判断电势高低的常用方法概括
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化学原电池电势高低的判断方法
化学原电池是指由两种不同金属或半金属和一个溶液组成的电池。
在化学原电池中,两种金属的电极和溶液中的离子发生氧化还原反应,产生电荷的流动,从而产生电势差。
化学原电池的电势高低取决于两种金属的化学反应能力和溶液
中的离子浓度。
在判断化学原电池电势高低时,可以根据以下方法: 1. 比较两种金属的化学反应能力。
一般来说,化学反应能力较强的金属会被氧化,放电,成为阴极,而化学反应能力较弱的金属会被还原,充电,成为阳极。
因此,化学反应能力较强的金属对应的电极电势较低,化学反应能力较弱的金属对应的电极电势较高。
2. 比较溶液中的离子浓度。
溶液中的离子浓度越高,产生的电荷数量就越多,电势差也就越大。
3. 根据标准电极电势表上的电势值进行判断。
标准电极电势表是一张用于比较不同金属电极电势差的表格,可以根据表格上的电势值来判断化学原电池电势高低。
在实际应用中,化学原电池的电势高低会影响电池的输出电压和电池寿命。
较高的电势差可以产生更大的输出电压,但是较高的电势差也会加速电池的腐蚀和损耗。
因此,在设计和选择化学原电池时,需要综合考虑电势高低和电池寿命等因素。
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电势⾼低的判断⽅法怎么判断
电势⾼低的判断⽅法:看“线”、看“⾯”、看“体”,下⾯⼩编整理了相关内容,来看⼀下吧!
电势⾼低怎么判断
看“线”,即判断电势⾼低⾸先要看电场线,作为贯穿整个静电场的电场线,除了可形象表⽰电场强度⼤⼩和⽅向外,还可由其来判断电势的⾼低,即:沿电场线⽅向电势降低最快。
这是判断电势⾼低最基本、最常⽤的⽅法。
看“⾯”,即看等势⾯。
在电场线的⽅向不能确定的情况下,利⽤等势⾯分布也是判断电势的有效途径。
等势⾯与场强⽅向垂直,等势⾯密集的地⽅场强⼤,且等势⾯上各点电势相等,在等势⾯上移动电荷不做功。
看“体”,即看电场中的导体是否处于静电平衡状态,处于平衡状态的导体是⼀个等势体,其表⾯是⼀个等势⾯。
当电场线的⽅向和等势⾯暂时不能确定时,看导体是否处于静电平衡状态也是判断电势⾼低的⼀种⽅法。
扩展资料带电量q的电荷由电场中某点A移到参考点O(即零势能点,⼀般取⽆限远处或者⼤地为这个零势能点),电场⼒做功WAO(将这个电荷从A点移⾄零势能点电场⼒做的功)跟这个电荷的电量q⽐值叫(AO两点电势差)A点电势。
电势是什么
静电场的标势称为电势,或称为静电势。
在电场中,某点电荷的电势能跟它所带的电荷量(与正负有关,计算时将电势能和电荷的正负都带⼊即可判断该点电势⼤⼩及正负)之⽐,叫做这点的电势(也可称电位),通常⽤φ来表⽰。
电势是从能量⾓度上描述电场的物理量,电场强度则是从⼒的⾓度描述电场。
电势差能在闭合电路中产⽣电流(当电势差相当⼤时,空⽓等绝缘体也会变为导体)。
电势也被称为电位。
电势高低及电势能大小的判断考点一电势高低及电势能大小的判断方法1.比较电势高低的方法(1)沿电场线方向,电势越来越低.(2)判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.2.电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.(2)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,动能减小,电势能增加.(多选)如图6-2-1所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是()图6-2-1A.把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减小B.把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加C.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加D.不论正电荷还是负电荷,从a到b电势能都逐渐降低【解析】若正电荷从a移到b,由于电场力方向和位移方向同向,电场力做正功,电荷的电势能减小,A对;若把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加,B对,C、D错.【答案】AB3.(2014·亳州模拟)实线为三条未知方向的电场线,从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子,a、b 的运动轨迹如图10中的虚线所示(a、b只受静电力作用),则()图10A.a一定带正电,b一定带负电B.静电力对a做正功,对b做负功C.a的速度将减小,b的速度将增大D.a的加速度将减小,b的加速度将增大解析由于电场线方向未知,故无法确定a、b的电性,选项A错;静电力对a、b均做正功,两带电粒子动能均增大,则速度均增大,选项B、C均错;a向电场线稀疏处运动,电场强度减小,静电力减小,故加速度减小,b向电场线密集处运动,故加速度增大,选项D正确。
