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一、电势差的理解
【课堂引入】
1 .电场中A、B、C,。四点的电势如图所示。
(1)A、C及A、8间的电势差各为多少?哪个较大?
(2)若取。点电势为零,则A、B、。三点的电势各为多少? A、。及A、3间的电势差各为多少?通过以上 计算说明电势、电势差各具有什么特点?
15V 5V 0V -3V
-• • ・ • A
A B C D
【例题】
2 .关于电势差的描述,正确的是( )
,是相对量,与零电势点的选取有关
,没有正值和负值之分
,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关
、8两点的电势差是恒定的,不随零电势点的改变而改变,所以Uab=Uba
【课堂练习】
、93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 H t/皿是不同的,它们存在关系:Uab=-Ura
C.(PA、38都有正、负,所以电势是矢量
D,若(pb=3 贝iJ(pa=Uab
二、静电力做功与电势差的关系
【课堂引入】
4 .在如图所示的电场中有A、B两点,A、B两点的电势分别为泮、和。
(1)A、8两点的电势差是多少?若把某电荷q从A移到以 电荷的电势能变化了多少?
(2)根据电场力做功与电势能变化的关系,求电场力对该电荷做的功。
A
■
B
【例题】
5 .关于Uab =Wab/q和Wab = Wab的理解,正确的是( )
、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
、B两点移动不同的电荷,电场力的功Wab和电量成正比
,甚至与是否移动的电荷都没有关系
D. Wab与q、Uab无关,与电荷移动的路径无关
6 .在电场中把电荷量为Qi=(T9c的正电荷从A点移到B点,'10-7 j,再把电荷量为q =4610-9 c的正电荷从B点移到。点,克服电场力做功4610-7 Jo
(1)求A、8间,B、。间,A、C间的电势差;
(2)比较A、B、C三点的电势;
(3)若A点电势为零,则。2在8点电势能为多少?
三、等势面
【课堂引入】
7 .类比地图上的等高线,简述什么是等势面?
8 .当电荷从同一等势面上的A点沿等势面移到8点时,电荷的电势能是否变化?电场力做功情况如何?
【例题】
9 .某电场中的等势面如图所示,下列关于该电场的描述正确的是( )
A. A点的电场强度比C点的小
。点的电势能大
,静电力始终不做功
,静电力做负功
【课堂练习】
10 .如图所示,正方形A8CQ以坐标原点。为中心,关于x轴对称,与x轴交于M、N两点,将四个点电荷分 别固定在正方形的四个顶点,其中A、3处的点电荷所带电荷量为+。,C、。处的点电荷所带电荷量为一Q. 下列说法正确的是( )
A D_
B C
A__>
、N两点的电场强度大小相等、方向相反
11 .某静电场等势面如图中虚线所示,则( )
,+10V
, +5V
-0V
、-5 V
-10V
8.
A点的电势比C点的高
参考答案
1 .【答案】(1) Uac=15V, Uab=10V, Uac>Uab; (2) q)a=18V, qb=8V,(pc=3 V, Uac=15V, Uab=10V 电势的大小与零电势点的选取有关,电势差的大小与零电势点的选取无关。
2. C
【详解】,电势差与零电势点的选取无关,与移动电荷的路径也无关,只跟这两点的位置 有关,A错误,C正确;
,但有正、负值之分,且满足
Uab=-Uba
BD错误。
故选C。
3. BD
【详解】,A错误;
Uab=-Uba
B正确;
、负之分,但电势是标量,C错误;
Uab=(pa-(pb
可知,若(pB=a,则
(Pa=Uab
D正确。
故选BDo
4. 【答案】(1) Uab=5a-①B,、Ep=q((PB-(p4,,(2) WAB=qUAB
【详解】(1)由题意可知,A、3两点的电势差为
%=%一%
电势能的变化量为
△耳=、EpB - A£pA = q(9B - 0a)
(2)根据电场力做功与电势能变化的关系,可得电场力对该电荷做的功为
叼8 = △石pA _ △耳8 = q^A -QVb = 一端=qUAB
5 . BC
【详解】电场中A、3两点的电势差由电场本身决定,与两点间移动电荷的电荷量夕无关,选项A错误;根据 WAB=qUAB9在电场中A、3两点移动不同的电荷,电场力的功Wab和电荷量夕成正比,选项B正确;Uab与 外 也8无关,与是否移动电荷也没有关系,选项C正确;皿5与分UAB有关,与电荷移动的路径无关,选项 D错误;故选BC.
6 .【答案】(1) 75 V, -100 V, -25 V; (2)(pc>(pA>(pB; (3) --7 J
【详解】(1)把电荷量为Q]=()-9c的正电荷从A点移到8点电场力做功必b=UabQi,得
5等也; 21
V = 75 V
把电荷量为Q=(r9c的正电荷从B点移到。点,克服电场力做功Wbc^UbcQ^
v=-ioo V
〃 —-7
阮一Qi ― -9
又因
Uab—(pa~(pb
Ubc=§b 一 (pc
Uac=(pa~(pc= Q(pa -(pb) + (伽-9。)= Uab~\~ Ubc= - 25 V
(2)由
(pA -(pB>0
(PA-(pC<0
可知
(PC>(PA>(PB
(3)若A点电势为零,那么W8=—75V,则。2在B点电势能为
Ep=(pbQ2 =- 10-9 J=--7 J
7•【答案】电场中电势相等的点构成的面
【详解】由定义可知,电场中电势相等的点构成的面叫等势面。
8. 【答案】电势能不变,电场力做功为零
【详解】A点和5点在等势面上,则A、3两点电势相等,由
E,=q(p 知,A点到5点时,电势能不变,电场力做功为零。
9. C
【详解】,故A点的电场强度比。点的大,A错误;
E0=q(p
可知,负电荷在电势越高处的电势能越小,故负电荷在A点的电势能比在。点的电势能小,B错误;
,静电力不做功,C正确;
,静电力做正功,D错误。
故选C。
10. CD
【详解】,两个正电荷在M点产生的合场强为零,根据平行四边形定则可知,两个负电 荷在M点产生的合场强方向水平向右;对N点进行研究,两个负电荷在N点的合场强为零,根据平行四边形 定则可知,两个正电荷在N点的合场强方向水平向右,且由对称性可知,M, N两点处的电场强度等大同向, A错误;
,由题意可知在光轴上从M到N电场方向向右,则电势一直降低,B错误, C正确;
D. M点的电势高于N点的电势,负检验电荷从M点移动到N点时,电场力做负功,电势能增加,则负检验 电荷在N点具有的电势能比其在"点的电势能大,D正确.
11. ABC
【详解】B点的等势面比A点的等势面密,则B点的场强比A点的大,故A正确;
A点的电势为0, C点的电势为-5V, A点的电势比。点的高,故B正确;
A点的电势与B点的电势相等,将电荷从A点移到3点电场力不做功,故C正确;
。点的电势小于零,负电荷在C点的电势能大于零,故D错误;
故选ABCo