電荷,從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電荷克服靜電力做功6×10-4J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力對(duì)電荷做功9×10-4J。(1)AB、BC、CA間電勢(shì)差各為多少?(2)若取B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少?(3)若取B點(diǎn)電勢(shì)為零,則電荷q2=-6×10-6C在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少?【答案】(1),,(2)200V,300V(3),【詳解】(1)點(diǎn)電荷由A移到B克服靜電力做功即靜電力做負(fù)功,則則有同理可得(2)若,由可得由可得(3)若,則電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能20.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將電荷量為的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做了的功,再?gòu)腂點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做了的功。已知電場(chǎng)的方向與所在的平面平行。(1)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差分別為多少?(2)若以B點(diǎn)為電勢(shì)零點(diǎn),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出過B點(diǎn)的電場(chǎng)線方向,保留作圖過程?!敬鸢浮浚?),;(2)【詳解】(1)根據(jù)公式可得A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差分別為,(2)根據(jù)可知同理可知所以連線的中點(diǎn)處電勢(shì)也為,連接該點(diǎn)與C點(diǎn)則可得等勢(shì)線,過B點(diǎn)做等勢(shì)線的垂線,由高電勢(shì)指向低電勢(shì),作出過B點(diǎn)的電場(chǎng)線,如下圖所示21.(23-24高二上·四川成都·期中)如圖所示,豎直平面內(nèi)有兩個(gè)水平固定的等量同種負(fù)點(diǎn)電荷,A、O、B在兩電荷連線的中垂線上,O為兩電荷連線中點(diǎn),,將一帶正電的小球由A點(diǎn)靜止釋放,小球可最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn),已知小球的質(zhì)量為m、電量為q。若在A點(diǎn)給小球一豎直向上的初速度,則小球向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn),重力加速度為g。求:(1)小球在A點(diǎn)的初速度大??;(2)A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差大小;(3)該小球從A點(diǎn)以的初速度向上運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度大小?!敬鸢浮浚?);(2);(3)【詳解】(1)由于,則根據(jù)等量同種電荷周圍電場(chǎng)的對(duì)稱行可知,帶電小球從A點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn)與從B點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn)電場(chǎng)力做功相等,從帶電小球從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做功之和為零,故帶電小球從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有解得,小球在A點(diǎn)的初速度大小為(2)帶電小球由A點(diǎn)靜止釋放移動(dòng)到O點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有則A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差大小為(3)小球從A點(diǎn)以的初速度向上運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有解得,小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度大小為【高分演練】一、單選題22.(23-24高二上·全國(guó))電場(chǎng)線和等勢(shì)面可以用來形象地描述電場(chǎng),下列關(guān)于電場(chǎng)線和等勢(shì)面說法正確的是()A.等勢(shì)面跟電場(chǎng)線可能不垂直B.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)可能升高C.同一電場(chǎng)線上各點(diǎn)電勢(shì)一定不相同D.同一等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定不相同【答案】C【詳解】A.等勢(shì)面跟電場(chǎng)線一定垂直,故A錯(cuò)誤;BC.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,則同一電場(chǎng)線上各點(diǎn)電勢(shì)一定不相同,故B錯(cuò)誤,C正確;D.勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同,故D錯(cuò)誤。故選C。23.(23-24高二上·安徽蕪湖·期末)在某電場(chǎng)中,將電荷量的正電荷從點(diǎn)移到點(diǎn),克服靜電力做功,則、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()A. B. C. D.【答案】C【詳解】、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差故選C。24.(23-24高二上·北京房山·期末)如圖所示為某電場(chǎng)等勢(shì)面的分布情況,下列說法正確的是()A.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高B.電子在A點(diǎn)受到的靜電力小于在B點(diǎn)受到的靜電力C.把電子從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)靜電力做的功與路徑有關(guān)D.電子在c等勢(shì)面上比在d等勢(shì)面上的電勢(shì)能大【答案】D【詳解】A.A點(diǎn)和B點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,A點(diǎn)的電勢(shì)和B點(diǎn)的電勢(shì)一樣高,故A錯(cuò)誤;B.A點(diǎn)的等勢(shì)面比B點(diǎn)的等勢(shì)面密集,所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn),設(shè)電子電荷量大小為,由電子在A點(diǎn)受到的靜電力大于在B點(diǎn)受到的靜電力。故B錯(cuò)誤;C.A點(diǎn)和B點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,把電子從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)靜電力做的功等于零,與路徑無關(guān)。故C錯(cuò)誤;D.c等勢(shì)面電勢(shì)為,d等勢(shì)面上電勢(shì)為,故電子帶負(fù)電在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,電子在c等勢(shì)面上比在d等勢(shì)面上的電勢(shì)能大。故D正確。故選D。25.(23-24高二上·遼寧沈陽(yáng)·期末)有研究表明,當(dāng)興奮情緒傳播時(shí),在人的體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化。某一瞬間人體表面的電勢(shì)分布圖如圖所示,圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面,標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分別表示該等勢(shì)面的電勢(shì),為等勢(shì)面上的點(diǎn),該電場(chǎng)可等效為兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),為兩電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)。下列說法中正確的是()