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知识永远是你最坚强的后盾,它也会陪伴着你去迎战考试,以下是小编给大家整理的高二物理期末考的重要知识点,希望能帮助到你!高二物理期末考的重要知识点1电势高低的判断1、根据电场线的方向判断沿着电场线的方向,电势越来越低,也可以说电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
2、根据电场力做功判断正电荷在电场力作用下发生位移,若电场力做正功,则说明正电荷由高电势处向低电势处运动;若电场力做负功时,正电荷由低电势处向高电势处运动。
负电荷在电场力作用下发生位移,若电场力做正功,则说明负电荷由低电势处向高电势处运动;若电场力做负功,则说明负电荷由高电势处向低电势处移动。
3、根据点电荷电场中的场源电荷的电性判断若以无穷远处为零电势位置,则在正点电荷形成的电场中,电势永远为正值,离点电荷越远的地方,电势越低;在负点电荷形成的电场中,电势永远为负值,离点电荷越近的地方,电势越低。
4、利用电势能判断正电荷在电势越高的地方电势能越大,在电势越低的地方电势能越小;负电荷在电势越低的地方电势能越大,在电势越高的地方电势能越小。
5、利用电势的定义式判断利用公式q=EP/q计算时,将EP、q的正负号--起代人,通过的正负,比较该点和零电势位置间电势的相对高低。
高二物理期末考的重要知识点2一、电源和电流1、电流产生的条件:(1)导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液——正负离子;导电气体——正负离子和电子)(2)导体两端存在电势差(电压)(3)导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
2电流的方向电流可以由正电荷的定向移动形成,也可以是负电荷的定向移动形成,也可以是由正负电荷同时定向移动形成。
习惯上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明:(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。
感应电动势高低的判断方法
1.根据法拉第电磁感应定律:在匀强磁场中,导体匀速运动时所感应的电动势大
小为ε = Blv,其中B为磁感应强度,l为导体长度,v为匀速运动的速度。
因此,可以通过改变导体运动速度或磁场的强度来调节感应电势的大小。
2.利用右手定则:如果导体位于变化磁场中,则感应电流方向垂直于导体面,并
且遵循右手定则。
即右手弯曲导线方向,使得手指朝向磁力线的弯曲方向,则大拇指所指的方向就是感应电流的方向。
由于电流是在外电路从高电势流向低电势的,因此可以判断电势的高低。
3.利用比较法:采用电势和模拟电势的比较,或者电压和电流的比较。
如果以电
势比较法,则可以比较两个或多个物体之间的电势;如果以电压和电流比较法,可以以一个物体的电势作为参考,比较另一个物体的电压和电流,若另一个物体的电压和电流均大于此物体,则可认为这两个物体的电势是不同的。
揭秘:电势、电势能高低的两大判断方法
电势、电势能都是比较抽象的概念,是难点,但也是重要的考点,下面提供两种判断其高低的方法。
方法一:力——>功——>能推断法
在同一电场中,正负电荷所受电场力的方向不同,做功情况也往往不同,但从电场力做功与电势能变化的关系考虑,总有下列规律:电场力做正功,电势能减少;
电场力做负功,电势能增加。
电荷电势能的变化确定后,再依据电势与电势能的关系,就可确定电势的变化。
例:如图,虚线表示电场中的一簇等势线,相邻等势线之间的电势差相等,一电子以一定的初速度进入电场中,只在电场力作用下由M点运动到N点,运动轨迹如图中实线所示;试判断M、N两点电势的高低及电子在M、N两点电势能的大小关系。
首先,从电子做曲线运动的轨迹可知,电子所受电场力的方向指向轨迹凹侧,电子从M——>N,速度方向沿轨迹的切线方向,由于力的方向与速度方向夹角大于900,如图所示:
