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1、第4节 电势能和电势1静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从A点移动到B点，则WABEPAEPB.2电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时电场力做的功，若规定电荷在B点的电势能为零，EPB0则EPAWAB.3电势反映了电场的能的性质电势与电势能的关系是：.电势的大小仅由电场本身决定，与电荷q的大小、电性无关电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向就是电场线的方向4电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的性质有：(1)在等势面上移动电荷，电场力不做功，
2、说明电场力方向与电荷移动方向垂直，即等势面必定与电场线垂直(2)沿着电场线的方向，电势降低，显然，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面5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，则说明电场力做功为零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答案BC解析电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项A错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到
3、了该点，电场力做功为零，B正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守恒定律，D错6外力克服电场力对电荷做功时()A电荷的动能一定增大B电荷的动能一定减小C电荷一定从电势能大处移到电势能小处D电荷一定从电势能小处移到电势能大处答案D7如图所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其电场中的两点若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，1、2为P1、P2两点的电势，则()AE1E2，12 BE1E
4、2，12CE12 DE1E2，1N，A项正确，B项错误；由电场线疏密程度表示场强大小知，EMbc，一带正电粒子射入电场中，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，动能减少答案AC解析因为运动的粒子带正电，从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力，所以场源电荷必定为正电荷，即电势高低关系为abc.因此KNML.所以由K到L过程中电场力做负功电势能增加，A、C正确由L到M过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，B、D错误点评(1)电场力做功与路径无关，所以当电场中两点
5、的位置确定后，在两点间移动电荷时电场力做功是确定的值，也就是说电荷的电势能变化量是确定的(2)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，其他力做功不会引起电势能的变化(3)电场力对电荷做正功，电势能一定减少；电场力对电荷做负功，电势能一定增加电场力做了多少正功，电势能就减少多少；电场力做了多少负功，电势能就增加多少3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、
6、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点的电势能小答案AB解析由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知，两点电荷连线的中垂线上的电场方向是：由连线的中点沿中垂线指向无穷远处正电荷从N点移到M点，电场力做正功，电势能减小；负电荷从N点移到M点，电场力做负功，电势能增大选项A、B正确知识点三电势4关于电势，下列说法正确的是()A电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功B电场中某点的电势与零电势点的选取有关C由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低D电势是描述电场能的性质的物理量答案ABD解析由电势的定义可知A正确
7、由于电势是相对量，电势的大小与零电势点的选取有关，故B正确虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，因此C错误电势与电势能相联系，它是描述电场能的性质的物理量，故D正确点评(1)电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关，电势的大小为.(2)电势是相对的，电势零点的选取是任意的，但以方便为原则如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零(3)电势是标量，只有大小，没有方向，在规定了零电势点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势比零电势点电势高，负值表示该点电势比零电势点电势低，所以，同一电场中，正电势一定高
8、于负电势5如果把q1.0108 C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服静电力做功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？答案(1)1.2104 J1.2104 V(2)1.2104 V解析(1)静电力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，即0，Ep0.由WAEpEpA得EpAEpWA0(1.2104 J)1.2104 J再由A得A1.2104 V(2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以q移入电场前，A点的电势仍为1.2104 V.知识点四等势面6如图所示，实线表示一
9、簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则()AA点场强小于B点场强BA点场强方向指向x轴负方向CA点场强大于B点场强DA点电势高于B点电势答案AD解析由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如右图所示，则可知A、B两点处的场强方向应与x轴同向，由电场线的疏密可知，A点处的场强EA小于B点处的场强EB，故正确选项为A、D.7如图所示，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
10、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答案BD解析由两个粒子轨迹的弯曲情况可看出，到达M的粒子受的是库仑斥力，到达N的粒子受的是库仑引力，所以两个粒子电性一定不同，A错误，B正确；因为P和M、N不在同一个等势面上，所以由P到M和由P到N时电场力都要做功，但因P到M的过程中是在斥力作用下靠近，电场力做负功，所以动能减少，故vMvP，因此到达M、N两点时速率vMMPN静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N点在M点左侧由NN静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N点
11、在M点左侧由NP静电力做负功，即沿着电场线方向移动，又因1.0103 J6.0104 J，所以肯定移过了M点，所以P点位于M点右侧这样，M、N、P三点电势的高低关系是NMP.方法总结电场中两点电势高低的比较方法：(1)根据电场力做功判断在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势是降低的，如果电场力做负功，则电势升高在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高，如果电场力做负功，则电势降低(2)根据电场线确定电场线的方向就是电势降低最快的方向(3)根据电荷电势能的变化判断如果在两点间移动正电荷时：电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低如果在两点间移动负电荷时：电势能增加，则电势降低
12、；电势能减少，则电势升高1下列关于电势高低的判断，正确的是()A负电荷从A点移到B点时，电场力做负功，A点的电势一定较高B负电荷从A点移到B点时，电势能增加，A点的电势一定较低C正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点的电势一定较低D正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点，A点的电势一定较高答案AC2若带正电荷的运动小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内()A一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动答案D解析由于不知小球的初速度情况，故不能确定小球运动方向3如
