1、南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -0电势能和电势一、静电力做功与电势能的变化1静电力做功和特点：静电力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，而与电荷经过的路径无关。这一点跟重力做功很相似说明：这一结论在匀强电场中适用，在非匀强电场中也适用。2电势能：定义：电荷在电场中具有的能叫做电势能，用 Ep 表示 单位：焦耳， 是标量3静电力做功与电势能变化的关系：静电力对电荷做了功，电势能就发生了变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能也就是说，静电力做功是电势能转化为其他形式的能的度量，所以：静电力
2、做功等于电势能的减少量，即 pBABEW静电力做正功，电势能一定减少，静电力做负功，电势能一定增加4电势能的大小电势能是标量，电势能的大小是相对于参考位置来说的， （所谓参考位置就是电势能为零的位置）参考位置的选取是任意的，通常取无限远处或大地为参考点，即电势能零点，设电荷在电场中某点 A 的电势能为 EpA，移动到参考点 O 时电场力做功 WAO，则 WAOE pAE pO，若规定 O 点为参考点就有 EpO0，则：E pAW AO所以：电荷在某点的电势能等于把它从这点移动到零势能点位置时电场力做的功。5重力势能与电势能的比较重力势能 电势能重力做功与路径无关，只与始末位置有关静电力做功与路
3、径无关，只与始末位置有关重力做正功，重力势能减小重力做负功，重力势能增加静电力做正功，电势能减小静电力做负功，电势能增加重力势能的数值具有相对性，可以为正值，可以为负值，也可以为零电势能的数值具有相对性，可以为正，可以为负，也可以是零重力势能是标量 电势能是标量南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -1例 1：右图中 MN 为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点 a、b 今将一电荷q 从 a 移到 b 则（ ）A.电场力做正功，q 的电势能增加；B.电场力做负功，q 的电势能增加；C.电场力做正功，q 的电势能减少；D.电场力做负功，q 的电势能减少。例 2：一带电油滴在匀强电场 E
4、 中的运动轨迹如图虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，则此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中，能量变化情况为( ) A动能减小B电势能增加C动能和电势能之和减少D重力势能和电势能之和增加例 3：A 和 B 为电场中某条电场线上的点，如图：将 q=410-9 的正电荷从 A 点移到 B 点需克服电场力做功 5 10-7J，则：电场方向由 AB 还是 BA？电荷在哪点时电势能大？大多少？(3)如果取 B 点为零势能点，A 点的电势能是多少？A B南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -2二、电势定义：电场中某点的电势等于电荷在该点的电势能与它的电荷量的比值定义式： (应用此公式时正
5、负号也带入一起运算)Epq电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负之分，单位：伏特，简称伏，符号 V.1对电势概念的理解：(1)电场中某点的电势与在该点的电荷的电荷量 q 无关，它是由电场本身决定的；(2)电势的数值具有相对性，与零势点的选取有关，高于零电势为正值，低于零电势为负值，在同一电场中正电势一定高于负电势(3)物理学中常取离场源电荷无穷远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零；(4)在电场中，沿电场线的方向电势逐渐降低。例 4： 将一电量为 的点电荷从电场中无穷远处一点 P 移至电场中某点 A, 电场力做功求 A 点的电势.例题 5：将一正电荷从无穷远处移入电场中 M 点，电势
6、能减少了 8.0109 J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的 N 点，电势能增加了 9.0109 J，则下列判断正确的是( )A MM0 C NN0B例题 6：下列说法正确的是( )A将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加B将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加C将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方，电势能一定增加D无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加J510cq6102南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -3例题 7： 如图所示,在同一条电场线上有 A . B .C 三点 ,将 q=-610 -6C 的点电荷由 A 点移动到
7、 B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少? 在将该电荷由 B 点移到 C 点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少? 2等势面：定义：电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面(1)等势面是为了形象描述电场中各点电势而人为画出的面，等势面应该是空间的(2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功(3)两个电势不同的等势面不能相交(4)等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直(5)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面(6)等差等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏 3、常见的几种电场的等势面与电场线(1)正点电荷的等势面和电场线如图所示 (2)匀强电场的等势面与电