A.點(diǎn)的電勢(shì)大于點(diǎn)的電勢(shì)B.兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同C.負(fù)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能小于在點(diǎn)的電勢(shì)能D.將帶負(fù)電的試探電荷從點(diǎn)移到點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功【答案】B【詳解】A.由圖可知,點(diǎn)的電勢(shì)等于點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.因?yàn)闉閮呻姾蛇B線上對(duì)稱的兩點(diǎn),而且該電場(chǎng)可等效為兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),則根據(jù)電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,選項(xiàng)B正確;C.因c點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn),可知負(fù)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能大于在點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.因b點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn),將帶負(fù)電的試探電荷從點(diǎn)移到點(diǎn),電勢(shì)能減小,則電場(chǎng)力做正功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。26.(23-24高二上·甘肅白銀·期末)如圖甲,在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷。由于靜電感應(yīng),在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷,金屬板上方電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖乙中虛線所示,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差都相等。一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下由M點(diǎn)加速向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子的重力,則()A.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)低 B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小C.粒子在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的大 D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的小【答案】B【詳解】A.根據(jù)電場(chǎng)線的方向從正電荷指向負(fù)電荷可知,M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)高,A項(xiàng)錯(cuò)誤;BC.根據(jù)等勢(shì)面的疏密程度可知,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小,粒子在M點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小,根據(jù)牛頓第二定律可知,粒子在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的加速度小,B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.粒子由M向N點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,因而粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的電勢(shì)能大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。27.(23-24高二上·重慶長(zhǎng)壽·期中)如圖所示,關(guān)于x軸對(duì)稱的三條等勢(shì)線為正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的等差等勢(shì)線,等勢(shì)線與x軸的交點(diǎn)分別為a、b、c,下列說法不正確的是(

)A.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大C.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中c點(diǎn)的電勢(shì)最低D.把一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電子的電勢(shì)能減小【答案】C【詳解】由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,根據(jù)正點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)線分布的特點(diǎn),畫出電荷及電場(chǎng)線的示意圖A.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)在同一條直線電場(chǎng)線上,所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,A正確;B.電場(chǎng)線越密集,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,所以c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,B正確;C.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,所以a、b、c三點(diǎn)中c點(diǎn)的電勢(shì)最高,C錯(cuò)誤;D.把一電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電子的電勢(shì)升高,電勢(shì)能減小,D正確。選擇不正確的,故選C。28.(2024·福建漳州·模擬預(yù)測(cè))靜電紡紗利用了高壓靜電場(chǎng)使單纖維兩端帶上異種電荷,其電場(chǎng)分布如圖所示,則()

