练习6-0 静电场5
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高中物理静电场练习题1、如下图,中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接,电源电压为U 。
将一带电小球从两小孔的正上方P 点处由静止释放,小球恰好能够到达B 板的小孔b 点处,然后又按原路返回。
那么,为了使小球能从B 板 的小孔b 处出射,以下可行的方法是〔 〕A.将A 板上移一段距离B.将A 板下移一段距离C.将B 板上移一段距离D.将B 板下移一段距离2、如下图,A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A 、B 、C 三点的电势分别为1V 、6V 与9V 。
那么D 、E 点的电势分别为〔 〕A 、+7V 、+2V 与+1VB 、+7V 、+2V 与1VC 、-7V 、-2V 与+1VD 、+7V 、-2V 与1V3、质量为m 、带电量为-q 的粒子〔不计重力〕,在匀强电场中的A 点以初速度υ0沿垂直与场强E 的方向射入到电场中,粒子到达B 点时的速度大小为2υ0,A 、B 间距为d ,如下图。
那么〔1〕A 、B 两点间的电势差为〔 〕A 、q m U AB 232υ-= B 、q m U AB 232υ= A B a b P · m 、。
。
U + - E B·C 、q m U AB 22υ-=D 、qm U AB 22υ= 〔2〕匀强电场的场强大小与方向〔 〕A 、qd m E 221υ=方向水平向左 B 、qd m E 221υ= 方向水平向右 C 、qd m E 2212υ= 方向水平向左 D 、qdm E 2212υ= 方向水平向右 4、一个点电荷从竟电场中的A 点移到电场中的B 点,其电势能变化为零,那么〔 〕A 、A 、B 两点处的场强一定相等B 、该电荷一定能够沿着某一等势面移动C 、A 、B 两点的电势一定相等D 、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直5、在静电场中〔 〕A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场线的方向电势是不断降低的6、一个初动能为E K 的带电粒子,沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中,飞出时该粒子的动能为2E K ,如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍,那么当它飞出电场时动能为〔 〕A 、4E KB 、KC 、5E KD 、8E K7、如下图,实线为一簇电场线,虚线是间距相等的等势面,一带电粒子沿着电场线方向运动,当它位于等势面φ1上时,其动能为到等势面φ3上时,动能恰好等于零,设φ2=0,那么,当粒子的动能为8eV 时,其电势能为〔 〕A 、12eVB 、2eVC 、10eVD 、08、如图10—7所示,在两电荷+Q 1与-Q 2连线的延长线上有a 、b 、c 三点,测得b 点的场强为零。
高中物理《静电场专项复习》(人教版)练习题1.如图所示,MN 是负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a 到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示,则该带电粒子在a 点的加速度一定 在b 点的加速度.带电粒子在a 点的电势能一定 在b 点的电势能.(填“大于”、“小于”式“等于”)。
2.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正电荷(电荷量小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器两极板间的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么( )多选A .U 变小,E 不变B .E 变大,W 变大C .U 变小,W 不变D .U 不变,W 不变3.平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,如图所示,那么( )多选A .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大B .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变C .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大D .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变4.如图所示,一个质量为m 、带电量为q 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入,不计粒子所受的重力.当粒子的入射速度为v 时,它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上.