方法二:零电势中介法
针对题设条件,可首先确定电势为零的点的位置,然后依据电场线指向确定电势升降关系,进而再确定电势能的变化关系。
例:如图,在x轴关于原点o对称的两点固定放置等量异种电荷+Q和-Q,A、B为x轴上的两点,将点电荷+q从A点移到B点,其电势能如何变化?。
电磁感应中电势高低的判定方法
中国电磁感应中电势的高低判定,主要根据其电压和电流来进行判定。
电势又称电位,是指一个物体内能量和特性的度量,可以描述电路中导体之间的电动
势差。
电势一般有静电势(又称绝缘的或极化的电电位)和动电势(又称电流的或非极化
的电电位)两种。
电势也可以表示电路中开启和闭合的零件是否都会发生变化。
(1)电压来评价电势:即电压大,可将对象看作是高电势;反之,可将对象看作是
低电势。
如果从底部看,可以认为顶部是高电势,底部是低电势;如果从顶部看,可以认
为底部是高电势,顶部是低电势。
通过以上两种方法可以判断电磁感应中的电势高低,另外还可以采用比较的方法,来
确定一个物体是高电势还是低电势。
在比较的方法中可以采用电势和模拟电势的比较,也
可以采用电压和电流的比较。
如果以电势比较法,则可以比较两个或多个物体之间的电势,它们之间的电势高低是有差别的。
如果以电压和电流比较法,可以以一个物体的电势作为
参考,比较另一个物体的电压和电流,若另一个物体的电压和电流,均大于此物体,则可
认为这两个物体的电势是不同的。
电磁感应中电势高低的判定,可根据其电压、电流和比较来判断。
其中电压和电流可
以直接判断出物体的电势是高是低,而用比较的方法,需要参考一个物体之后,才可以判
断出另一个物体的电势是高是低。
电势的高低,决定着电路中对象的动态变化,是控制电
磁感应中物体的最主要的判断方法之一。
因此,正确的识别电磁感应中的电势,对控制电
磁感应中的物体有重要的意义,研究者和专业人士都需要重视这一点。
第四节电势能和电势【知识要点】要点一判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质,描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等,为了更好地描述电场,还有电场线、等势面等概念,可以从多个角度判断电势高低.1.在正电荷产生的电场中,离电荷越近电势越高,在负电荷产生的电场中,离电荷越近,电势越低.2.电势的正负.若以无穷远处电势为零,则正点电荷周围各点电势为正,负点电荷周围各点电势为负.3.利用电场线判断电势高低.沿电场线的方向电势越来越低.4.根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断.只在静电力作用下,电荷由静止开始移动,正电荷总是由电势高的点移向电势低的点;负电荷总是由电势低的点移向电势高的点.但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点.要点二理解等势面及其与电场线的关系1.电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直,电场在等势面上就有分量,在等势面上移动电荷,静电力就会做功),因此,电荷沿电场线移动,静电力必定做功,而电荷沿等势面移动,静电力必定不做功.2.在同一电场中,等差等势面的疏密也反映了电场的强弱,等势面密处,电场线密,电场也强,反之则弱.3.已知等势面,可以画出电场线;已知电场线,也可以画出等势面.4.电场线反映了电场的分布情况,它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线,而等势面是一系列的电势相等的点构成的面,可以是封闭的,也可以是不封闭的.要点三等势面的特点和应用1.特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时,静电力不做功.(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交.(3)电场线总是和等势面垂直,且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面.(4)在电场线密集的地方,等差等势面密集.在电场线稀疏的地方,等差等势面稀疏.(5)等势面是虚拟的,为描述电场的性质而假想的面.2.应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别.