- 2021-05-14 发布 |
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文档介绍
专题7-3 电场的能的性质(2)-2019高考物理一轮复习考点大通关
方法2 比较电势高低的方法 诠释:比较电势高低的方法 (1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低; (2)根据UAB=φA-φB:若UAB>0,则φA>φB,若UAB<0,则φA<φB; (3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低。 题组6比较电势高低的方法 1.关于电势的高低,下列说法正确的是 ( ) A.沿着电场线的方向电势逐渐降低 B.电势降低的方向一定是电场线的方向 C.正电荷只在电场力的作用下,一定向电势低的地方移动 D.负电荷只在电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方移动 【答案】AD 2.(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示.c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则( ) A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低 【答案】ACD 3.如下图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷,则下图中 a、b两点电场强度和电势均相同的是 ( ) 【答案】C 【解析】:C图中a、b两点处在+q、-q连线的中垂线上,且关于两电荷连线对称分布,电场强度和电势均相同。 4.如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为+Q的小球P,带电荷量分别为-q和+2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P与M相距L,P、M和N视为点电荷,下列说法正确的是( ) A.M与N的距离大于L B.P、M和N在同一直线上 C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同 D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零 【答案】BD 【解析】:M、N处于静止状态,则M、N和杆组成的系统所受合外力为0,则FPM=FPN,即k=k,则有x=L,那么M、N间距离为(-1)L,故选项A错误,选项D正确;由于M、N静止不动,P对M和对N的力应该在一条直线上,故选项B正确;在P产生电场中,M处电势较高,故选项C错误。 点评:正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。 方法3 比较电势能大小的方法 诠释:判断电势能大小的常用方法 判断方法 电势能的变化 做功判断法 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加 电荷电势法 正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大 公式法 由Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大;Ep的负值越小,电势能越大 能量守恒法 在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反之,电势能增加 题组7比较电势能大小的方法 1.如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°。下列判断正确的是 ( ) A.O点电场强度为零 B.D点电场强度为零 C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大 D.若将点电荷-q从O移向C,电势能增大 【答案】BD 2.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,虚线表示等势线,两个带负电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点。取无穷远处为零电势点,将q1、q2分别移动到无穷远的过程中,静电力对两个点电荷做了相等的正功,则( ) A.A点的电势一定高于B点的电势 B.A点的电场强度等于B点的电场强度 C.q1所带的电荷量一定小于q2所带的电荷量 q1在A点的电势能一定大于q2在B点的电势能 【答案】C 3.地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场.一质量为1.00×10-4 kg、带电荷量为-1.00×10-7 C的小球从静止释放,在电场区域内下落10.0 m.对此过程,该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2,忽略空气阻力)( ) A.-1.50×10-4 J和9.95×10-3 J B.1.50×10-4 J和9.95×10-3 J C.-1.50×10-4 J和9.65×10-3 J D.1.50×10-4 J和9.65×10-3 J 【答案】D 【解析】:设小球下落的高度为h,则电场力做的功W1=-qEh=-1.5×10-4 J,电场力做负功,电势能增加,所以电势能增加1.5×10-4 J;重力做的功W2=mgh=9.8×10-3 J,合力做的功W= W1+W2=9.65×10-3 J,根据动能定理可知ΔEk=W=9.65×10-3 J,因此D项正确。 4.如图所示为一负点电荷Q产生的电场中的A、B两点,两点间的电势差为150 V.现有电荷量为7×10-6 C的电荷从B沿直线移到A,它的电势能变化量为 J;如果电荷从B沿图中曲线移到A,则它的电势能又变化 J。A点电势比B点的电势 。(填“高”、“低”) 【答案】减少1.05×10-3 J 减少1.05×10-3 J φB>φA 点评:正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。 方法4 利用“等分法”确定匀强电场中电势及场强方向的方法 诠释:在匀强电场中同一直线上,若B是A、C的中点,则B点电势等于A、C两点电势的算术平均值。 题组8利用“等分法”确定匀强电场中电势及场强方向的方法 1.