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2019-2020年高中物理 每日一題之快樂暑假 第04天 電勢能和電勢（含解析）新人教版選修1 考綱要求：Ⅰ 難易程度：★★☆☆☆ 如圖所示的電場線分布，以下說法正確的是 A．a(chǎn)點電勢高于b點電勢 B．c點場強大于b點場強 C．若將一檢驗電荷+q由a點移至b點，它的電勢能增大 D．若在d點再固定一點電荷–Q，將一檢驗電荷+q由a移至b的過程中，電勢能減小 【參考答案】AD 【知識補給】 電勢能和電勢 1．電勢 （1）定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值； （2）定義式：； （3）標矢性：電勢是標量，其大小有正負之分，其正（負）表示該點電勢比電勢零點高（低）； （4）相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因零電勢點選取的不同而不同； （5）沿著電場線方向電勢逐漸降低。 2．等勢面 （1）定義：電場中電勢相等的各點構成的面。 （2）特點 ①電場線跟等勢面垂直，即場強的方向跟等勢面垂直； ②在等勢面上移動電荷時電場力不做功； ③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面； ④等差等勢面越密的地方電場強度越大，反之越??； ⑤任意兩等勢面不相交。 深化拓展（1）電勢是描述電場本身的能的性質(zhì)的物理量，由電場本身決定，而電勢能反映電荷在電場中某點所具有的電勢能，由電荷與電場共同決定。 3．電勢能大小的比較方法 （1）做功判斷法 電場力做正功，電荷（無論是正電荷還是負電荷）從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方，反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方。 （2）場電荷判斷法 ①離場正電荷越近，正電荷的電勢能越大，負電荷的電勢能越小。 ②離場負電荷越近，正電荷的電勢能越小，負電荷的電勢能越大。 （3）電場線法 ①正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大。 ②負電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小。 （4）公式法 由Ep=qφ，將q、φ的大小、正負號一起代入公式，Ep的正值越大，電勢能越大；Ep的負值越大，電勢能越小。 下列說法正確的是 A．最早提出用電場線描述電場的物理學家是富蘭克林 B．場強處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢一定處處相等 C．電勢降落的方向一定是場強方向 D．同一電場中等勢面分布越密的地方，電勢一定越高 關于靜電場的等勢面，下列說法正確的是 A．兩個電勢不同的等勢面可能相交 B．電場線與等勢面處處相互垂直 C．同一等勢面上各點電場強度一定相等 D．將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功 真空中存在一點電荷產(chǎn)生的電場，其中a、b兩點的電場強度方向如圖所示，a點的電場方向與ab連線成60角，b點電場方向與ab連線成30角，則以下關于a、b兩點電場強度Ea、Eb及電勢φa、φb的關系正確的是 A．Ea=3Eb，φa>φb B．Ea=3Eb，φa<φb C．，φa>φb D．，φa<φb 在點電荷 Q形成的電場中有一點A，當一個–q的檢驗電荷從電場的無限遠處被移到電場中的A點時，電場力做的功為W，則檢驗電荷在A點的電勢能及電場中A點的電勢分別為 A． B． C． D． 如圖所示，在勻強電場中有A、B兩點，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點，第一次沿直線AB移動該電荷，電場力做功為；第二次沿路徑ACB移動該電荷，電場力做功；第三次沿曲線AB移動該電荷，電場力做功為，則 A． B． C． D． 如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩點電荷的連線，且a與c關于MN對稱，b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上。下列說法正確的是 A．b點場強小于d點場強 B．b點電勢低于d點電勢 C．試探電荷+q在a點的電勢能小于在c點的電勢能 D．a(chǎn)、b兩點的電勢差等于b、c兩點的電勢差 如圖所示，虛線 a、b、c代表電場中的三個等勢面，實線為一帶正電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知 A．三個等勢面中，a 的電勢最高 B．帶電質(zhì)點通過P點時的電勢能較小 C．帶電質(zhì)點通過P點時的動能較大 D．帶電質(zhì)點通過P點時的加速度較大 【參考答案】 B 最早提出用電場線描述電場的物理學家是法拉第，不是富蘭克林，故A錯誤；場強處處為零的區(qū)域內(nèi)，任意兩點的電勢差為零，則電勢一定處處相等，故B正確；電勢降落的方向不一定是場強方向，只有電勢降落最快的方向才是場強方向，故C錯誤；同一電場中等差等勢面分布越密的地方，場強一定越大，但電勢不一定越高，故D錯誤。 B 電場中電勢相等的各個點構成的面叫做等勢面，如果兩個等勢面相交的話，那么交點只有一個電勢值，而它又屬于兩個不同的等勢面上的點，電勢應該不等，前后矛盾，所以電勢不同的等勢面不可能相交。故A錯誤；電荷在等勢面上移動時，電荷的勢能不變，如果電場線不與等勢面垂直，那么電荷的移動必然會受到電場力沿電荷運動方向的作用，電荷的勢能必然變化，與等勢面上勢能處處相等矛盾，故電場線與等勢面處處相互垂直，故B正確；電場強度的大小與電勢的高低沒有關系，所以同一等勢面上各點電場強度不一定相等，故C錯誤；負電荷在等勢面高的位置的電勢能小，所以將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電勢能增大，電場力做負功，故D錯誤。 【名師點睛】此題是考查電場中電勢相等的各個點構成的面叫做等勢面；沿著等勢面移動點電荷，電場力不做功。電場線與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。負電荷在等勢面高的位置的電勢能小。電場強度與電勢的關系，注意電場強度是從力的角度對電場進行描述，而電勢是從能量的角度對電場進行描述，所以兩者無直接關系，也就是說場強大的地方電勢不一定高，場強為零時電勢不一定為零。 A 依題意，–q的檢驗電荷從電場的無限遠處被移到電場中的A點時，電場力做的功為W，則電荷的電勢能減小W，無限處電荷的電勢能為零，則電荷在A點的電勢能為EpA=–W，A點的電勢，故A正確。 C 第一次沿直線AB移動該電荷，電場力做功為W1；第二次沿路徑ACB移動該電荷，電場力做功；第三次沿曲線AB移動該電荷，電場力做功為，三個過程，始末兩點的位置相同，電場力的功的值只跟始末兩點的位置有關，而和所經(jīng)過的路徑的形狀無關，所以，C正確。 【名師點睛】本題考查靜電力做功的特點，電荷在靜電場中從一點移到另一點時，電場力的功的值只跟始末兩點的位置有關，而和所經(jīng)過的路徑的形狀無關。D 電荷所受電場力指向軌跡內(nèi)側，由于電荷帶正電，因此電場線指向右下方，沿電場線電勢降低，故c等勢線的電勢最高，a等勢線的電勢最低，故A錯誤；根據(jù)質(zhì)點受力情況可知，從P到Q過程中電場力做正功，動能增大，電勢能降低，故P點的電勢能大于Q點的電勢能，故BC錯誤；由圖可知，等勢線密的地方電場線密，場強大，故P點電場強度大，電場力大，根據(jù)牛頓第二定律，加速度也大，故D正確。