高中物理 《电势能、电势、电势差》典型例题

电势能和电势练习题§4电势能和电势【典型例题】【例1】在静电场中，下列说法中错误的是：（）电场强度为零的点，电势也一定为零电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等只在电场力作用下，正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动沿着电场线方向电势一定越来越低【解析】电场强度和电势是从不同的角度描述电场性质的两个物理量，前者从力的角度，后者从能量的角度，两者之间没有直接的对于关系。

在等量同种电荷形成的电场中，它们连线的中点电场强度为零，但电势却不为零；匀强电场的场强处处相等，而沿着电场线方向电势却在不断降低；正电荷在电场中的移动方向还和它的初速度方向有关，如果初速度是逆着电场线方向的，那么它移动的开始阶段从低电势向高电势。

电场线的方向是电势的降落的方向。

综上所述：A、B、C中的表述都是错误的。

【答案】A、B、C【例2】如图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点速度恰好为零，下列说法中正确的是：（）A、带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B、a点电势比b点的电势高C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D、a点的电场强度比b点的电场强度大【解析】带电质点在a点，由静止释放向上运动，说明电场力向上，且应满足Eaq＞mg，而又静止于b点，说明电场力仍向上，用Ebq=mg，选项A、D 正确，因不知质点的带电性质，故无法确定a、b 两点的电势高低，选项B错误，a到b的运动过程中，电场力和重力做功，由动能定理可知，W电+W重=0，因为W重为负值，故W电必为正值，而电场力做正功，电势能减小，即b点的电势能小于a点电势能，选项C错误。

【例3】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q，A、B是细杆上的两点，点A与Q、点B与的连线与杆的夹角均为 =37°。

一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过A 点时加速度为零，速度为3m/s ，取g=10m/s 2，求小球下落到B 点时的加速度和速度的大小。

专题31 电势能、电势、电势差1．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV，它的动能应为：（）A．8 eV B．13 eVC．20 eV D．34 eV【答案】C【名师点睛】由题，相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，根据能量守恒定律确定出电荷在b等势面上的电势能，写出电时的动能值；本题关键要根据电场力做功荷的总能量，再由能量守恒求出其电势能变为8eV与电势差的关系确定电荷的总能量。

2．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为：（）A.E=100V/m，竖直向下B.E=100V/m，竖直向上C.E=100V/m，水平向左D.E=100V/m，水平向右【答案】C【解析】根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左,两个相邻等势面相距2d cm =，电势差2U V =，则电场强度100/0.022U d E V m ===,故选项C 正确。

【名师点睛】电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势．根据匀强电场场强与电势差的关系U=Ed 求出电场强度的大小；本题考查电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系．公式U Ed =中，d 是沿电场线方向两点间的距离。

3．金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A 、B 两点到正电荷的距离相等，C 点靠近正电荷，则： （ ）A ．A 、B 两点的电势相等 B ．C 点的电势比A 点的低 C ．A 、B 两点的电场强度相等D ．C 点的电场强度比B 点的大 【答案】D【名师点睛】题要掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示场强的大小，顺着电场线电势逐渐降低，难度不大，属于基础题4．（多选）如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率，沿不同的方向，从A 点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定： （ ）A ．两个粒子的电性一定不同B ．粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大C ．经过B 、C 两点，两粒子的速度可能不等D ．两个粒子带电量一定不同 【答案】ABC5．有一个带电荷量q= -3×10-6 C 的点电荷，从某电场中的A 点移到B 点，电荷克服电场力做6×10-4 J 的功，从B 点移到C 点，电场力对电荷做9×10-4 J 的功，问： （1）AB 、BC 、CA 间电势差各为多少？（2）如以B 点电势为零，则A 点电势为多少？电荷在A 点的电势能为多少？ 【答案】（1）200V ；-300V ；100V （2）200V ；4610J --⨯【解析】电荷由A 移向B 克服电场力做功即电场力做负功，W AB = -9×10-4 J200V 300V 100V AC AB BC U U U =+=-=- 100V CA AC U U =-=（2）若0B ϕ=，由AB A B U ϕϕ=-得200V A AB U ϕ== 电荷在A 点的电势能64310200J 610J pA A E q ϕ--==-⨯⨯=-⨯【名师点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势能的关系，注意在运用W qU =计算时，W 的正负、q 的正负、电势差的正负都要代入计算．1．P 、Q 是某电场中一条电场线上的两点，一点电荷仅在电场力作用下，沿电场线从P 点运动到Q 点，过此两点的速度大小分别为v P 和v Q ，其速度随位移变化的图象如图所示．P 、Q 两点电场强度分别为E P 和E Q ；该点电荷在这两点的电势能分别为ε P ＞ε Q ，则下列判断正确的是： （ ）A．E P＞E Q，ε P＜ε Q B．E P＞E Q，ε P＞ε QC．E P＜E Q，ε P＜ε Q D．E P＜E Q，ε P＞ε Q【答案】A2．如图所示，真空中M、N处放置两等量异号点电荷，a、b、c表示电场中的3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，等势线b为中垂线，df平行于MN．已知一带正电的试探电荷从d点移动到f点时，该试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是：（）A．M点处放置的是正点电荷B．d点的电势高于f点的电势C．d点的场强与f点的场强完全相同D．将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点，电场力先做正功、后做负功【答案】D【解析】因正电荷由d到f，电势能增加，则电场力做负功，电势升高，故f点电势高于d点电势，则M点为负电荷，N点为正电荷，故A B错误；d点与f点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故C错误；将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到点，电势能先减小再增大到原来值，故电场力先做正功、后做负功，故D正确。

