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2019-2020年高中物理 每日一題之快樂暑假 第05天 電勢差（含解析）新人教版選修1 考綱要求：Ⅱ 難易程度：★★☆☆☆ 一個帶正電的質(zhì)點，電荷量q=2.010–9 C，在靜電場中由a點移到b點，在這過程中，除電場力外，其他外力做的功為–6.010–5 J，質(zhì)點的動能增加了8.010–5 J，則a、b兩點間電勢差Uab為 A．3.0104 V B．1.0104 V C．4.0104 V D．7.0104 V 【參考答案】D 【名師點睛】質(zhì)點在靜電場中由A點移到B點的過程中，電場力和其他外力對質(zhì)點做功，引起質(zhì)點動能的變化。電場力做功為Wab=qUab，然后根據(jù)動能定理求解a、b兩點間的電勢差Uab。對于研究質(zhì)點動能變化的問題，要首先考慮能否運用動能定理。 【知識補給】 電勢差 1．電勢差 電荷q在電場中A、B兩點間移動時，電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值，叫做A、B間的電勢差，也叫電壓。公式：，單位：伏（V）。 2．電勢差與電勢的關(guān)系：UAB=φA–φB，電勢差是標量，可以是正值，也可以是負值，而且有UAB=–UBA。 3．電勢差UAB由電場中A、B兩點的位置決定，與移動的電荷q、電場力做的功WAB無關(guān)，與零電勢點的選取也無關(guān)。 4．電場力做功與電場中的功能關(guān)系 （1）求電場力做功的幾種方法 ①由公式W=Flcos α計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為W=Eqlcos α。 ②由WAB=qUAB計算，此公式適用于任何電場。 ③由電勢能的變化計算：WAB=EpA–EpB。 ④由動能定理計算：W電場力+W其他力=ΔEk。 （2）電場中的功能關(guān)系 ①若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變。 ②若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變。 ③除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化。 ④所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化。 關(guān)于電勢差和電場力做功的說法中，正確的是 A．電勢差的大小由電場力在兩點間移動電荷做的功和電荷的電荷量決定 B．電場力在兩點間移動電荷做功多少由兩點間的電勢差和該電荷的電荷量決定 C．電勢差是矢量，電場力做的功是標量 D．在勻強電場中與電場線垂直方向上任意兩點的電勢差不一定為零 對于電場中A、B兩點，下列說法正確的是 A．電勢差的定義式UAB=，說明兩點間的電勢差UAB與靜電力做功WAB成正比，與移動電荷的電荷量q成反比 B．A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A點移到B點靜電力所做的功 C．將1 C電荷從A點移到B點，靜電力做1 J的功，這兩點間的電勢差為1 V D．電荷由A點移到B點的過程中，除受靜電力外，還受其他力的作用，電荷電勢能的變化就不再等于靜電力所做的功 如圖所示，質(zhì)量為m，帶電荷量為q的粒子，以初速度v0，從A點豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強電場中，粒子通過電場中B點時，速率vB=2v0，方向與電場的方向一致，則A、B兩點的電勢差為 A． B． C． D． 空間存在勻強電場，有一電荷量為q（q>0），質(zhì)量為m的粒子從O點以速率v0射入電場，運動到A點時速率為2v0。現(xiàn)有另一電荷量為–q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點射入該電場，運動到B點時速率為3v0。若忽略重力的影響，則 A．在O、A、B三點中，B點電勢最高 B．在O、A、B三點中，A點電勢最高 C．OA間的電勢差比BO間的電勢差大 D．OA間的電勢差比BO間的電勢差小 把帶電荷量210–8 C的正點電荷從無限遠處移到電場中A點，要克服電場力做功810–6 J，若把該電荷從無限遠處移到電場中B點，需克服電場力做功210–6 J，取無限遠處電勢為零。求： （1）A、B兩點的電勢差。 （2）若把210–5 C的負電荷由A點移到B點電場力做的功。 【參考答案】 B 電勢差是反映電場本身的性質(zhì)的物理量，由是電場本身決定，與所移動的電荷無關(guān)，故A錯誤；根據(jù)電勢差的定義式得，電場力做功，可知在兩點間移動電荷電場力做功的多少由兩點間的電勢差和該電荷的電荷量決定，故B正確；電勢差有正負，但是正負不表示方向，表示相對大小，是標量，電場力做功是標量，故C錯誤；在勻強電場中，與電場線垂直方向就是等勢面方向，根據(jù)在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功，可知在與電場線垂直方向上任意兩點間移動電荷q電場力做功一定為零，故D錯誤。 C 根據(jù)電勢差的定義，電場中兩點間的電勢差在數(shù)值上等于將單位正電荷從一點移到另一點靜電力所做的功，僅由電場及兩點位置決定，與移動的電荷量及做功的多少無關(guān)，即U=是比值定義式，所以A B錯誤，C正確；電勢能的變化唯一決定于靜電力做的功，與其他力是否做功，做多少功無關(guān)，D錯誤。 C 帶電粒子從A運動到B，根據(jù)動能定理得，其中vB=2v0，粒子運動到B點時，豎直方向的速度為零，粒子在豎直方向，只受到重力，所以機械能守恒，則有，聯(lián)立以上各式解得，故選C。 AD 正電荷由O到A，動能變大，電場力做正功，電勢能減小，電勢也減小，所以O(shè)點的電勢比A點的高；負電荷從O到B速度增大，電場力也做正功，電勢能減小，電勢升高，B點電勢比O點高。所以B點最高，故A正確，B錯誤；由電場力做功的公式可得：， ，所以有：UBA=，所以C錯誤，D正確。 【點評】在計算電場力做功和電勢的大小時，一定要注意物理量的正負號，它表示了電勢的高低，求電勢差時也是如此。 325 V 75 V M、N間的電勢差為，N與無窮遠間的電勢差為： ，無窮遠電勢為零，因UN∞=φN–φ∞，則N點電勢：φN=75 V。因M、N間電勢差為UMN=φM–φN，則M點電勢φM=325 V。 （2）WAB=qUAB=–210–5300 J=–610–3 J