现欲使质量为m 、入射速度为2v 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,在以下的仅改变某一物理量的方案中,可行的是( )多选A .使粒子的带电量减少为原来的14B .使两板间所接电源的电压减小到原来的一半C .使两板间的距离增加到原来的2倍D .使两极板的长度减小为原来的145.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一点电荷.现将质量为m 、电荷量为q 的小球从半圆形管的水平直径端点A 静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力.若小球所带电量很小,不影响O 点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在B 点处的电场强度的大小为( )A .mg qB .2mg qC .3mg qD .4mg q6.真空中有一带电粒子,其质量为m ,带电荷量为q ,以初速度0v 从A 点竖直向上射入水平方向的匀强电场,如图所示.粒子在电场中到达B 点时,速度方向变为水平向右,大小为20v ,则该匀强电场的场强E=______,A 、B 两点间电势差U AB =______。
大物练习题(一)1、如图,在电荷体密度为ρ的均匀带电球体中,存在一个球形空腔,若将带电体球心O指向球形空腔球心O'的矢量用a表示。
试证明球形空腔中任一点电场强度为 .A、3ρεa B、ρεaC、2ρεa D、3ρεa2、如图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R.试求环中心O点处的场强A、2πRλε- B、πRλε-C、00ln22π4λλεε+ D、00ln2π2λλεε+3、 如图所示,一导体球半径为1R ,外罩一半径为2R 的同心薄导体球壳, 外球壳所带总电荷为Q ,而内球的电势为0V ,求导体球和球壳之间的电势差 (填写A 、B 、C 或D ,从下面的选项中选取)。
A 、1020214R Q V R R πε⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B 、102024R Q V R R πε⎛⎫- ⎪⎝⎭C 、0024Q V R πε- D 、1020214R Q V R R πε⎛⎫⎛⎫+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭4.如图所示,电荷面密度为1σ的带电无限大板A 旁边有一带电导体B ,今测得导体表面靠近P 点处的电荷面密度为2σ。
求:(1)P 点处的场强 ;(2)导体表面靠近P 点处的电荷元S ∆2σ所受的电场力 。
A 、20σεB 、202σεC 、2202S σε∆D 、220S σε∆5.如图,在一带电量为Q 的导体球外,同心地包有一各向同性均匀电介质球壳,其相对电容率为r ε,壳外是真空,则在壳外P 点处(OP r =)的场强和电位移的大小分别为[ ]Q Opr(A )2200,44r Q QE D rr εεε==ππ; (B )22,44r Q QE D r r ε==ππ; (C )220,44Q QE D r r ε==ππ; (D )2200,44Q QE D r r εε==ππ。
6、在一点电荷产生的静电场中,一块电介质如图放置,以点电荷所在处为球心作一球形闭合面,则对此球形闭合面: (A )高斯定理成立,且可用它求出闭合面上各点的场强;(B )高斯定理成立,但不能用它求出闭合面上各点的场强; (C )由于电介质不对称分布,高斯定理不成立; (D )即使电介质对称分布,高斯定理也不成立。
静电场练习题一、单选题(本大题共18小题,共72.0分)1.如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E.若再将另一等量异种点电荷-Q放在d点时,则()A. b点场强大小为EB. c点场强大小为EC. b点场强方向向左D. c点电势比b点电势高2.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()A. B,D两点的电场强度不相同B. A点的电场强度大于C点的电场强度且两点电场强度方向相同C. 一电子在B点的电势能大于在C点的电势能D. 一电子沿对角线B→O→D路径移动电场力不做功3.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A,B,C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点。
