- 电势差
- 共407题
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、B、C三点,电场力做正功还是负功?若移动电荷分别做功为6.0×10-7J、4.0×10-7J、1.0×10-7J,以无穷远处为零电势点,这三点的电势分别为多少?若选择B点为零电势点,这三点的电势又分别为多少?
正确答案
解:
(1)负电荷受到的电场力方向与位移方向一致,故电场力做正功
(2)设无穷远处与A点的电势差为U∞A,则有U∞A==-30V
而U∞A=φ∞-φA=-30V由题意φ∞=0 所以φA=30V
同理可得φB=20V φC=5V
(3)因为UAB=φA-φB=(30-20)V=10V
若φB=0,则φA=UAB=10V,同理φC=-15V.
解析
解:
(1)负电荷受到的电场力方向与位移方向一致,故电场力做正功
(2)设无穷远处与A点的电势差为U∞A,则有U∞A==-30V
而U∞A=φ∞-φA=-30V由题意φ∞=0 所以φA=30V
同理可得φB=20V φC=5V
(3)因为UAB=φA-φB=(30-20)V=10V
若φB=0,则φA=UAB=10V,同理φC=-15V.
有一带电量是q=-2×10-6C的点电荷,在电场中A点移到B点,电场力做6×10-4J的负功,从B移到C电场力做8×10-4J正功,求AB、BC、CA间电势差各是多少?
正确答案
解:据题负电荷从A移到B点的过程,电场力做负功,可见负电荷从电势高处移至电势低处.即φA>φB
AB间的电势差:UAB==
V=300V
负电荷从B移至C,电场力做正功,可见负电荷从电势低处移至电势高处,即φC>φB
BC间的电势差:UBC==
V=-400V
AC间的电势差:UAC=φA-φC=φA-φB+φB-φC=UAB+UBC=-100V
则CA间电势差UCA=-UAC=100V
答:AB、BC、CA间电势差各是300V,-400V和100V.
解析
解:据题负电荷从A移到B点的过程,电场力做负功,可见负电荷从电势高处移至电势低处.即φA>φB
AB间的电势差:UAB==
V=300V
负电荷从B移至C,电场力做正功,可见负电荷从电势低处移至电势高处,即φC>φB
BC间的电势差:UBC==
V=-400V
AC间的电势差:UAC=φA-φC=φA-φB+φB-φC=UAB+UBC=-100V
则CA间电势差UCA=-UAC=100V
答:AB、BC、CA间电势差各是300V,-400V和100V.
如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距 4cm,b、c相距10cm,ab与电场线平行,bc与电场线成60°角.将一个带电荷量为+2×10-8C 的电荷从a点移到b点时,电场力做功为4×10-6 J.则a、b间电势差为______V,匀强电场的电场强度大小为______V/m,a、c间电势差为______V.
正确答案
解:电荷从a点移到b点时,由电场力做功Wab=qUab得,a、b间电势差Uab==
匀强电场的电场强度大小E==
V/m=5000V/m.
a、c间电势差为Uac=Ed2=E(ab+bc•cos60°)=5000×(4+10cos60°)×10-2V=450V.
故答案为:200;5000;450.
解析
解:电荷从a点移到b点时,由电场力做功Wab=qUab得,a、b间电势差Uab==
匀强电场的电场强度大小E==
V/m=5000V/m.
a、c间电势差为Uac=Ed2=E(ab+bc•cos60°)=5000×(4+10cos60°)×10-2V=450V.
故答案为:200;5000;450.
一个带正电的质点,电量q=3.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除静电力做功外,质点克服其他力做功6.0×10-5J,其动能增加了3.0×10-5J,则a、b两点间电势差Uab为( )
正确答案
解析
解:根据动能定理得
qUab+W其他=△Ek
看到 Uab==
=3×104V
故选:C.
空间存在匀强电场,有一电荷量q(q>0)、质量m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0,现有另一电荷量-q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3V.若忽略重力的影响,则OA间的电势差和OB间的电势差各为多少?