(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况.(3)由于等势面和电场线垂直,已知等势面的形状分布,可以绘制电场线,从而确定电场大体分布.(4)由等差等势面的疏密,可以定性地确定某点场强的大小.【问题探究】1.重力做功和静电力做功的异同点如何?相关因素电场中某一点的电势φ的大小,只跟电场本身有关,跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小正负电势沿电场线逐渐下降,取定零电势点后,某点的电势高于零者,为正值;某点的电势低于零者,为负值正点电荷(+q):电势能的正负跟电势的正负相同.负点电荷(-q):电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系φ=E pqE p=qφ3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画?(1)点电荷电场:等势面是以点电荷为球心的一簇球面,越向外越稀疏,如图1-4-5所示.图1-4-5(2)等量异种点电荷的电场:是两簇对称曲面,两点电荷连线的中垂面是一个等势面.如图1-4-6所示.在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低,φA>φA′;在中垂线上φB=φB′.图1-4-6(3)等量同种点电荷的电场:是两簇对称曲面,如图1-4-7所示,在AA′线上O点电势最低;在中垂线上O点电势最高,向两侧电势逐渐降低,A、A′和B、B′对称等势.图1-4-7【例题分析】一、电势能【例1】下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A.电荷在电场强度大的地方,电势能一定大B.电荷在电场强度为零的地方,电势能一定为零C.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少答案 D解析电荷的电势能与电场强度无直接关系,A、B错误;如果电荷的初速度为零,电荷只在静电力的作用下,做加速运动,电荷的电势能转化为动能,电势能减少,但如果电荷的初速度不为零,电荷可能在静电力的作用下,先做减速运动,这样静电力对电荷做负功,电荷的动能转化为电势能,电势能增加,所以C错误,D正确.二、判断电势的高低【例2】在静电场中,把一个电荷量为q=2.0×10-5C的负电荷由M点移到N点,静电力做功6.0×10-4 J,由N点移到P点,静电力做负功1.0×10-3 J,则M、N、P三点电势高低关系是________.答案φN>φM>φP解析首先画一条电场线,如上图所示.在中间位置附近画一点作为M点.因为由M→N静电力做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反,则可确定N点在M点左侧.由N→P静电力做负功,即沿着电场线移动,又因1.0×10-3 J>6.0×10-4 J,所以肯定移过了M点,即P点位于M点右侧.这样,M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.【对点练习】1.有一电场的电场线如图1-4-9所示,图1-4-9电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示,则() A.E A>E B,φA>φBB.E A>E B,φA<φBC.E A<E B,φA>φBD.E A<E B,φA<φB2.有关电场,下列说法正确的是()A.某点的电场强度大,该点的电势一定高B.某点的电势高,检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零,检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零,检验电荷在该点的电势能一定为零3.将一个电荷量为-2×10-8 C的点电荷,从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10-8 J,则M点电势φM=________ V.若将该电荷从M点移到N点,静电力做功14×10-8 J,则N点电势φN=________ V,MN两点间的电势差U MN =________ V.4.如图1-4-10所示.图1-4-10(1)在图甲中,若规定E p A=0,则E p B________0(填“>”“=”或“<”).(2)试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况.