则下面关于A,B,C三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是( )A. E A=E C>E B;φA=φC>φBB. E B>E A>E C;φA=φC>φBC. E A<E B,E A<E C;φA>φB,φA>φCD. E A=E C>E B;三点电势的高低无法判断,因为零电势点未规定4.两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点.取无限远处的电势为零,一带负电的试探电荷q,在静电力作用下运动,则()A. 若q从A点由静止释放,由A点向O点运动的过程中,加速度大小一定先变大再减小B. 若q从A点由静止释放,其将以O点为对称中心做往复运动C. q由A点向O点运动时,其动能逐渐增大,电势能逐渐增大D. 若在A点给q一个合适的初速度,它可以做类平抛运动5.如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中一定正确的是()A. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C. 点电荷运动在O点时加速度为零,速度达最大值D. 点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到点电荷速度为零6.如图,实线是电场线,一带负电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中,其速率-时间图象是选项中的()A. B. C. D.7.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,实线是电场线,下列说法正确的是A. 粒子在a点时的加速度比在b点时的加速度小B. 从a到b过程中,粒子的电势能不断减小C. 无论粒子带何种电,经b点时的速度总比经a点时的速度小D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高8.某电场的电场线分布如图所示(实线),以下说法正确的是()A. c点场强大于b点场强B. b和c处在同一等势面上C. 若将一试探电荷+q由a点移动到d点,电荷的电势能将增大D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点,可判断该电荷一定带负电9.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q,电势分别为φP和φQ,则()A. E P>E Q,φP>φQB. E P>E Q,φP<φQC. E P<E Q,φP>φQD. E P<E Q,φP<φQ10.不带电的空腔导体P置于电场中,其周围电场线分布如图所示,a、c为电场中的两点,b为导体空腔内的一点,则()A. a、b、c三点的电场强度依次减小B. a、b、c三点的电势依次降低C. 负试探电荷在a点的电势能比在b点的大D. 正试探电荷从a点移到c点的过程中,克服电场力做功11.如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虛线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点,不计重力。
高二物理下册静电场单元练习题参考通用一篇高二物理下册静电场单元练习题参考 1A.它们都只对点电荷或点电荷的场才成立.B.①②只对点电荷或点电荷的场成立,①对任何电场都成立.C.①①只对点电荷或点电荷的电场成立,②对任何电场都成立.D.①②③适用于任何电场.2、下列说法正确的是( )A.电场强度的方向总是和电场力方向相同B.用负电荷受到的电场力跟它电量的比值也可求出场强的大小C.根据公式E=F/q可知,电场中某点场强的大小跟电场力的大小成正比,跟放入该点的点电荷的电量成反比D.电场中某点场强的方向与放入电场中该点的电荷的正负性有关3、在电场中某点放一检验电荷,其电量为q,受到的电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,下列说法正确的是( )A.若移去检验电荷,该点的电场强度变为零.B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷,该点的场强就变为E/2.C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷,该点场强大小仍为E,但场强的方向变为与原来相反的方向.D.若在该点放一个电量为-q/2的检验电荷,则该点的场强大小仍为正,方向与原来的方向相同.4、下列关于电场的叙述中正确的是( )A.两个未接触的带电体发生了相互作用,这一定是电场引起的B.只有当电荷间发生相互作用才产生电场.C.只要有电荷存在,其周围就存在电场.D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用.5、关于点电荷产生的电场,下列说法中正确的是( )A.当某点与点电荷距离r时,该点场强E0B.当某点与点电荷间距离r时,该点电场强度EC.没有两个点的场强是相同的D.与点电荷距离相等的.点处的场强是相同的.6、在真空中,两个等量异种点电荷电量均为q,相距r,两点电荷连线中点处的强场为A.OB. 2Kq/r2C.4Kq/r2D.8Kq/r27、带电粒子只受电场力作用而运动,若轨迹与电场线重合,则可以判定( )A.电场线必为直线.B.粒子的初速度必定为零.C.粒子的初速度必定沿电场线方向.D.粒子的初速度或者为零,或者与电场线共线.8、关于电场中某点的电场强度,正确说法是( )A.其大小与检验电荷所受电场力成正比.B.其大小等于单位电荷在该点受到的电场力.C.其大小与场源电荷的电量无关.D.其方向就是电荷在电场中的受力方向.。