正确答案
解:由题意可知,电场力做功等于动能的变化,根据动能定理得:
qUOA=m(2v0)2-
m
,
得:UOA=;
同理有:-qUOB=m(3v0)2-
m(2v0)2,
得:UOB=-,
答:则OA间的电势差和OB间的电势差各为与-
.
解析
解:由题意可知,电场力做功等于动能的变化,根据动能定理得:
qUOA=m(2v0)2-
m
,
得:UOA=;
同理有:-qUOB=m(3v0)2-
m(2v0)2,
得:UOB=-,
答:则OA间的电势差和OB间的电势差各为与-
.
电鳗鱼捕食放电如能利用,既环保又好玩.如图所示,电鳗鱼的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度(可看成匀强电场)达到104N/C时可击昏敌害,身长60cm的电鳗,在击昏敌害放电时产生的瞬间电压可达( )
正确答案
解析
解:由匀强电场的电场强度公式E= 得:U=Ed=104×0.6V=6000V,故C正确,ABD错误.
故选:C.
如图所示,AB是圆的直径,该圆处于匀强电场中,场强方向与园所在平面平行在圆周平面内,将一带正电的小球从A点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会从圆周上的不 同位置离开圆形区域,其中小球从C点离开圆形区域时动能最大.设小球在电场中只受电场力作用,图中O是圆心,AC与AB夹角为a,则关于匀强电场的方向和电势差大小说正确的是( )
正确答案
解析
解:仅在电场力作用下从A点进入,离开C点的动能最大,则C点是沿电场强度方向离A点最远,所以电场线与过C的切线相垂直,由于带电微粒是带正电,故匀强电场的方向沿OC方向.
根据w=qU得:
U=,从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大.则说明电场力做功最多,所以AC间电势差最大.
故选C.
关于电势差的下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、电势是相对的,是相对零电势点的,而电势差由电场本身决定,具有绝对性,与零势点的选取无关,类似于高度差,故A错误.
B、电势差是一个标量,但有正负之分,故B错误.
C、电场力做功与重力做功类似,与路径无关.电势差的定义式U=,采用比值法定义,可知电势差与移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关,故C正确.
D、电势差由电场本身决定,不随零电势点的改变而改变,因为UAB=φA-φB,UBA=φB-φA,所以UAB=-UBA.故D错误.
故选:C
在某电场中,把电荷q=-4×10-9C由A点移动到B点,除了电场力以外的力做功为8×10-7J,电荷的动能减少了1.6×10-6J,A、B两点电势差UAB是多少?
正确答案
解:设此过程中,电场力对点电荷做的功为Wab,由动能定理可知:W外+WAB=△Ek
即 WAB=△Ek-W外=-1.6×10-6J-8×10-7J=-2.4×10-6J
则A、B两点间的电势差为:UAB==600V
答:A、B两点电势差UAB是600V.
解析
解:设此过程中,电场力对点电荷做的功为Wab,由动能定理可知:W外+WAB=△Ek
即 WAB=△Ek-W外=-1.6×10-6J-8×10-7J=-2.4×10-6J
则A、B两点间的电势差为:UAB==600V
答:A、B两点电势差UAB是600V.
将一电荷量为-3×10-6C的负电荷从电场中的A点移动到B点,克服电场力做了3×10-5J的功,再将该电荷从B点移动到C点,电场力做了1.2×10-5J的功,则A、C间的电势差为______V,电荷从A点移动到B点再从B点移动到C点的过程中,电势能变化了______J.
正确答案
6
1.8×10-5
解析
解:AB间的电势差为:V
BC间的电势差为:V.
所以有:UAC=UAB+UBC=10-4=6V;
荷从A点移动到B点再从B点移动到C点的过程中,电势能变化等于电场力做的功,即:
J
电场力做负功,电荷的电势能增大,增大量为1.8×10-5J
故答案为:6,1.8×10-5
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