人教版高中物理选修(3-1)-1.4《电势能和电势》典型例题

电势能和电势

【例1】如图8-10所示，当带电体A靠近一个绝缘导体B时，由于静电感应，B两端感应出等量异种电荷。将B的左端接地，绝缘导体B带何种电荷？

答案: B导体将带负电荷

【分析解答】

因为导体B处于正电荷所形成的电场中，而正电荷所形成的电场电势处处为正，所以导体B的电势是正的，U B＞U

；而负电荷在电场力的作用下总是从低电势

地

向高电势运动，B左端接地，使地球中的负电荷（电子）沿电场线反方向进入高电势B导体的右端与正电荷中和，所以B导体将带负电荷。

【例2】如图8－1所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是[ ] A．电荷从a到b加速度减小

B．b处电势能大

C．b处电势高

D．电荷在b处速度小

答案:D

【分析解答】由图8－1可知b处的电场线比a处的电场线密，说明b处的场强大于a处的场强。根据牛顿第二定律，检验电荷在b处的加速度大于在a处的加速度，A选项错。

由图8－1可知，电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即Fe≠0，且Fe 的方向应指向运动轨迹的凹向。因为检验电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密。再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a，b处电势高低关系是U a ＞U b，C选项不正确。

根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°，可知电场力对检验电荷做负功。功是能量变化的量度，可判断由a→b 电势能增加，B 选项正确；又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，D 选项正确。

【例3】将一电量为6210q c -=⨯的点电荷从电场外一点P 移至电场中某点A, 电

场力做功 5410J -⨯,求A 点的电势.

答案:－20V

解：设设场外一点P 的电势为0p ϕ=

从P 到A,电场力做的功PP PA PA W E E E =-=-

5410PA E W J -=-=-⨯

5

6

41020210PA A E V V q ϕ--⨯==-=-⨯

【例4】在静电场中，下列说法中错误的是：（ ）

A 、 电场强度为零的点，电势也一定为零

B 、 电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等

C 、 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

D 、 沿着电场线方向电势一定越来越低

答案:A 、B 、C

【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。

【例5】如图所示，a 、b 为竖直方向上的电场线上的两点，一带电质点在a 由静