2022年高中物理 每日一题之快乐暑假 第04天 电势能和电势（含解析）新人教版选修1

2022年高中物理 每日一题之快乐暑假 第04天 电势能和电势（含解析）新人教版选修1考纲要求：难易程度：如图所示的电场线分布，以下说法正确的是Aa点电势高于b点电势Bc点场强大于b点场强C若将一检验电荷+q由a点移至b点，它的电势能增大D若在d点再固定一点电荷Q，将一检验电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小【参考答案】AD【知识补给】电势能和电势1电势（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值；（2）定义式：；（3）标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正（负）表示该点电势比电势零点高（低）；（4）相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点选取的不同而不同；（5）沿着电场线方向电势逐渐降低。2等势面（1）定义：电场中电势相等的各点构成的面。（2）特点电场线跟等势面垂直，即场强的方向跟等势面垂直；在等势面上移动电荷时电场力不做功； 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小；任意两等势面不相交。深化拓展（1）电势是描述电场本身的能的性质的物理量，由电场本身决定，而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能，由电荷与电场共同决定。3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）场电荷判断法离场正电荷越近，正电荷的电势能越大，负电荷的电势能越小。离场负电荷越近，正电荷的电势能越小，负电荷的电势能越大。（3）电场线法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。（4）公式法由Ep=q，将q、的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越大，电势能越小。下列说法正确的是A最早提出用电场线描述电场的物理学家是富兰克林B场强处处为零的区域内，电势一定处处相等C电势降落的方向一定是场强方向D同一电场中等势面分布越密的地方，电势一定越高关于静电场的等势面，下列说法正确的是A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功真空中存在一点电荷产生的电场，其中a、b两点的电场强度方向如图所示，a点的电场方向与ab连线成60角，b点电场方向与ab连线成30角，则以下关于a、b两点电场强度Ea、Eb及电势a、b的关系正确的是AEa=3Eb，ab BEa=3Eb，ab D，ab在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为ABCD如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为，则ABCD如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两点电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。下列说法正确的是Ab点场强小于d点场强Bb点电势低于d点电势C试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能Da、b两点的电势差等于b、c两点的电势差如图所示，虚线 a、b、c代表电场中的三个等势面，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知A三个等势面中，a 的电势最高B带电质点通过P点时的电势能较小C带电质点通过P点时的动能较大D带电质点通过P点时的加速度较大【参考答案】B 最早提出用电场线描述电场的物理学家是法拉第，不是富兰克林，故A错误；场强处处为零的区域内，任意两点的电势差为零，则电势一定处处相等，故B正确；电势降落的方向不一定是场强方向，只有电势降落最快的方向才是场强方向，故C错误；同一电场中等差等势面分布越密的地方，场强一定越大，但电势不一定越高，故D错误。B 电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，如果两个等势面相交的话，那么交点只有一个电势值，而它又属于两个不同的等势面上的点，电势应该不等，前后矛盾，所以电势不同的等势面不可能相交。故A错误；电荷在等势面上移动时，电荷的势能不变，如果电场线不与等势面垂直，那么电荷的移动必然会受到电场力沿电荷运动方向的作用，电荷的势能必然变化，与等势面上势能处处相等矛盾，故电场线与等势面处处相互垂直，故B正确；电场强度的大小与电势的高低没有关系，所以同一等势面上各点电场强度不一定相等，故C错误；负电荷在等势面高的位置的电势能小，所以将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电势能增大，电场力做负功，故D错误。【名师点睛】此题是考查电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；沿着等势面移动点电荷，电场力不做功。电场线与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。负电荷在等势面高的位置的电势能小。电场强度与电势的关系，注意电场强度是从力的角度对电场进行描述，而电势是从能量的角度对电场进行描述，所以两者无直接关系，也就是说场强大的地方电势不一定高，场强为零时电势不一定为零。A 依题意，q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为EpA=W，A点的电势，故A正确。C 第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为，三个过程，始末两点的位置相同，电场力的功的值只跟始末两点的位置有关，而和所经过的路径的形状无关，所以，C正确。【名师点睛】本题考查静电力做功的特点，电荷在静电场中从一点移到另一点时，电场力的功的值只跟始末两点的位置有关，而和所经过的路径的形状无关。D 电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故A错误；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，动能增大，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故BC错误；由图可知，等势线密的地方电场线密，场强大，故P点电场强度大，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确。