练习6 静电场电荷及其相互作用 6.1 讨论下列问题:(1) 电从何来? 通常说“某物体带电”, 意味着什么?(2) 摩擦和感应是常用的两种起电方式, 试分析它们的起电机理。
现给你两个装在绝缘架上的金属球壳, 你用什么办法可使它们( a )带同号电荷; ( b )带异号电荷。
[分析与解答](略)6.2 下列说法中哪些是错的, 并指出错在哪里: (1) 库仑定律只适用于点电荷;(2) 把质量为m, 荷电为q 的点电荷,在电场中由静止释放, 则该点电荷将沿电场线运动;(3) 根据库仑定律204/r Qq F πε=, 可知, 当r →0 时, F →∞;(4) 两块面积相同, 相距为d 的极板, 带电荷分别为+q , -q , 则其间的作用力为2024/d q F πε-=.[分析与解答] (1)正确.(2)错误.因为电场线的切线方向是电场强度的方向,也就是点电荷的受力方向(或加速度的方向),而运动方向是由速度方向决定的.当电场线是直线时,此说法成立,当电场线是曲线时,此说法不成立.(3)错误.因为库仑定律只适用于点电荷,当r →0时带电体1q 和2q 已经不能看作是点电荷了.库仑定律0221041r r q q Fπε=不再适用,故由此得出的F →∞也就没有意义了.(4)错误.因为两带电平板不一定可以看作是点电荷,则用库仑定律22041d q F -=πε来计算它们之间的受力大小是不正确的.只有当间距d 远远大于平板线度时,才可以将带电平板看作是点电荷,才能由上式来计算,而当间距d 远远小于平板线度时,应由无限大带电平面公式来计算,当间距d 不满足上述条件时,其受力大小较复杂.6.3 估算以下各题(不要求精确计算) , 以帮助建立某些数量级的概念。
(1) 中子是由一个荷电2 e/ 3 的上夸克和两个荷电- e/ 3 的下夸克构成。
设中子内两个下夸克之间相距2.6×10-15 m , 若把它们当做经典粒子处理。
求它们之间的相互作用力。
(2)一原子核中两个质子之间的距离约为5×10-15m, 试估算它们之间的静电斥力。
这个力到底有多大? 你不妨计算这样的问题: 在重力场中, 这个斥力能支撑一个多大质量的物体, 使其不掉下来?( 正因为静电斥力远远大于万有引力, 要使原子核保持稳定, 人们推测核内必然存在另一种更强大的凝聚力, 这就是强相互作用。
)[分析与解答] (1)由库仑定律:F =041πε.221r q q =41πε.231⎪⎭⎫⎝⎛-e /()215106.2-⨯ =9()2152199)106.2(106.19110--⨯⨯⨯⨯⨯=3.78N (斥力) (2)库仑斥力F e =041πε22r e =215199105106.1109⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯--=9.2N 令 F e =mg 得 m=g F e =8.92.9=0.94kg 表明,核中两个质子间的斥力大小可支撑0.94kg 的物体. 电场强度E6.4 试讨论:(1) E 是从力的角度表征电场物质性的物理量。
既然前面已引入了静电库仑力F , 为什么还要引出E 呢?(2) 图中, ±Q 表示场源电荷, ±q 表示试验电荷, r 为点P 到场源的距离,试分别画出图示的6 种情况下, ±q 在点P 的受力方向和该点E 的方向。
由此, 你从中能得到什么结论。
题6.4(2) 图(3) 试用电场线表示均匀电场和非均匀电场。
[分析与解答](略)6.5 判断下列说法, 若是错误的, 请指出错在何处, 并说明正确的结论。
(1) 两根电场线不会相交, 表明电场中任一点的E 只有一个方向, 即电场线的延伸方向;(2) 电荷在电场中某点受力很大, 则该点E 必很大; (3) 电荷在电场中某点受力的方向, 即为该点E 的方向;(4) 两个点电荷q 1 ,q 2 在空间的位置不变, 现引入试验电荷q 0 , 则空间各点的电场强度以及q 1 ,q 2之间作用力均发生变化;(5)地球表面有电场存在,而电子在电场中受到向上的静电力,可见,该处的E 方向向下。
[分析与解答](1)错误。
因为电场强度E 的方向不是电场线的延伸方向,而是切线方向。
(2)错误。
因电荷受力E q F=的大小不仅与电场强度的大小有关,而且与q 的大小也有关。
若q 很大时,即使电场强度的量值不是很大,该电荷的受力也是很大的。
(3)错误。
对正电荷而言,受力的方向就是电场强度E 的方向,而对负电荷来说,受力的方向应是电场强度E 的反方向。
(4)错误。
引入试验电荷不会影响原电场的分布。
(5)正确。
6.6 在阅读、研究教材上的几个典型例题的基础上填空、小结。
(1) 点电荷电场中某一点的E =_______ ;(2) 根据电场强度叠加原理, 点电荷系的电场强度E = ;(3) 小结一下用微元法计算连续带电体电场中任一点E 的思路、方法和必须注意的一些问题。
在此基础上求解以下各题。
6.7 水平放置的均匀带电细棒, 长为l , 电荷为q 。
试求其自身延长线上离棒中心为r 处一点的电场强度E 。