【常见题型】题型一静电力做功和电势能变化之间的关系如图1所示,图1把电荷量为-5×10-9C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”);若A点的电势U A=15 V,B点的电势U B=10 V,则此过程中静电力做的功为________ J.[思维步步高] 电势能变化和静电力做功有什么关系?负电荷从A点移动到B,静电力做正功还是负功?静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系?[解析]将电荷从电场中的A点移到B点,静电力做负功,其电势能增加;A点的电势能为E p A=qU A,B点的电势能为E p B=qU B,静电力做功等于电势能变化量的相反数,即W=E p A-E p B=-2.5×10-8 J.[答案]增加-2.5×10-8 J[拓展探究]如果把该电荷从B点移动到A点,电势能怎么变化?静电力做功的数值是多少?如果是一个正电荷从B点移动到A点,正电荷的带电荷量是5×10-9 C,电势能怎么变化?静电力做功如何?[答案]减少 2.5×10-8 J增加-2.5×10-8 J[解析]如果把该电荷从B点移动到A点,静电力做正功,电势能减少.静电力做功为2.5×10-8 J;如果电荷的带电性质为正电荷,从B点移动到A点,静电力做负功,电势能增加了,静电力做负功,数值为-2.5×10-8 J.[方法点拨]电场中的功能关系:①静电力做功是电荷电势能变化的量度,具体来讲,静电力对电荷做正功时,电荷的电势能减少;静电力对电荷做负功时,电荷的电势能增加,并且,电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值.②电荷仅受静电力作用时,电荷的电势能与动能之和守恒.③电荷仅受静电力和重力作用时,电荷的电势能与机械能之和守恒.题型二电场中的功能关系质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的.两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”);在距离较远时,它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”).作为一个简单的模型,设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为F =⎩⎨⎧ 0,0<r <r 1,-F 0,r 1≤r ≤r 2,0,r >r 2.式中F 0为大于零的常量,负号表示引力.用U 表示夸克间的势能,令U 0=F 0(r 2-r 1),取无穷远为零势能点.下列U -r 图示中正确的是( )[思维步步高] 零势能面的规定有何用处?无穷远处的势能和r =r 2处的势能是否相同?当r <r 1之后势能怎么变化?[解析] 从无穷远处电势为零开始到r =r 2位置,势能恒定为零,在r =r 2到r =r 1过程中,恒定引力做正功,势能逐渐均匀减小,即势能为负值且越来越小,此过程图象为A 、B 选项中所示;r <r 1之后势能不变,恒定为-U 0,由引力做功等于势能减少量,故U 0=F 0(r 2-r 1).[答案] B[拓展探究]空间存在竖直向上的匀强电场,图2质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中,微粒的运动轨迹如图2所示,在相等的时间间隔内( )A.重力做的功相等B.静电力做的功相等C.静电力做的功大于重力做的功D.静电力做的功小于重力做的功[答案] C[解析]根据微粒的运动轨迹可知静电力大于重力,故选项C正确.由于微粒做曲线运动,故在相等时间间隔内,微粒的位移不相等,故选项A、B错误.[方法点拨]电势能大小的判断方法:①利用E p=qφ来进行判断,电势能的正负号是表示大小的,在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断.②利用做功的正负来判断,不管正电荷还是负电荷,静电力对电荷做正功,电势能减少;静电力对电荷做负功,电势能增加.【课后作业】一、选择题1.一点电荷仅受静电力作用,由A点无初速释放,先后经过电场中的B点和C点.点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B、E C表示,则E A、E B 和E C间的关系可能是()A.E A>E B>E C B.E A<E B<E CC.E A<E C<E B D.E A>E C>E B2.