A.圖中虛線是等勢(shì)線,電場(chǎng)強(qiáng)度B.圖中虛線是電場(chǎng)線,電場(chǎng)強(qiáng)度C.一電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于其在D點(diǎn)的電勢(shì)能D.將一電子從C移動(dòng)到D,電場(chǎng)力做功為零【答案】C【詳解】AB.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可知,圖中虛線是電場(chǎng)線;A處的電場(chǎng)線比B處的電場(chǎng)線稀疏,則有,故AB錯(cuò)誤;C.由于右邊電極接高壓電源正極,則D點(diǎn)電勢(shì)大于A點(diǎn)電勢(shì),根據(jù)且電子帶負(fù)電,則一電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于其在D點(diǎn)的電勢(shì)能,故C正確;D.由于D點(diǎn)電勢(shì)大于C點(diǎn)電勢(shì),將一電子從C移動(dòng)到D,電場(chǎng)力做正功,故D錯(cuò)誤。故選C。29.(2022·浙江紹興·模擬預(yù)測(cè))如圖所示是用于離子聚焦的靜電四極子場(chǎng)的截面圖,四個(gè)電極對(duì)稱分布,其中兩個(gè)電極帶正電荷,形成高電勢(shì)+U,兩個(gè)電極帶負(fù)電荷,形成低電勢(shì)-U。圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)為電場(chǎng)中的四個(gè)位置,下列說法正確的是()A.圖中虛線表示電場(chǎng)線B.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)C.電荷在四個(gè)電極的表面分布均勻D.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等【答案】B【詳解】A.四個(gè)電極都是等勢(shì)面,電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,則圖中虛線表示等勢(shì)面,不表示電場(chǎng)線,故A錯(cuò)誤;B.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)為零,b點(diǎn)電勢(shì)小于零,則a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),故B正確;C.每個(gè)電極附近的等勢(shì)面分布的疏密不同,則電極表面的電場(chǎng)線疏密不同,則電荷在每個(gè)電極的表面分布不均勻,故C錯(cuò)誤;D.因c點(diǎn)等勢(shì)面較d點(diǎn)密集,則c點(diǎn)電場(chǎng)線分布較d點(diǎn)密集,即c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,故D錯(cuò)誤。故選B。30.(23-24高三上·安徽·階段練習(xí))如圖所示,在A、B兩點(diǎn)放置電荷量之比為的兩個(gè)正點(diǎn)電荷,O為AB的中點(diǎn),以O(shè)為圓心的圓上有a、b、c、d四點(diǎn),其中a、b在AB連線上,cd與AB垂直,已知a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,則下列說法正確的是()

A.c、d兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.將電子從c點(diǎn)沿著圓弧順時(shí)針移動(dòng)到d點(diǎn)過程中,電勢(shì)能先增大后減小C.bO之間的電勢(shì)差大于Oa之間的電勢(shì)差D.a(chǎn)b與AB間距之比為【答案】C【詳解】A.由于電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,c、d兩處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但是方向不同,A錯(cuò)誤;B.將電子由c沿圓弧順時(shí)針移動(dòng)到d,距B處正點(diǎn)電荷先近后遠(yuǎn),電勢(shì)先增加后減小,所以電子電勢(shì)能先減小后增大,故B錯(cuò)誤;C.因a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,bO之間場(chǎng)強(qiáng)更大,U=Ed,故bO之間的電勢(shì)差大于Oa之間的電勢(shì)差,故C正確;D.因a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,A、B電荷量之比為,根據(jù)公式得根據(jù)幾何關(guān)系可知D錯(cuò)誤。故選C。31.(23-24高三上·重慶沙坪壩·階段練習(xí))空間中、處各放置一個(gè)電荷量絕對(duì)值相等的點(diǎn)電荷,其中點(diǎn)處為正電荷,、兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等差等勢(shì)面分布如圖所示,、、、、為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),其中、兩點(diǎn)關(guān)于連線中點(diǎn)對(duì)稱,取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,下列說法正確的是(

A.、兩點(diǎn)處的電荷是等量同種電荷B.點(diǎn)和點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反C.負(fù)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能小于在點(diǎn)的電勢(shì)能D.在點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶電粒子,不計(jì)重力,粒子將沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】A.根據(jù)電場(chǎng)的圖像可以知道,該電場(chǎng)是等量異種電荷的電場(chǎng),故A錯(cuò)誤;B.等勢(shì)線越密的地方電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與等勢(shì)線垂直,因?yàn)?、兩點(diǎn)關(guān)于連線中點(diǎn)對(duì)稱,結(jié)合圖可知點(diǎn)和點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,點(diǎn)離點(diǎn)距離近,點(diǎn)離點(diǎn)距離近,所以點(diǎn)的電勢(shì)高于點(diǎn)的電勢(shì),所以負(fù)電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能小于在點(diǎn)的電勢(shì)能,故C正確;D.在點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶電粒子,粒子受到電場(chǎng)力方向與等勢(shì)面垂直,粒子在點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與垂直,故D錯(cuò)誤。故選C。32.(2023·海南·一模)雷電是一種強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象,高大建筑物的頂端都裝有避雷針來預(yù)防雷擊。如圖所示,虛線是避雷針上方電場(chǎng)的等勢(shì)面,A、B、C是等勢(shì)面上的三點(diǎn),相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差都相等。一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下由C點(diǎn)加速向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子的重力,下列說法中正確的是()