[分析与解答] 取dx ,其上带电荷 dx lqdx dq ==λ dq 在p 点激发的电场强度dE 为 i x r dq E d20)(41-=πε 则整个细杆所带电荷在p 点的电场强度E 为()i l r qi l r li x r dx E d E ll )4(441412202202220-=-=-==⎰⎰+-πελπελπε6.7 (2)电荷元d q = λd x =lqd x , 2分 在棒的垂直平分线上, d E=041πε()22rx dx+λ,方向如图。
2分由对称性分析: d E = 2d E sin θ sin 22xr r +=θ 2分∴ ()⎰+⋅⋅=2232202l rx rdx E πελj =22042l y r q +πεj2分6.8 如图所示, 一半无限长均匀带电细杆,其电荷线密度为λ, 试求距杆端点为d 的P 点的电场强度。
[分析与解答] dE P 02πελ=(解答略)题6.8图6.9 已知无限大均匀带电平板周围的电场强度02εσ=E ,试用叠加法直接写出图中a,b,c 区域的E ,并讨论一下如果要求解两极板间的相互作用力,怎么处理?[分析与解答] 取向右为x 轴正方向。
(甲)图中:00022a E σσσεεε=--=- 0b E = 00022c E σσσεεε=++= (乙)图中:0a E = 0b E σε=0c E = 欲求题设两无限大均匀带电极板间的相互作用力,需用下式,200..22sF qE s σσσεε===式中S 为极板面积。
[分析与解答]由均匀带电圆环在轴线上一点的场: ()i x R qxE2322041+=πε 2分将平面视为许多同心的半径为从0→∞的细圆环组成,取任一个以o 为中心,半径在dr r r +→之间的细圆环为点电荷元, d dr r q ⋅⋅=πσ2 2分()023220241εσπεx x r dqx dE dE X ⋅=+⋅==∴()2322x r drr +⋅ 2分故整个带电平面在P 点的场为:()i i x r dr r x E d E 002322022εσεσ=+⋅⋅==⎰⎰∞ 2分 2) B 板受力大小:i S i Q E Q F02022εσεσ=⋅=⋅= 2分3) 同上可讨论A 板受力。
电场力做功的特性6.10 电场力做功具有什么特性? 并讨论下列各式的意义:(1) l d E q A b a∙=⎰; (2) l d E q W aa ∙=⎰∞(3)l d E q qW p P∙=⎰∞; (4)⎰=∙Ll d E 0(5) ⎰∙=Ll d E 'ε ( 'E为非静电性电场的电场强度)[分析与解答]电场力做功与路径无关,只与始末位置有关。
(1)l d E q A b a∙=⎰表示将点电荷q 从场点a 移到b 电场力所做的功;(2) l d E q W aa∙=⎰∞表示将点电荷q 从场点a 移到∞远处电场力所做的功,即q 位于场点a时,系统拥有的电势能;(3) l d E q qW p P∙=⎰∞表示单位正电荷在场点P 时,系统具有的电势能,即该场点的电势; (4)⎰=∙Ll d E 0称为静电场的环路定理,它表明静电场是保守场;(5)⎰∙=Ll d E'ε称为电动势,它表明非静电性,电场是非保守场。
6.11 如图所示, OCD 是以B 为圆心、R 为半径的半圆, AB = 2R , A 处有- Q , B 处有+Q , 现引进试验电荷±q 。
请填空并回答问题。
(1) +q 在点O 时系统的电势能W 0 = , 在点D 时系统的电势能W D = ; -q 在点O 时系统的电势能W 0′ = ; 在点D 时系统的电势能W D ′= 。
(2) 把+q 从点O 沿OCD 移到点D , 电场力对它做功为多少? (3) 把-q 从点D 沿AB 延长线移到∞ 处, 电场力对它做功为多少? (4) 把±q 沿OCDBO 运动1 周, 电场力对它们做功为多少 [分析与解答]电场力做的功()0.b b a aA q E dl W W ==--⎰(1) +q 在O 点的电势能 题6.11 图0000434D Q Q W qU q R R πεπε⎡⎤-==+=⎢⎥⨯⎣⎦在D 点的电势能 00004346D Q Q qQW qU q R R R πεπεπε⎡⎤-==+=⎢⎥⨯⎣⎦ 同理,-q 在O 点的电势能 00D W qU =-=在D 点的电势能 06D D qQW qU Rπε=-=-(2)电场力所做的功等于电势能增量的负值。
即()00066D O qQ qQA W W R R πεπε⎛⎫=--=--=-⎪⎝⎭ (3)取0W ∞=(无限远处为电势能零点)()00066D qQ qQA W W R R πεπε∞⎡⎤⎛⎫=--=--=-⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦(4)电场力是保守力,沿一封闭路径电场力做功为零,无论+q 和-q 沿OCDBO 移动一周,电场力做功都是零,即⎰=∙=Ll d E q A 0。
电势 U 6.12 试讨论:(1) U 是从功能角度表征电场物质性的物理量, 既然前面已引入电势能, 为什么还要引入电势U 呢?(2) 如何科学地定义电势?在场源电荷为有限分布的情况下, 其数学表达式为U = 。
(3) 电场线与等势面(线) 的关系如何?(4) 在下图(教材P256)所示的6 种情况下, 场源电荷为+Q 和- Q , 试验电荷为+q 和-q 。
当+q (或-q )分别置于A 、B 两点时, 试指出E 的方向, A , B 两点电势能大小和电势高低。