高考物理电势例题

电势差

刘明亮主编（高考物理系列）

- 1 -

§5电势差

【典型例题】

【例1】在某电场中的A 、B 间移动电量为q 的电荷时，电荷的电势能变化E ?跟电荷电量q 的比值为5.0V ，如果在A 、B 间移动电量为2q 的电荷时，AB 两点间电势差为多少？如果没有在AB 间移动电荷，这时A 、B 间电势差为多少？ 【解析】有同学可能错误地认为⑴AB 两点间电势差2.5V ⑵AB 间电势差0V 产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义，错误地把电势差定义式U AB =q

E ?理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。又因为

电势差在数值上等于移动单位电量（1C ）电荷时电势能的改变量，所以移动2C 电量电荷时U 变为2.5V 。其次错误地认为如果在AB 间没有电荷移动，则无电势能的改变（0=?E

）故AB 间电势差为零，必须指出电场中两点的电势差反映电场

本身的属性只要存在电场，沿电场线方向的两点间便存在电势差，这与在两点间是否移动电荷，以及电荷的电量大小无关。所以题目中两种种情况电势差均为5.0V 。

【例2】如图所示，点电荷Q 形成电场，现把一个q ＝－2.0×10-8C 试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A

电势差

刘明亮主编（高考物理系列）

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§5电势差

【典型例题】

【例1】在某电场中的A 、B 间移动电量为q 的电荷时，电荷的电势能变化E ?跟电荷电量q 的比值为5.0V ，如果在A 、B 间移动电量为2q 的电荷时，AB 两点间电势差为多少？如果没有在AB 间移动电荷，这时A 、B 间电势差为多少？ 【解析】有同学可能错误地认为⑴AB 两点间电势差2.5V ⑵AB 间电势差0V 产生错误的原因是没有真正理解电势能和电势差这两个不同概念的物理意义，错误地把电势差定义式U AB =q

E ?理解为电场中两点的电势差与被移动电量成反比。又因为

电势差在数值上等于移动单位电量（1C ）电荷时电势能的改变量，所以移动2C 电量电荷时U 变为2.5V 。其次错误地认为如果在AB 间没有电荷移动，则无电势能的改变（0=?E

）故AB 间电势差为零，必须指出电场中两点的电势差反映电场

本身的属性只要存在电场，沿电场线方向的两点间便存在电势差，这与在两点间是否移动电荷，以及电荷的电量大小无关。所以题目中两种种情况电势差均为5.0V 。

【例2】如图所示，点电荷Q 形成电场，现把一个q ＝－2.0×10-8C 试探电荷由无穷远处分别移到电场中的A

十九、近代物理

一、知识网络

原子物理

原子结构 原子核的组成

电子的发现（1897） α粒子散射（1909） 核式结构与经典 汤姆生“蛋糕式” 卢瑟福核式结构 电磁理论的矛盾 核反应 原子结构模型 模型（1911） 波尔原子理论

氢原子能级公式 天然衰变 人工转变 重核裂变 轻核聚变 En?E1 α衰变 质子、中子 核反应堆 热核反应 2n rn?n2r1 β衰变 的发现 半衰期 核能 表示放射性元素 △E=△mc 衰变

一、复习引入

教师讲解（出示图片）：

电场对放入其中的电荷有力的作用，对导体内部电荷同样有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质．下面我们从能量角度研究电场性质．

首先，我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系（如图） class=normal valign=top width=437> 一、功的量度： 二、重力做功：

1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关； 2、重力做功与势能的关系：

3、重力势能是相对的，有零势能面。（人为选定）

4、重力势能的正负是相对于零势面而言的，不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功

同样，我们还研究过其它力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，那么电场力做功的情形又是怎样的呢？我们又是怎样来研究呢？ 二、新授课 1、电势差

教师出示上图：在某一点电荷＋q形成的电场中，将同一电荷放入电场的不同位置a、b两点，所受到的电场力是不同的，这是因为a、b两点的电场强度是不同的．为了研究问题的方便，我们以匀强电场为例，匀强电场中，电荷从a点移动到b点，电场力的大小 为恒力，则电场力做功大小为：

1

1.（8分）如图19所示，长度L = 1.0 m的长木板A静止在水平地面上，A的质量m1 = 1.0 kg，A与水平地面之间的动摩擦因数μ1 = 0.04．在A的右端有一个小物块B（可视为质点）．现猛击A左侧，使A瞬间获得水平向右的速度υ0 = 2.0 m/s．B的质量m2 = 1.0 kg，A与B之间的动摩擦因数μ2 = 0.16．取重力加速度g = 10 m/s2．

（1）求B在A上相对A滑行的最远距离；

（2）若只改变物理量υ0、μ2中的一个，使B刚好从A上滑下．请求出改变后该物理量的数值（只要求出一个即可）．

v0 B A

L

图19

2、（8分）如图13所示，如图所示，水平地面上一个质量M=4.0kg、长

度L=2.0m的木板，在F=8.0N的水平拉力作用下，以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动．某时刻将质量m=1.0kg的物块（物块可视为质点）轻放在木板最右端．（g=10m/s2）

