《云南省德宏州梁河县高中物理 第一章 静电场 1.4 电势能和电势学案（无答案）新人教版选修3-1（通用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《云南省德宏州梁河县高中物理 第一章 静电场 1.4 电势能和电势学案（无答案）新人教版选修3-1（通用）（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.4 电势能、电势 【学习目标】1通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点2将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系认识电势能的相对性3知道电势的定义方法及其定义公式、单位4知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面.【前置作业】静电力做功的特点 (1)在电场中把点电荷q从A点移动到B点，不管走什么路径，静电力所做的功都相同说明静电力做功与电荷经过的 无关，与电荷的 位置和 位置有关，这跟重力做功的特点类似。静电力的功是 量，但有正功、负功之分。(2)上述结论虽然是以 电场为例推导得出的，但适用于 电场。电势能 (1)定义：电荷在 中具有的势能叫
2、电势能。(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做正功时，电荷的电势能 ；静电力做负功时，电荷的电势能 ；静电力做的功等于电势能的 。若电荷在电场中从A点运动到B点，则WAB 。静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。(3)电势能具有相对性。电荷在电场中某点的电势能，等于把它从 移到 位置时静电力所做的功。通常把电荷在离场源电荷 处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取 关，但电荷在某两点之间的电势能的差与零电势能点的选取 关。(4)电势能是标量。电势能有正、负之分，当电荷的电势能为正值时
3、，它就比在零电势能位置的电势能 ；为负值时，它就比在零电势位置的电势能 。电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的 的比值，叫做这一点的电势，用表示。定义式：(2)单位：在国际单位制中，电势的单位是 (V)，1 V1 J/C。(3)相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处的电势为零，大地的电势为零，电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是标量(5)与电场线关系：沿着电场线方向，电势逐渐 。等势面1.定义： 电场中 相等的各点构成的面。2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力 做功。(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟 方向垂直。(3)电场线总是由电势 的等势面指向
4、电势 的等势面，两个不同的等势面永不 。(4)电势之差相等的等势面密的地方，电场强度 ，电势之差相等的等势面疏的地方，电场强度 。1.几种典型电场的等势面(1)点电荷电场中的等势面：_。(2)等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。(3)等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。(4)匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平行平面。(5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面。【例题与变式】例1在场强为4105 V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示已知AB间距离为20 cm，AB连线与电场线成30角，求电场力做的功例2.下列说法中正确的是()A.无论是正电荷还是负电
5、荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B.无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能就越大C.无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大D.无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大变式1：在电场中把一个电荷量为6106 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3105 J，则电荷从A到B的过程中，电势能变化了多少？是增加还是减少？若规定B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为多大？例3.电场线分布如图所示
6、，电场中a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为a和b，则()A.EaEb，abB.EaEb，abC.EabD.EaEb，ab变式2：如果把q1.0108 C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服电场力做功W1.2104 J，那么，(1)q在A点的电势能和A点的电势各是什么？(2)q未移入电场前，A点的电势是多少？例4.如图所示，虚线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则()A.A点电场强度小于B点电场强度B.A点电场强度方向指向x轴负方向C.A点电场强度大于B点电场强度D.A点电势高于B点电势变式3：如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有
7、对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()Aa点场强与c点场强一定相同Ba点电势一定低于c点电势C负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能D正电荷从d点移到b点电场力不做功【课堂小结】【目标检测】1.关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()A.电场线是客观存在的 B.电场线越密，电场强度越小C.沿着电场线方向，电势越来越低 D.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小2下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是 ()3带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6106 J的功那么 ()AM在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能
8、BM在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能CP点的场强一定小于Q点的场强DM在P点的动能一定大于它在Q点的动能4. 下列关于电势高低的判断，正确的是 ()A负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低B负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低C正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低D正电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低5关于等势面，下列说法正确的是 ()A等势面与电场线处处垂直B同一等势面上的各点场强大小必定相等C电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向D电荷从电场中一点移到另一点，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动【配餐作业】
9、教辅相关练习题1下列关于匀强电场的说法中，正确的是 ()A匀强电场中，场强处处相等，电势也处处相等B匀强电场中，各点的场强都相等，各点的电势都不相等C匀强电场中的等势面是一系列与电场线垂直的平面D匀强电场中，沿电场线的方向电势降低2下列说法正确的是()A电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同B电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则电场力做功为零C正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立3将一正电荷从无穷远处移至电场中M点
10、，电场力做功为6.0109 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0109 J，则M、N两点的电势M、N有如下关系()AMN0 BNM0 CNM0 DMN04如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点下列说法正确的是 ()AM点电势一定高于N点电势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功5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
11、是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加6如图所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则()A若q是正电荷，q在N点的电势能比在M点的电势能大B若q是负电荷，q在M点的电势能比在N点的电势能大C无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能一 样大D无论q是正电荷还是负电荷，q在M点的电势能都比在N点的电势能小7如图所示，甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度时间图象如图乙所示，比较A、B两点电势的高低和场强E的大小可得()AABBABCEAEBDE
12、AEB8关于等势面的说法，正确的是()A电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功B在同一个等势面上各点的场强大小相等C两个不等电势的等势面可能相交D若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小9.质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中()A.小球的重力势能减少了2mgh B.小球的动能减少了2mghC.电场力做负功2mgh D.小球的电势能增加了3mgh10如图6所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以 下判断正确的是 ()A两粒子带同种电荷B两粒子带异种电荷C到达M、N时两粒子速率仍相等D到达M、N时两粒子速率不相等11如图所示，把电荷量为5109 C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_(选填“增大”“减小”或“不变”)；若A点的电势A15 V，B点的电势B10 V，则此过程中电场力做的功为_12如图为某一电场的电场线，现将一电荷量q3.0109 C的负电荷从A点移到B点、从B点移到C点、从C点移到D点，电场力做功分别为：WAB3.0108 J、WBC1.5108 J、WCD9.0109 J若取C点电势为零，求A、B、D三点电势