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点,A、B、C三点电势分别为3.0 V、4.0 V、5.0 V,正六边形所在平面与电场线平行,下列说法中正确的是( ) A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线 B.匀强电场的电场强度大小为10 V/m C.匀强电场的电场强度方向由C指向A D.将一个电子由B点移到D点,电子的电势能将减少1.6×10-19 J 【答案】:ACD 【解析】:CA两点的电势差为2 V,由U=Ed可知CA连线中点的电势为4 V,因此EB连线是电势为4 V的等势线,与此平行的DC、FA是电势为5 V、3 V的等势面,电场强度方向垂直等势面并由高电势点指向低电势点,即由C指向A,选项A、C正确;E= V/m,选项B错误;将一个电子由B点移到D点,电场力的功为W=eUBD=1.6×10-19 J,电势能减少1.6×10-19 J,选项D正确。 3.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1 cm的圆与两坐标轴的交点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=15 V、φB=3 V、φC=-3 V。由此可得D点的电势为( ) A.3 V B.6 V C.12 V D.9 V 【答案】:D 【解析】:由于电场为匀强电场,则φA-φB=φD-φC,解得φD=9 V,选项D正确。 4.如图所示,A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点,各点的电势分别为φA=5 V,φB=2 V,φC=3 V,H、F三等分AB,G为AC的中点,在下列各示意图中,能正确表示电场强度方向的是( ) 【答案】BC 5.如图所示,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,∠M=30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示,已知φM=φN,φF=φP,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则( ) A.点电荷Q一定在MP的连线上 B.连接PF的线段一定在同一等势面上 C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功 D.φP大于φM 【答案】AD 【解析】:根据题意,点电荷Q必在MN的中垂线和PF的中垂线的交点处,过F作MN的垂直平分线交 MP于O点,由几何关系可知ON恰好垂直平分PF,故点电荷Q一定位于O点,A项正确,由正点电荷的等势面分布特点可知B项错误;因为是正电荷形成的电场,将正电荷从P点搬运到N点,电场力做正功,C项错误;因为是正电荷形成的电场,越靠近场源电荷的等势面电势越高,D项正确。 6.如图所示,平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′,分别表示电势-4 V、-2 V、0 V、2 V、4 V的等势面,若AB=BC=CD=DE=2 cm,且与直线MN成30°角,则( ) A.该电场是匀强电场,场强垂直于AA′,且指向右下 B.该电场是匀强电场,场强大小为E=2 V/m C.该电场是匀强电场,距C点距离为2 cm的所有点中,最高电势为4 V,最低电势为-4 V D.该电场是匀强电场,距C点距离为2 cm的所有点中,最高电势为2 V,最低电势为-2 V 【答案】C 点评:匀强电场中相互平行的直线上,若A、B两点间距离lAB是C、D两点间距离lCD的n倍,则A、B两点间电势差UAB是C、D两点间的n倍。 方法5 解决电场中图像类问题的方法 诠释:(1)E-x图象 ①反映了电场强度随位移变化的规律; ②E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向; ③图线与x轴围。 (2)φ-x图象 ①描述了电势随位移变化的规律; ②根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向; ③斜率的大小表示场强的大小,斜率为零处场强为零。 题组9解决电场中图像类问题的方法 1.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对于原点对称分布,下列图中能正确描述电势φ随位置x变化规律的是 ( ) 【答案】A 【解析】:等量异种点电荷形成的电场在x轴上的电场线如图所示, 因为沿着电场线方向电势降低,所以,以正电荷为参考点,左右两侧电势都是降低的;因为逆着电场线方向电势升高,所以,以负电荷为参考点,左右两侧电势都是升高的。可见,在x轴上,正电荷所在位置电势最高,负电荷所在位置电势最低,符合这种电势变化情况的只有A选项。 2.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示。下列说法中正确的是( ) A.O点的电势最低 B.x2点的电势最高 C.x1和-x1两点的电势相等 D.O到x1和O到x3两点的电势差相等 【答案】C 3.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是( ) A.q1、q2为等量同种电荷 B.C点的电场强度大小为零 C.NC两点间电场强度方向沿x轴负方向 D.将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功 【答案】:AB 【解析】:如果q1、q2为等量异种电荷,从q1到q2,电势一直减小,所以选项A正确;C点切线水平,电场强度为零,B正确;从N到C电势逐渐减小,电场强度方向沿x轴正方向,C错误;N点移到D点,电势先减小后增加,电场力先做正功后做负功,D错误。 4.某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图象如图所示.x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB,电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx,电子在A、O、B三点的电势能分别为EpA、EpO、EpB.下列判断正确的是( ) A.φO>φB>φA B.EOx>EBx>EAx C.EpO查看更多