8、场线如图所示VA5VC20BA BC南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -4(3)等量异种点电荷的等势面和电场线如图所示 (4)等量正电荷的等势面与电场线如图(5)一头大一头小的带正电导体的等势面与电场线如图所示注意：图中两个相邻的等势面之间的电势差是相等的例题 8：关于等势面，正确的说法是（ ）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂直D两等势面不能相交南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -5例题 9：在图中，a、b 带等量异种电荷，MN 为 ab 连线的中垂线，现有一个带电粒子从 M 点以一定初速度 射入，开始时
9、一段轨迹如0v图中实线，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的整个过程中( )A该粒子带正电B该粒子的动能先增大，后减小C该粒子的电势能先减小，后增大D该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为 0v例题 10：如图所示，虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 a、 b和 c， abc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示由图可知( )A粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功B粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做负功C粒子从 K 到 L 的过程中，电势能增加D粒子从 L 到 M 的过程中，动能减少例题 11：如图所示，三个等差等势面上有 a、b、
10、c、d 四点，若将一个正电荷由 c 经 a 移动到 d 电场力做正功 W1，若由 c 经 b 移动到 d 电场力做正功 W2，则：（ ）例题 12：孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为1、2、3，A、B、C 是某电场线与这簇等势面的交点，且 ab=ac.现将一负电荷由 a 移到 b，电场力做正功 W1；再由 b 移至 C，电场力做正功 W2,则（ ）A.W1=W2，123B.W1=W2，123C.W1W2，123D.W1W2，1232121 2121. ，WDBA 123cabd123南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -6例题 13：如图所示，点电荷的静电场
11、中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。a、b 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是( )A.带电粒子所带电荷的性质B.带电粒子在 a、b 两点的受力方向C.带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大D.带电粒子在 a、b 两点的电势能何处较大例题 14：在匀强电场中有 a、b、c 三点，位置关系如图所示，其中 ab=3 cm，bc=1cm 已知电场线与abc 三点所在的平面平行,若将电量为-2 C 的点电荷从 a 移到 b，电场力不做功，而把该电荷从 a810移到 c，电场力做功为 1.8 J7(1)画出通过 a
12、、b 、c 三点的电场线(2)求该匀强电场的电场强度 ab南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -7三、电势与电场强度的比较：电势 电场强度 E物理意义 描述电场的能的性质 描述电场的力的性质大小(1)电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差(1)电场中某点的场强等于放在该点点电荷所受的电场力 F 跟点电荷电荷量 q 的比值(2) ， 在数值上等于单位Epq正电荷在电场中该点具有的电势能(2)E ，E 在数值上等于单位正电荷在该Fq点所受到的静电力例题 15：如图所示是电场中某一条电场线，一电子从 a 点由静止释放，仅受电场力作用沿直线向 b 点运动，下列有关电场
13、情况的判断正确的是( ) A该电场一定是匀强电场B场强 Ea一定大于 EbC电子具有的电势能 Epa一定大于 EpbD电势 a一定低于 b例题 16：如图，P、Q 是等量的正点电荷， O 是它们连线的中点， A、B是中垂线上的两点，OAEb， ab B.EabC.EaEb， ab5.B 下列关于电场强度和电势的说法中，正确的是( )A.电场强度为零的地方，电势一定为零 B.电势为零的地方，电场强度一定为零C.电场强度较大的地方，电势一定较高 D.沿着电场强度的方向，电势逐渐降低6.B 关于电势与电势能的四种说法中，正确的是( )A.在电场中，电势较高的地方，电荷在那一点具有的电势能较大B.在电
14、场中某一点，若放人电荷的电荷量越大，它具有的电势能越大C.在正的点电荷电场中的任一点，正检验电荷具有的电势能一定大于负检验电荷具有的电势能D.在负的点电荷电场中的任一点 ,负检验电荷具有的电势能一定大于正检验电荷具有的电势能南宁戴氏高考中考学校 物理学科 教师：覃军孟 -97.B 正电荷在电场中沿某一电场线从 A 到 B，此过程中可能出现的是( )A.电场力的方向与场强方向不相同 B.电场力的大小保持不变C.电荷克服电场力做功 D.电荷的电势能不断减少8.B 如图所示，带电粒子在电场中由 A 点运动到 B 点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则可判定( )A.粒子带负电B.粒子的电势能不
15、断减少C.粒子的动能不断减少D.粒子在 A 点的加速度小于在 B 点的加速度9.C 图中 a、b 为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在 a 点静止释放，沿电场线向上运动，到 b点恰好速度为零，下列说法中正确的是( )A.带电质点在 a、b 两点所受的电场力都是竖直向上的B.a 点的电势比 b 点的电势高C.带电质点在 a 点的电势能比在 b 点的电势能小D.a 点的电场强度比 b 点的电场强度大10.A 把一检验电荷 q=10-10 放入某一电场中 A 点，具有电势能为 10-8J，则该点电势为_V.若在该点放入另一电荷 q=-10-10C，则该点电势为_V11.B 质量为 m，电荷量为 q 的带正电粒子，在正点电荷形成的电场中，从电势为 U 的某点由静止开始运动若不计重力，无穷远处电势为零，则带电粒子的加速度将逐渐_；速度将逐渐_；最大速度可达_
