2013高考细节大串讲：电势

1、2013高考细节大串讲：电势【考点分析】电势随空间变化图象成为近年高考热点。电势差一般与电场力做功相联系，高考命题一般与电场强度、电势、等势面、动能定理等综合在一起考查。【解题技巧】如何分析电场中的场强、电势、电场力和电势能？ （1）先分析所研究的电场是由那些场电荷形成的电场。 （2）搞清电场中各物理量的符号的含义。 （3）正确运用叠加原理(是矢量和还是标量和)。 下面简述各量符号的含义：电量的正负只表示电性的不同，而不表示电量的大小。电场强度和电场力是矢量，应用库仑定律和场强公式时，不要代入电量的符号，通过运算求出大小，方向应另行判定。（在空间各点场强和电场力的方向不能简单用、来表示。）电势和电势能都是标量，正负表示大小用进行计算时，可以把它们的符号代入，如U为正，q为负，则也为负如U1U20，q为负，则。 电场力做功的正负与电荷电势能的增减相对应，WAB为正（即电场力做正功）时，电荷的电势能减小，；WAB为负时，电荷的电势能增加。所以，应用时可以代人各量的符号，来判定电场力做功的正负。当然也可以用求功的大小，再由电场力与运动方向来判定功的正负。但前者可直接求比较简便。【考前预测】1

2、在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动粒子从b点运动到d点的过程中()A先做匀加速运动，后做匀减速运动B先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C电势能与机械能之和先增大，后减小D电势能先减小，后增大解析：本题考查的是静电场的有关知识，意在考查考生对电场力的性质和能的性质这一综合知识点的理解和应用能力；粒子在从b点到d点的过程中虽然是先加速后减速，但不是匀变速，故A错误；由等量同种电荷的电场线可知，从b点到d点电势先升高后降低，故B不对；此过程中，粒子只受电场力作用，故其机械能和电势能之和是不变的，故C错误；粒子在从b点到d点的过程中，电场力先做正功再做负功，电势能先减少，后增加，故选D.答案：D2如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止在物块的运动过程中，下列表述正确的是()A两个物块的电势能逐渐减少B物块受到的库仑力不做功C两个物块的机械能守恒D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力解

3、析：本题考查物体的相互作用、库仑定律和功能关系，意在考查考生对电荷作用过程的分析以及能量的转化问题的分析能力由静止释放后，两带电小物块带同种电荷，所以库仑力对它们均做正功，故电势能都减小，A正确、B错误；两小物块运动过程中，因摩擦力和电场力分别做功，发生机械能和其他能量的相互转化，故机械能不守恒，C错误；因最终停止，故D错误答案：A3如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2(v2v1)若小物体电荷量保持不变，OMON，则()A小物体上升的最大高度为B从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小解析：本题综合考查库仑力、电场力做功与电势能变化的关系、动能定理，意在考查考生的推理能力和分析综合能力M、N两点在同一等势面上从M至N的过程中，根据动能定理：mghWf0mv，从N至M的过程中，mghWfmv，由两式联立可得：h，A正确；从N至M，点电荷周围的电势先增大后减小，故小

4、物体的电势能先减小后增大，B错误；从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功，C错误；根据库仑定律，从N边M的过程中，小物体受到的库仑力先增大后减小，受力分析知，小物体受到的支持力先增大后减小，因而摩擦力也是先增大后减小，D正确答案：AD4空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有()AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功解析：本题考查静电场相关知识，意在考查考生读图、识图的能力，从图上分析为一点电荷产生的电场，B点距O点较近，则B点场强的大小大于C点的场强，A正确EBx沿x轴负方向，电荷在O点受到的电场力为零，负电荷从B到C的过程中电势先升高后降低，电场力先做正功后做负功，D正确答案：AD5空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系Oxyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标(0，a,0)，N点的坐标为(a,0,0)，P点的坐标为(a，)已知电场方向平行于直线MN，M

5、点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为()A.VB.VC.VD.V解析：本题考查匀强电场、电势和电势差的计算，意在考查考生的空间想象能力MN间的距离为a，P点在MN连线上的投影点离M点的距离为，所以P点的电势为：1V，D正确答案：D6在光滑的水平面内有一沿x轴的静电场，其电势随x坐标值的变化图线如图所示。一质量为m，带电量为q的带正电小球（可视为质点）从O点以初速度v0沿x轴正向移动。下列叙述正确的是 A若小球能运动到x1处，则该过程小球所受电场力逐渐增大 B带电小球从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大 C若该小球能运动到x4处，则初速度v0至少为2D若v0为2，带电粒子在运动过程中的最大速度为解析：由E=/x和电势随x坐标值的变化图线可知，x1处电场强度为零，x2处电场强度最大。从O点到x1点，电场强度方向为从x1点指向O点。带电量为q的带正电小球（可视为质点）从O点以初速度v0沿x轴正向移动，若小球能运动到x1处，则该过程小球所受电场力逐渐减小，选项A错误；从x1到x3处，电势逐渐降低，带电小球从x1运动到x3的过程中，带电小球的电势能逐渐减小，选项B错误；若该小球能运

6、动到x4处，则必须能运动到x1处，从O点到x1点，由能量守恒定律，mv02=q0，解得v0=，选项C错误；若v0为2，带电粒子运动到x3处速度最大。由能量守恒定律，mv02=mvm2-q0，解得在运动过程中的最大速度为vm=，选项D正确。答案：D7粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势j与坐标值x的关系如下表格所示：123456789x/m0.050.100.150.200.250.300.350.400.45/105v9.004.503.002.251.801.501.291.131.00根据上述表格中的数据可作出如右的jx图像。现有一质量为0.10kg，电荷量为1.010-7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为0.20。问：（1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的电势j与x的函数关系表达式。（2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处？（3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速度多大？（电场中某点场强为jx图线上某点对应的斜率）

7、（4）若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿-x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应为多大？解析：（1）由数据表格和图像可得，电势j与x成反比关系，即V (2分）（2）由动能定理q(1-)-mg(x-x1)=0设滑块停止的位置为x2，有q(1-2)-mg(x2-x)=0（2分）即q(-)-mg(x2-x)=0代入数据有1.010-7(-)-0.200.1010(x2-0.1)=0可解得x2=0.225m（舍去x2=0.1m）。（2分）（3）先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的减速运动。 即加速度先减小后增大。（2分）当它位于x=0.15m时，图像上该点的切线斜率表示场强大小E=j/x=2.0106N/C（1分）滑块在该点的水平合力Fx=qE-mg=2.01061.010-7N-0.200.1010N=0故滑块的加速度a=Fx/m =0。（1分）（4）设滑块到达的最左侧位置为x1，则滑块由该位置返回到出发点的过程中由动能定理 WF+Wf=Ek= 0 有q(1-)-mg(x-x1)=0（1分）代入数据有 1.010-7(-)-0.200.1010(x-x1)=0可解得x1=0.0375m（舍去x1=0.6m）。（1分）再对滑块从开始运动到返回出发点的整个过程，由动能定理-2mg(x-x1)=0-.（1分）代入数据有20.200.1010（0.60-0.0375）=0.50.10可解得2.12m/s (1分)

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