A.C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.B點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的電勢(shì)低C.粒子在C點(diǎn)的加速度比在B點(diǎn)的加速度大D.粒子在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】D【詳解】A.由題圖可知,B點(diǎn)附近的等勢(shì)面比C點(diǎn)附近的等勢(shì)面密集,可知B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.粒子只在電場(chǎng)力作用下由C點(diǎn)加速向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,粒子從電勢(shì)低處向電勢(shì)高處運(yùn)動(dòng),所以B點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.粒子在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小,根據(jù)牛頓第二定律可知粒子在C點(diǎn)的加速度比在B點(diǎn)的小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故粒子在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,D項(xiàng)正確。故選D。33.(23-24高二上·陜西西安·階段練習(xí))兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示,一個(gè)電荷量為、質(zhì)量為的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的是()

A.由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸升高B.由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后增大C.B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度大小D.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差【答案】C【詳解】AB.根據(jù)等量同種電荷(正電荷)的電場(chǎng)分布可知電場(chǎng)線的方向?yàn)閺腃到A,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,則小物塊從C到A的過程中電勢(shì)一直降低。從速度一時(shí)間圖像可知,由C到A的過程中,物塊的速度一直增大,靜電力對(duì)物塊做正功,則電勢(shì)能一直減小。故AB錯(cuò)誤;C.物塊在B點(diǎn)的加速度最大,為所受的靜電力最大為則電場(chǎng)強(qiáng)度最大值為故C正確;D.從圖像可知,A、B兩點(diǎn)的速度分別為,根據(jù)動(dòng)能定理得解得故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題34.(24-25高二上·全國(guó)·課后作業(yè))電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),一個(gè)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為1.2×10-8J,在B點(diǎn)的電勢(shì)能為0.80×10-8J。已知A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上,如圖所示,該點(diǎn)電荷的電荷量為1.0×10-9C,那么()A.該電荷為負(fù)電荷B.該電荷為正電荷C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB=4.0VD.把電荷從A移到B,靜電力做功為WAB=4.0J【答案】AC【詳解】AB.由圖可知原電場(chǎng)方向水平向左,根據(jù)題意A點(diǎn)的電勢(shì)能大于B點(diǎn)的電勢(shì)能,從A到B電場(chǎng)力做正功,所以該電荷為負(fù)電荷,故A正確,B錯(cuò)誤CD.根據(jù)公式已知,由故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。35.(24-25高二上·福建龍巖·開學(xué)考試)如圖所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,實(shí)線為一帶電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),R同時(shí)在等勢(shì)面b上,據(jù)此可知()A.三個(gè)等勢(shì)面中,c的電勢(shì)最低B.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的大C.帶電質(zhì)點(diǎn)在R點(diǎn)的加速度方向垂直于等勢(shì)面bD.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)的小【答案】BC【詳解】A.由于沒有給出帶電質(zhì)點(diǎn)帶何種電荷,因此無法判斷三個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)高低,A錯(cuò)誤;B.若帶電質(zhì)點(diǎn)從P向Q運(yùn)動(dòng),利用運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向可知,受力向下,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,因此帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的大,B正確;C.由于等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直,而帶電質(zhì)點(diǎn)受力的方向與電場(chǎng)線平行,因此質(zhì)點(diǎn)在R點(diǎn)的加速度方向垂直于等勢(shì)面b,C正確;D.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,只有電場(chǎng)力做功,動(dòng)能和電勢(shì)能的和保持不變,D錯(cuò)誤。故選BC。36.(23-24高一下·四川瀘州·期末)某帶電體產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖中實(shí)線所示,虛線是一帶電粒子僅在此電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N分別是運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面b、a的交點(diǎn),下列說法正確的是()A.粒子帶負(fù)電荷B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的大C.粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡上存在動(dòng)能最小的點(diǎn)D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】CD【詳解】A.根據(jù)粒子所受電場(chǎng)力指向曲線軌跡的凹側(cè)可知,帶電粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;B.