如图3所示电场中A、B两点,图3则下列说法正确的是()A.电势φA>φB,场强E A>E BB.电势φA>φB,场强E A<E BC.将电荷+q从A点移到B点静电力做了正功D.将电荷-q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B3.如图4所示,图4某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上的两点.下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点场强一定大于N点场强C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功4.两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A.静电力做正功,电势能增加B.静电力做负功,电势能增加C.静电力做负功,电势能减少D.静电力做正功,电势能减少5.如图5所示,图5O为两个等量异种电荷连线的中点,P为连线中垂线上的一点,比较O、P 两点的电势和场强大小()A.φO=φP,E O>E PB.φO=φP,E O=E PC.φO>φP,E O=E PD.φO=φP,E O<E P6.在图6中虚线表示某一电场的等势面,图6现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b,图中cd为O点等势面的切线,则当电荷通过O点时外力的方向()A.平行于abB.平行于cdC.垂直于abD.垂直于cd7.如图7所示,图7固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点,已知MQ<NQ.下列叙述正确的是()A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则静电力对该电荷做功,电势能减少B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则该电荷克服静电力做功,电势能增加C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则静电力对该电荷做功,电势能减少D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,再从N点沿不同路径移回到M点;则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功,电势能不变二、计算论述题8.如图8所示,图8平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放.(1)求该粒子在x0处的电势能E p x0.(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.9.图9一根对称的“∧”型玻璃管置于竖直平面内,管所在的空间有竖直向上的匀强电场E.质量为m、带电荷量为+q的小球在管内从A点由静止开始沿管向上运动,且与管壁的动摩擦因数为μ,管AB长为l,小球在B端与管作用没有能量损失,管与水平面夹角为θ,如图9所示.求从A开始,小球运动的总路程是多少?10.如图10所示,图10一绝缘细圆环半径为r,其环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电荷量+q,质量为m的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时速度v A的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用.(1)求小环运动到A点的速度v A是多少?(2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球对圆环在水平方向的作用力F B 是多少?参考答案 【对点练习】1.答案 D2.答案 D3.答案 -2 5 -7解析 本题可以根据电势差和电势的定义式解决. 由W SM =qU SM 得U SM =W SM q =-4×10-8-2×10-8V =2 V而U SM =φS -φM ,所以φM =φS -U SM =(0-2) V =-2 V 由W MN =qU MN 得U MN =W MN q =14×10-8-2×10-8 V =-7 V而U MN =φM -φN ,所以φN =φM -U MN =[-2-(-7)] V =5 V4.