电势电势差电势能等势面（A卷）考测点导航1．电势差：⑴电荷在电场中两点移动时，电场力所做的功与电荷的电量的比值，叫做这两点间的电势差。

U AB=W AB/q是标量，与零电势点的选取无关。

⑵匀强电场中场强和电势差的关系：U=Ed AB（d AB为A、B间的距离在场强方向上的投影）2．电势：电场中某点的电势，等于该点与零电势点间的电势差。

在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功。

电势具有相对性，与零电势点的选取有关。

单位伏特（V）1V=1J/C3．电势能：⑴电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能叫做电势能。

与零电势点的选取有关。

⑵注意：①电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。

电势能的改变量等于电场力所做的功。

②电场力做功的特点及计算：电场力做功只与始末的位置有关，与路径无关。

W=qU AB适用于一切电场。

或W=FScosα(适用匀强电场)4．等势面（1）概念：电场中电势相等的点构成的面。

（2）特点：①在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。

②电场线与等势面垂直，由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③任意两个等势面不相交。

典型例题：1．关于电场中场强和电势的关系，下列说法哪些是正确的（）A．场强相同处，电势也一定相同；电势相同处，场强也一定相同B．场强相同处，电势不一定相同；电势相同处，场强也不一定相同C．电场中场强为零的区域电势处处相同D．电场中电势相同的位置，场强一定为零（该题考查了场强，电势的基本概念）2．如图31-A-1所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A．带电粒子所带电荷的电性B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大图31-A-1 D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大（该题以轨迹作为突破口，可以知道带电粒子必与源电荷为异种电荷）3．如图31-A-2所示，是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关电场情况的判断正确的是（）A．该电场一定是匀强电场B．场强E a一定小于E b图31-A-2C．电子具有的电势能εa一定大于εbD．电势φa一定低于φb（该题考查了电场力做正功，负功的判断，电场力做功和电势能的变化关系）4．有一个带电量q＝－3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6×10-4J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10-4J的功，求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高。

静电力做功与电势能一静电力做功与路径的关系1.静电力做功的特点:（1）静电力对电荷所做的功与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关.该结论适用于任何静电场。

（2）无论带电体在电场中做直线运动,还是做曲线运动，无论带电体只受静电力作用还是受多个力作用,无论静电力做正功还是负功,静电力做功的特点不变。

2。

静电力做功正负的判定:(1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功;夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时,电场力不做功。

(2）根据电场力与瞬时速度方向的夹角判断.此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。

夹角是锐角时，电场力做正功;夹角是钝角时,电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功。

（3）若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。

根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少,则电场力做负功.【思考·讨论】结合图示分析，试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿以下三种路径从A运动到B，(AB之间距离为L，AB连线与电场强度方向夹角为θ）,路径1:q沿直线从A到B；路径2:q沿折线从A到M、再从M到B;路径3:q沿任意曲线从A到B；静电力沿不同路径做的功分别是多少?相同吗？由此我们得到电荷在电场中移动时，静电力做功的特点是什么？（物理观念)提示:沿不同路径运动,q的初末位置相同，静电力做功均相同,静电力做的功W=qELcosθ,电荷在电场中移动时,静电力做功的特点是:静电力做功与运动路径无关，取决于初末位置的电势差。

