1、第课时电势电势差电势能 【测控导航】知识点题号1.电场力做功与电势能1、2、5、82.电势、等势面3、4、7、93.电场力作用下能量转化64.力、电综合问题10、1117题为单选题;89题为多选题1.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则(C)A.b点的电场强度一定比a点大B.电场线方向一定从b指向aC.b点的电势一定比a点高D.该电荷的动能一定减小解析:a-b=0,则有aEb;电势abB.电场强度EaEb;电势abC.电场强度EabD.电场强度EaEb;电势aEb.由图(乙)可知检验电荷为正电荷,因为检验电荷从N到M方向为电场力的正方向,所以电场线的方向是从N到M方向,则a
2、b,选项B正确.4. (2013泸州市一诊)如图所示,真空中M、N处放置两等量异种点电荷,a、b、c表示电场中的三条等势线,d点和e点位于等势线a上,f点位于等势线c上,df平行于MN.已知一带正电的检验电荷从d点移动到f点时,检验电荷的电势能增加,则以下判断正确的是(B)A.M点处放置的是正电荷B.若将带正电的检验电荷沿图中虚线de由d点移动到e点,则电场力先做正功、后做负功C.d点的电势高于f点的电势D.d点的场强与f点的场强完全相同解析:因为带正电的检验电荷从d点移动到f点时电势能增加,所以电场力做负功,M点处放置的是负电荷,f点的电势高于d点的电势,选项A、C错误.因为d点和e点位于等
3、势线a上,将带正电的检验电荷沿图中虚线de由d点移动到e点,电势先减小后增大,则电场力先做正功、后做负功,选项B正确.d点的场强与f点的场强大小相等,方向不同,选项D错误.5.(2012济南检测)如图所示,在等量异种电荷形成的电场中,画一正方形ABCD,对角线AC与两点电荷连线重合,两对角线交点O恰为电荷连线的中点,下列说法中正确的是(B)A.A点的电场强度等于B点的电场强度B.B、D两点的电场强度及电势均相同C.一电子由B点沿BCD路径移至D点,电势能先减小后增大D.一电子由C点沿COA路径移至A点,电场力对其先做负功后做正功解析:根据点电荷电场强度公式和电场叠加原理,A点的电场强度大于B点
4、的电场强度,选项A错误;B、D两点的电场强度及电势均相同,选项B正确;一电子由B点沿BCD路径移至D点,电势能先增大后减小,选项C错误,一电子由C点沿COA路径移至A点,电场力一直做正功,选项D错误.6.(2012陕西宝鸡质检)如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为3 V、5 V、7 V,实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、Q为轨迹与等势线A、C的交点,带电粒子只受电场力,则下列说法中正确的是(B)A.粒子可能带负电B.粒子在P点的动能大于Q点动能C.粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能D.粒子在P点受到电场力大于在Q点受到的电场力解析:根据等势线与电场线垂直可画出电
5、场线,确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧,粒子在P点的动能大于Q点动能,选项B正确;由于带电粒子只受电场力,带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变.根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5 V、7 V,可确定电场线方向偏向左侧,粒子带正电,粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能,选项A、C错误;由于P点所在处等差等势面疏,电场强度小,所以粒子在P点受到电场力小于在Q点受到的电场力,选项D错误.7.(2012威海一模)一带负电的点电荷仅在电场力作用下由a点运动到b点的vt图像如图所示,其中ta和tb是电荷在电场中a、b两点的时刻.下列说法中正确的是(C)A.该电荷由a点运动到b点,电场
6、力做负功B.a点处的电场线比b点处的电场线密C.a、b两点电势的关系为abD.该电荷一定做曲线运动解析:该电荷由a点运动到b点,速度增大,电场力做正功,选项A错误;由于a点的时刻对应的速度切线斜率小于b点的时刻对应的速度切线斜率,所以该电荷在电场中a点的加速度小于在电场中b点的加速度,a点处的电场线比b点处的电场线疏,选项B错误;根据电荷的动能和电势能保持不变,电荷在a、b两点电势能关系是在a点的电势能大于在b点的电势能,a、b两点电势的关系为af=mg=0.02 N,所以物块将沿x轴负方向加速,跨过O点之后在摩擦力作用下减速,最终停止在O点左侧某处,设该点距O点距离为x2,则对全过程由动能定
7、理得-mg(2x1+x2)=0-m.解得x2=0.2 m.答案:在O点左侧距O点0.2 m处因电场力做功与路径无关,全过程运用动能定理时,不用计算电场力做的功.但是滑动摩擦力做功与运动路径有关,要用物体运动的路程与滑动摩擦力的乘积计算.11.长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中,开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,当细线转动60角时,小球到达B点速度恰好为零.试求:(1)AB两点的电势差UAB;(2)匀强电场的电场强度大小;(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小.解析:(1)小球下落过程中重力和电场力做功,由动能定理得:mgLsin 60+UABq=0,故UAB=-.(2)根据匀强电场中电势差和电场强度的关系知:UBA=-UAB=EL(1-cos 60)故E=.(3)在B点对小球受力分析如图所示.由圆周运动向心力公式知:T-Eqcos -mgsin =m其中Eq=mg因为vB=0,故T-Eqcos 60-mgsin 60=0故T=Eqcos 60+mgsin 60=mg.答案:(1)-(2)(3)mg