答案 (1)< (2)见解析解析(1)A→B 移动正电荷,W AB >0,故E p A >E p B ,若E p A =0,则E p B <0. (2)甲中从A→B 移动负电荷,W AB <0,E p A <E p B 乙中从B→A 移动负电荷,W AB >0,E p A <E p B . 【课后作业】 一、选择题1.答案 AD解析 点电荷在仅受静电力作用的情况下,动能和电势能相互转化,动能最小时,电势能最大,故E A ≥E B ,E A ≥E C ,A 、D 正确.2.答案 BC解析 场强是描述静电力的性质的物理量;电势是描述电场能的性质的物理量,二者无必然的联系.场强大的地方电势不一定大,电势大的地方,场强不一定大,另根据公式E p =φq 知,负电荷在电势低的地方电势能反而大.3.答案 AC解析 由图示电场线的分布示意图可知,MN 所在直线的电场线方向由M 指向N ,则M 点电势一定高于N 点电势;由于N 点所在处电场线分布密,所以N 点场强大于M 点场强;正电荷在电势高处电势能大,故在M 点电势能大于在N点电势能;电子从M点移动到N点,静电力做负功.综上所述,A、C选项正确.4.答案 B解析异种电荷之间是引力,距离增大时,引力做负功,电势能增加.5.答案 A6.答案 D7.答案AD解析由点电荷产生的电场的特点可知,M点的电势高,N点的电势低,所以正电荷从M点到N点,静电力做正功,电势能减少,故A对,B错;负电荷由M点到N点,克服静电力做功,电势能增加,故C错;静电力做功与路径无关,负点电荷又回到M点,则整个过程中静电力不做功,电势能不变,故D对.二、计算论述题8.答案(1)-qEx0(2)见解析解析(1)粒子由x0到O处静电力做的功为:W电=-qEx0①W电=-(0-E p x0)②联立①②得:E p x0=-qEx0(2)在x轴上任取两点x1、x2,速度分别为v1、v2.F=qE=mav22-v21=2a(x2-x1)联立得12mv 22-12mv21=qE(x2-x1)所以12mv22+(-qEx2)=12mv21+(-qEx1)即E k2+E p2=E k1+E p1故在其运动过程中,其动能和势能之和保持不变.9.答案l tan θμ解析由题意知小球所受合力沿玻璃管斜向上,即qE sin θ>mg sin θ+F f ,小球所受管壁弹力垂直管壁向下,作出受力分析如右图所示.小球最终静止在“∧”形顶端,设小球运动的总路程为x ,由动能定理知:qEl sin θ-mgl sin θ-μ(qE cos θ-mg cos θ)x =0,解得x =l tan θμ.10.答案 (1)qErm (2)6qE解析 (1)小球在A 点时所受的静电力充当向心力,由牛顿第二定律得:qE =mv 2A r解得v A = qEr m(2)在B 点小球受力如右图所示,小球由A 运动到B 的过程中,根据动能定理qE·2r=221122B A mu mu -在B 点,FB 、qE 的合力充当向心力:2B B u F qE m r-=,得6B F qE =。
电池电势高低的判断方法
(1)沿电场线的方向,电势逐渐降低。
(2)对于正电荷,若将其从a点移动到b点,电场力做正功,则a点电势比b点高;若电场力做负功,则b点电势比a点高。
(3)对于负电荷,若将其从a点移动至b点,电场力搞势函数,则a点电势比b点高;若电场力做负功,则a点电势比b点低。
在具体一点的话,最简单的办法是由电场线判断,顺着电场线的方向电势降低;对正
电场做正功的过程中,电势也是降低的;对负电荷做负功的过程中,电势也是降低的。
我
们拿电池外接任意负载这样一个电路做分析,在该电路中,正电荷从电源正极经外电路移
动到负极,再经电源内部移动到正极,而负电荷从电源负极经过外电路移动到正极,再经
过电源内部从电
推论口诀:第一招看看“线”
即判断电势高低首先要看电场线,作为贯穿整个静电场的电场线,除了可形象表示电
场强度大小和方向外,还可由其来判断电势的高低,即:沿电场线方向电势降低最快。
这
是判断电势高低最基本、最常用的方法。
第二招看看“面”
看“面”,即看等势面。
在电场线的方向不能确定的情况下,利用等势面分布也是判
断电势的有效途径。
等势面与场强方向垂直,等势面密集的地方场强大,且等势面上各点
电势相等,在等势面上移动电荷不做功。
第三招看看“体”
看“体”,即看电场中的导体是否处于静电平衡状态,处于平衡状态的导体是一个等
势体,其表面是一个等势面。
当电场线的方向和等势面暂时不能确定时,看导体是否处于
静电平衡状态也是判断电势高低的一种方法。
判断电势高低的四种方法
判断电势高低的四种方法包括:
1. 比较法:将待测的电势与已知电势进行比较,如果待测电势高于已知电势,则判定为高电势,反之则判定为低电势。
2. 电位差法:在电路中测量两个位置之间的电位差,如果电位差为正,则表示电势高于另一个位置,如果电位差为负,则表示电势低于另一个位置。
3. 电荷移动法:通过观察电荷在电路中的移动方向来判断电势的高低。
电荷会从高电势区域向低电势区域移动。
4. 电场力法:根据电场力线的方向来判断电势的高低。
电场力线从高电势区域指向低电势区域。
在高电势区域,电场力线相互靠近,而在低电势区域,电场力线相互分开。
判断电势高低的常用方法
电势用来描述电场能的性质,知道了电场中不同位置的电势就可以求出电势差,借此可以讨论电场力做功、电能的转化、电流方向等问题。
因此实际问题中常需要我们判断电势的高低。
电势是标量,没有方向,但有正负,某点电势的高低与零电势点的选择有关。
现介绍判断电场中两点电势高低的一些常用方法。
一、据电势的定义判断
在电场中某一点电荷的电势能ε跟它的电荷量q 的比值,叫做这一点的电势,即q /εϕ=。
分析时应将q 、ε带符号带入q /εϕ=计算。
例1:将一正电荷从无穷远处移入电场中M 点,电势能减少了J 9100.8-⨯,若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点,电势能增加了J 9108.9-⨯,则下列判断正确的是( )
A. 0<<N M ϕϕ
B. 0>>M
N ϕϕ
C. 0<<M N ϕϕ
D. 0>>N
M ϕϕ 解析:取无穷远处电势为0,则正电荷
在M 点的电势能为J 9100.8-⨯-,负电荷在N 点的电势能为L 9
100.9-⨯。
由q /εϕ=,M 、N 点的电势00<<N M ϕϕ,,且||||M N ϕϕ>即0<<M
N ϕϕ,故C 正确。
二、据电势差的定义判断
电势差B A AB U ϕϕ-=。
若0>AB
U ,则B A ϕϕ
>;若0<AB U ,
则B A ϕϕ<;若0=AB U ,则B A ϕϕ=。
例2:在电场中A 、B 两点间电势差为V U AB 75=,B 、C 两点间电势差V U BC
200-=,则A 、
B 、
C 三点的电势高低关系为( ) A. C B A ϕϕϕ
>> B. B C A ϕϕϕ>> C. B A C ϕϕϕ>> D. A B C ϕϕϕ
>> 解析:因为B A AB U
ϕϕ-=075>=V ,所以B A ϕϕ> 因为0200<-=-=V U
C B BC ϕϕ,所以C B ϕϕ< 又0125)200(75<-=-+=+=V U U U
AB BC AC 。
所以C A ϕϕ< 则B A C ϕϕϕ>>,故选项C 正确。
计算时应注意将表示电势、电势差相对大小的正负号代入公式。
三、据电场线的方向与电势升降关系判
断
例3:如图1所示,A、B为带等量异种电荷的小球,将两个不带电的导体棒C、D 放在两球之间,当用导线将C棒端点x和D棒端点y连接起来的瞬间,导线中电流的方向是()
A. y
y→ C. 无电流流过 D.
x→ B. x
不能确定
图1
解析:导体棒C、D在异种电荷形成的电场中,由于静电感应,当达到静电平衡状态时,棒C、D各自为等势体,C、D左右两端带电情况如图1。
在静电场中电场线始于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远),因而可以粗略地画出电场中的电场线。
由于沿着电场线的方向电势越来越低,所以C的电势高于D的电势,当用导线将端点x和y连接瞬间,D上的自由电子受电场力的作用流向C与C上的
正电荷中和,则导线中的电流方向应该是y x →,故选项A 正确。
四、据电场力做功与电势能变化关系判断
电场力的功与电势能的关系B
A A
B W εε-=,而q /εϕ=,据具体题目综合分析比较。
例4:如图2所示,在真空中有两个等量的正电荷B
A q q 、,其连线的垂直平分线PQ 上有a 、b 两点,哪点的电势高
图2
解析:设想将一检验电荷q 从a 点沿PQ 移至b 点,移动过程中受到B A q q 、对它的作用力B A F F 、。
R 是PQ 上任意一点。
B A F F =。
由
几何知识可知,
B A F F 、的合力R F 与位移夹角为零,如图2,故将q 沿PQ 从a 到b 的过程中电场力作正功,则b
a b a ab W εεεε>>-=,0,又
根据电势定义q q b a //εε>,故b a ϕϕ>。
由静电力做功的特点可知,将q 沿任一路径从a 点移到b 点,电场力均作正功,因而总有b
a ϕϕ>,a 点电势比
b 点电势高。