等差等勢(shì)面越密集的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,故M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小,故B錯(cuò)誤;CD.粒子帶正電,因?yàn)镸點(diǎn)的電勢(shì)大于在N點(diǎn)的電勢(shì),故粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能;由于帶電粒子僅在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能與動(dòng)能總和不變,故可知當(dāng)電勢(shì)能最大時(shí)動(dòng)能最小,故粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡上到達(dá)最大電勢(shì)處時(shí)動(dòng)能最小,故CD正確。故選CD。37.(2024·山東淄博·二模)如圖所示,一個(gè)正方體,其上、下、左、右表面的中心分別為E、F、G、H,在E、G兩點(diǎn)固定電荷量為的點(diǎn)電荷,在F、H兩點(diǎn)固定電荷量為的點(diǎn)電荷,下列說法正確的是()A.、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)與中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)相同C.一帶正電的試探電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在C點(diǎn)的電勢(shì)能D.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的絕對(duì)值小于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的絕對(duì)值【答案】BCD【詳解】A.由空間的對(duì)稱性可知,點(diǎn)更靠近正電荷,而D點(diǎn)更靠近負(fù)電荷,所以有電場(chǎng)的疊加可知,兩點(diǎn)的電勢(shì)不相等,點(diǎn)的電勢(shì)大于D點(diǎn)的電勢(shì),故A錯(cuò)誤;B.四個(gè)電荷,將其E、F看成一對(duì),G、H看成一對(duì),則E、F為一對(duì)等量異種電荷,G、H也為一對(duì)等量異種電荷,所以該電場(chǎng)時(shí)兩對(duì)等量異種電荷的電場(chǎng)的疊加。兩對(duì)等量異種電荷的中心為該正方體的中心,以該中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O,設(shè)連線中點(diǎn)處為I,連線中點(diǎn)處為L(zhǎng),以O(shè)I為坐標(biāo)軸的正方向,OL為坐標(biāo)軸的負(fù)方向,結(jié)合等量異種電荷的電場(chǎng)分布可知,中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)與中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小方向均相同,故B正確;C.由空間的對(duì)稱性可知,到四個(gè)電荷的距離與C到四個(gè)電荷的距離相等,點(diǎn)和C點(diǎn)到正負(fù)電荷距離相等,所以有電場(chǎng)的疊加可知,兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,由可知,一帶正電的試探電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在C點(diǎn)的電勢(shì)能,故C正確。D.到兩個(gè)正電荷的距離與到兩個(gè)負(fù)電荷的距離相等,所以電勢(shì)為零。B點(diǎn)到兩個(gè)正電荷的距離與到兩個(gè)負(fù)電荷的距離相等,所以B點(diǎn)的電勢(shì)也為零。A點(diǎn)靠近負(fù)電荷,所以A點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù),點(diǎn)更靠近正電荷,所以的電勢(shì)為正,且,間電勢(shì)差的絕對(duì)值為間電勢(shì)差的絕對(duì)值為可知,故D正確。故選BCD。38.(23-24高二上·天津西青·期末)如圖所示,三條平行等距的直線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,電勢(shì)值分別為10V、20V、30V,實(shí)線是一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)于這軌跡上的a、b、c三點(diǎn)來說,下列選項(xiàng)說法正確的是()A.粒子必先過a,再到b,然后到cB.粒子在三點(diǎn)所受的合力C.粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為D.粒子從b運(yùn)動(dòng)到c的過程中電場(chǎng)力做正功【答案】BD【詳解】A.運(yùn)動(dòng)軌跡不能反映運(yùn)動(dòng)方向,所以不能判斷出粒子先過a,再到b,然后到c,還是粒子先過c,再到b,然后到a,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)由圖中等勢(shì)面特點(diǎn)可知,該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),根據(jù)可知粒子在三點(diǎn)所受的合力滿足故B正確;CD.由圖可知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為根據(jù)由于粒子帶負(fù)電,可知粒子在a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系為由于粒子只受電場(chǎng)力作用,粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變,則粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為粒子從b運(yùn)動(dòng)到c的過程中,粒子的動(dòng)能增加,所以電場(chǎng)力做正功,故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。39.(2024·甘肅·一模)用于醫(yī)學(xué)成像的射線是由電子加速后轟擊重金屬靶產(chǎn)生的。圖(a)中是電子被電場(chǎng)加速過程中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。電子在電場(chǎng)力的作用下從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)的圖像如圖(b)所示,下列說法正確的是()A.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.點(diǎn)的電勢(shì)高于點(diǎn)的電勢(shì)C.電子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功D.電子在點(diǎn)的電勢(shì)能大于點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】AD【詳解】A.根據(jù)v-t圖像的變化特點(diǎn)可知,從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)電荷做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷在、N兩點(diǎn)的加速度大小關(guān)系為負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用,則qq得故A正確;BC.由圖乙可知負(fù)電荷的速度在增大,根據(jù)動(dòng)

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