【典例示范】如图所示，,匀强电场的电场强度，方向与AB平行,A、B间距为d,分别求点电荷沿图中三条路径从A运动到B 时,静电力对它所做的功。

【审题关键】序号信息提取①正电荷受力的方向与电场强度的方向相同②电荷受的力为恒力【解析】电荷从A到B静电力做的功是W AB=Fd=qEd,电荷从A到C再到B静电力做的功是W ACB=FLcosθ+FL′cos90°=qEd,电荷从A 到D再到B静电力做的功是W ADB=FL1cosα+FL2cosβ=qEd。

电场场强的叠加对于电场的叠加，始终把握住以下几点：①场强是矢量，故遵循平行四边形定则②观察电荷分布，特别是对称分布，可用填补法，使其对称③电荷均匀分布在杆或者金属丝，可考虑微元法，把每一微小段看成点电荷，利用点电荷电场公式2r Q k E =，再进行电场叠加1、图中a 、b 是两个点电荷，它们的电量分别为Q 1、Q 2，MN 是ab 连线的中垂线，P 是中垂线上，电荷连线上方的一点。

下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的左侧（ ）A.Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1<Q 2B.Q 1是正电荷，Q 2是负电荷，且Q 1>|Q 2|C.Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|<Q 2D.Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|>|Q 2|2、ab 是长为l 的均匀带电细杆，P 1、P 2是位于ab 所在直线上的两点，位置如图所示．ab 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为E 1，在P 2处的场强大小为E 2，则以下说法正确的是( )A ．两处的电场方向相同，E1>E 2B ．两处的电场方向相反，E 1>E 2C ．两处的电场方向相同，E 1<E 2D ．两处的电场方向相反，E 1<E 23、如图所示，用长为L 的金属丝弯成半径为r 的圆弧，但在A 、B 之间留有宽度为d 的间隙，且d 远远小于r ，将电量为Q 的正电荷均为分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。

静电场中的平衡分析受力分析，从平衡条件入手 ①合外力等于0；②00==合合；Y X F F1、如图所示，在水平向左的匀强电场中有A 、B 两个带电小球，平衡时的可能位置是图中的哪一个：（ ）2、质量分别为的两个小球A 、B ，带同种电荷且带电量分别为，其中q 1<q 2 ，m 1>m 2 ,现用长度均为l的绝缘轻质细线将两个小球A 、B 悬挂起来，平衡时细线与竖直方向的夹角分别为。

电势能和电势、电势差要点一、静电力做功的特点在电场中将电荷q 从A 点移动到B 点，静电力做功与路径无关，只与A 、B 两点的位置有关。

说明：（1）静电力做功的特点不仅适用于匀强电场，而且适用于任何电场；（2）只要初、末位置确定了，移动电荷q 做的功就是W AB 就是确定值。

【典型例题】类型一：静电力做功的特点例1、如图所示，在场强为E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点，连线AB 与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点。

若沿直线AB 移动该电荷，电场力做的功W 1＝__________；若沿路径ACB 移动该电荷，电场力做的功W 2＝__________；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做的功W 3＝__________。

由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是__________。

【答案】qELcos θ；qELcos θ；qELcos θ；与路径无关，只与初末位置有关【解析】由功的定义式W=Fscos θ可得，电场力所做的功等于电场力与电荷在电场力方向的分位移scos θ的乘积。

由图可以看出无论电荷沿哪个路径移动，电场力的方向总是水平向左的，电场力方向的分位移都是Lcos θ，所以电场力做的功都是qELcos θ，即电场力做功的特点是与路径无关，只与初末位置有关。

【变式】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷为圆心的某一圆周交于B 、C 两点，质量为m ，带电量为-q 的有孔小球从杆上A 点无初速度下滑,AB=BC=h,到B 点时的速度大小为3gh 。

求:（1）小球由A 到B 过程中电场力做的功； （2）AC 两点的电势差。

【答案】12AB W mgh = 2AC mgh U q =- 【解析】 因为Q 是点电荷，所以以Q 为圆心的圆面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件。

由A 到B 过程中电场力是变力，所以不能直接用W Fs =来解，只能考虑应用功能关系。

【例】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5 C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.2．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答案 D3．将一个电荷量为－2×10－8C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.答案 －25－74．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“<”)．试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．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.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.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．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.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 B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．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 B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．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．4．两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．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 P答案 A6．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cd答案 D7．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．。