（1）若物块与木板间无摩擦，求物块离开木板所需的时间；（保留二位有效数字）

（2）若物块与木板间有摩擦，且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等，求将物块放在木板上后，经过多长时间木板停止运动。

3.(2009春会考

电势能、电势、电势差、电场强度关系

1.电场强度——E——矢量—与试探电荷无关！ （1）E=F/q——任何电场 (N/C)

（2）公式： E=kQ/r2 ——点电荷场 （3）E=U/d——匀强电场（V/m）

（4）与电场线的关系：电场线密的场强大，电场线某点的切线方向为该点场强方向。 2.电势能——W: J——标量——与检验电荷有关、电场中的位置有关； （1）电场力作正功，电势能减小，做了多少功，电势能减少多少；

克服电场力做功，电势能增加，做了多少功，电势能增加多少！ （2）WAB??EP?EPA?EPB

3电势（ ψ ）——V——标量：电场本身的性质——与试探电荷无关！

（1）

?A?EPAq

（2）UAB=φA-φB

（3）与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低，且降得最快 4.电势差（ UAB ）——V——标量电场本身的性质：与验电荷无关! （1）定义式：UAB=WAB/q （2）UAB=φA-φB （3）UAB=- UBA

等量电荷两条特殊线上的场强、电势分布特点 一、等量异种电荷

引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?

在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加什么能转换为动能的呢？

静电力做功的特点

把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？

沿甲路径电场力做功:W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|

电势能和电势

E

+F

B

M

A?

甲

乙

丙

1

2 沿乙路径电场力做功: W 乙= qE ·|AM|

沿丙路径电场力做功:W 丙= qE ·|AM|

沿任意路径电场力做功: W 任意=qE ·|AM|

结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.

电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？

一、电势能

1．静电力做功的特点：静电力做功与路径无关，或者说：电荷在电场中沿一闭合路径移动，静电力做功为零．

2．电势能概念：电荷在电场中具有势能，叫电势能．电荷在某点的电势能，等于把电荷从该点移动到零势能位置时，静电力做的功，用E P 表示．

3．静电力做功与电势能变化的关系：①静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加．②关系式：W AB =E PA ﹣E PB ．

4．单位：J （宏观能量）和eV （微观能量），它们间的换算关系为：1eV=1.6×

从网络收集,略加整理,只望对各位高三的老师和同学有所帮助,让大学对基础知识能有深刻的理解,祝各位学子心想事成!金榜题名!各位老师得心就手!!!!

第2讲 电势能 电势 电势差

考点1

电场力做功与电势能

1.电场力做功 路径 (1)特点：电场力做功与电荷移动的______无关，只取决于 电量 电势差 初、末位置的________和被移动电荷的______. (2)电场力做功的表达式：WAB=(φA-φB)· q=UAB· q. .

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2.电势能

(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该零势能 点移动到_______位置时所做的功. 标量 (2)矢标性：电势能是_____,但有正负之分，负值表明比 零电势能低，正值表示比零电势能高.

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3.重力做功与电场力做功的比较 重力做功 电场力做功①重力做功与路径无关 ①电场力做功与路径无关 ②重力对物体做

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电势能和电势（一）

_________班____组___号 姓名________________

学习目标：

1、知道静电力做功与路径无关的特点； 2、理解静电力做功与电势能变化的关系； 3、认识理解电势能及其特点。

学习重点：

电势能及其特点的理解应用。

学习难点：

掌握电势能与静电力做功的关系并应用。 【课前预习】

1．静电力、电场强度概念，

2．回顾重力做功的特点是什么?

从静电力做功使试探电荷获得动能入手，思考：是什么能转化为试探电荷的动能？

【自主学习,合作探究】

1．静电力做功的特点

结合课本图1.4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 q沿直线从A到B

q沿折线从A到M、再从M到B

q沿任意曲线线A到B

静电力做功的特点:

2．

第一课时

（一）创设问题情景

1．复习静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。起到一个承上启下的过渡作用。

2．创设问题情景：在匀强电场中某电由静止释放一试探电荷，静电力将对试探电荷做功使试探电荷获得动能，是什么能转化为试探电荷的动能呢？这种能又该如何量度呢？从而引入新课。

（二）新课教学

1、认识电场力做功的特点

依据“功是能量转化的量度”的思想，要研究问题情境中的能量转化，不妨先从研究电场力做功的问题，自然过渡到分析电场力做功的特点。

呈现问题1：让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点(A、B沿场强方向的距离为L)，计算这几种情况下电场力对电荷所做的功。

沿电场线方向运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|＝qEL| ；

沿与电场线有一定夹角的直线运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|cosθ＝qEL；

沿任一曲线路径运动时，根据选取微元“化曲为直”的思想，求功的累加可得： W＝W1＋W2＋W3＋……＝qEL |

分析三种情况下的做功的数据结果，结合具体的问题情景，得出初步结论：匀强电场中静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径