近年高考物理电势高低比较题分类例析

2017-08-03杨兆兴王金聚�お�

中学教学参考·理科版 2017年7期

关键词：高考物理电势比较

杨兆兴+王金聚�お�

[摘要]电势是高中物理中一个重要的概念，而且比较抽象，要准理解把握电势的内涵和外延并不容易，为此，文章结合近年高考物理选择题探析比较两点间电势高低试题的解答。

[关键词]电势；高低；比较；高考物理

[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号]16746058（2017）20004702

高中电学中，电势是一个重要而抽象的概念，对相关问题的分析有一定的难度，学生不易把握，为提高学生分析解答相关问题的能力，文章从以下三个方面进行分析探讨。

一、电场中电势高低的比较

电场中，电势与电势差、电势能的关系容易混淆。有关电势的问题能够很好地考查学生的理解能力和推理能力，是高考命题中的一个高频考点。

1.利用电场线、等势面的性质比较

掌握一些重要的推论是比较电势高低的有效手段，如，沿着电场线方向，电势越来越低；同一等势面上的各点电势都相等；电场线总是垂直于等势面的，且由电势高的等势面指向电势低的等势面等，这些结论我们可以直接用来判断电势的高低。

【例1】（2016年新课标Ⅰ卷20）如图1，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称，忽略空气阻力，由此可知（）。

A.Q点的电势比P点高

B.油滴在Q点的动能比它在P点的大

C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大

D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小

解析：做曲线运动的物体，一定受到指向轨迹内侧的合外力，由于运动轨迹关于过P点的竖直线对称，可断定电场力一定竖直向上，由于油滴带负电，故电场线的方向一定竖直向下，如图2所示，过P点作竖直线PP′，过Q点作水平线QQ′，PP′交QQ′于O点，显然Q、O、Q′三点处在同一等势面上，即φQ=φO；由于顺着电场线的方向电势越来越低，所以φO>φP，由此可得出φQ>φP，选项A正确；在油滴从P点运动到Q的过程中，合外力做正功，动能增加，所以油滴在Q点的动能大于它在P点的动能，选项B正确；油滴从P点运动到Q点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故选C项错误；由于电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以选项D错误。故正确选项为A、B。

2.利用電场中处于静电平衡的导体的性质比较

在电场中处于静电平衡的导体，是一个等势体，它的表面是一个等势面，其内部的场强处处为零，表面处的电场线与表面垂直。

【例2】（2016年浙江理综卷15）如图3所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，则（）。

A.此时A带正电，B带负电

B.此时A电势低，B电势高

C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

D.先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

解析：由于静电感应，可知A左端带负电，B右端带正电，A、B整体处于静电平衡状态，是一个等势体，所以A、B的电势相等，选项A、B错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，贴在A、B下部的金属箔都将闭合，选项C正确；先把A、B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍会张开，选项D错误，故选C。

3.利用电势差定义比较

当涉及电场力做功时，可根据电势差的定义

UAB=WABq

判断或计算电场中两点间的电势差，若求得UAB>0，则电势φA>φB；若求得UAB<0，则电势φA<φB。

【例3】（2015年新课标Ⅰ卷15）如图4，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（）。

A.直线a位于某一等势面内，φM>φQ

B.直线c位于某一等势面内，φM>φN

C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功

D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

解析：电子由M点运动到N点的过程中，由于电场力做功WMN<0、q<0，代入UMN=

WMNq

可知UMN>0，即