电势电势差电势能一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）1．在静电场中，让质子逆着电场线的方向由A点移到B点，如图所示，则：（）A．电场力做正功，A点电势高于B点B．电场力做正功，A点电势低于B点C．电场力做负功，A点电势高于B点D．电场力做负功，A点电势低于B点【答案】D2．关于场强和电势,下列正确的是：（）A.在电场中a、b两点间移动电荷，电场力做总功为零，则电荷一定在等势面上移动B.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C.两个等量同种电荷的电场，从两电荷连线中点沿连线中垂线向外，电势越来越低，场强方向均相同，场强大小在减小D.两个等量异种电荷的电场中，从两电荷连线中点沿连线中垂线向外，电势均相等，场强方向均相同，场强大小在减小【答案】D3．如图是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子：（）A.在a、b两点加速度的大小B.电性与场源电荷的电性相同C.在a、b两点时速度大小va < vbD.在a、b两点的电势能Ea >Eb【答案】A4．a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向斜向下的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是：（）【答案】A5．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 <φQ 【答案】A6．如图所示，在匀强电场中有a 、b 、c 、d 四点，它们处于同一圆周上，且ac 、bd 分别是圆的直径，已知abc 三点的电势分别为ϕa =9V ，ϕb =15V ，ϕc =18V ，则d 点的电势为：（ ）A ．4VB ．8VC ．12VD ．16V 【答案】C7．如图所示， 虚线表示某电场的等势面， 一带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点的径迹如图中实线所示。

典型例题1——关于等势面
如图所示，在正的点电荷Q 的电场中有a 、b 两点，它们到点电荷Q 的距离21r r <。

（l ）a 、b 两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a 、b 两点，哪点电势能较大？（3）若a 、b 两点问的电势差为100V ，将二价负离子由a 点移到b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？
（l ）在点电荷＋Q 的电场中，它的等势面是以＋Q 为球心的半径不同的球面，如图中虚线所示，a 、c 在同一等势面上，c 、b 两点位于同一条电场线上．沿着电场线的方向是电势降低的方向，所以c 点电势高于b 点电势，a 点又与c 点等势，则a 点电势高于b 点电势．
（2）比较电势能的大小，可以利用电场力做功跟电势能变化的关系作出判定．一个负电荷由a 点移到b 点要克服电场力做功，根据功能关系，电荷电势能要增加，此负电荷在b 点电势能较大．
通过对正、负电荷的电势能大小的分析，可以有以下结论：正电荷放在电势越高的位置电势能就越大，而负电荷放在电势越低的位置电势能就越大．
（3）负离子由a 移到b 是克服电场力做功：
J 103.2J 100106.1221719--⨯=⨯⨯⨯===ab ab eU qU W 。

答：（l ）a 点高；（2）在b 点电势能大；（3）是克服电场力做功，17102.3-⨯=W J ．。

高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》典型题练习(含答案)B．___越大，电势差越小C．电势差越大，___越小D．电势差与场强无关正确答案：C解析：在匀强电场中，根据公式E=U/d可知，电场强度E 与电势差U成反比关系，即电势差越大，场强越小；电势差越小，___越大。

因此选项C正确。

2、（电场强度和电势能的关系）在电场中，一个电子从A点移动到B点，电子所具有的电势能减少Δε，电子所受的电场力F做功W，电子从A点到B点的距离为d，则下列说法正确的是（）A．Δε=F/dB．Δε=F×dC．Δε=W/dD．Δε=W×d正确答案：C解析：根据电势能的定义，Δε = εB - εA，根据电场力做功的公式，W = Fd，因此Δε = W/d。

因此选项C正确。

B。

沿着电场线方向，同一距离上的电势降落是相等的。

电势降低的方向与场强方向相同。

同一距离上电势差大的地方场强也大。

2、在非匀强电场中，场强与电势差的关系可以用U=Ed 或E=U/d来定性分析。

如图1所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，点a、b的电势分别为φa=-50V和φb=-20V，则a、b连线的中点c的电势φ应该是（B）。

A。

φc=-35VB。

φc>-35VC。

φc<-35VD。

无法判断φc的高低3、在平行的带电金属板A、B之间，存在匀强电场。

如图2所示，两板间距离为5cm，两板间的电压为60V。

问题如下：1）两板间的场强是多少？2）电场中有P、Q两点，P点距离A板0.5cm，Q点距离B板0.5cm，求P、Q两点之间的电势差是多少？3）如果B板接地，P、Q两点的电势是多少？解答：1）根据E=V/d，场强E=60V/0.05m=1200V/m。

2）根据U=Ed，P点的电势为φp=-60V，Q点的电势为φq=0V，所以P、Q两点之间的电势差为φp-φq=-60V。

3）如果B板接地，它的电势为零。

由于P、Q两点在同一电势面上，因此它们的电势相等。