电场能的性质专题

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1、电场能的性质专题电场能的性质专题【课 题】电场能的性质电场能的性质 【导学目标】 1、理解电势能、电势差、电势、等势面的的概念。2、掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系。 【导入】 一、电势差一、电势差 电势电势 电势能电势能 1 1电势差电势差 （1）定义和定义式：电荷在电场中，由一点 A 移动到另一点 B 时，_与_的比值 WABq，叫做 A、B 两点间的电势差，用 UAB表示，其定义式为_ （2）物理意义：AB 两点间的电势差在数值上等于_。2 2电势电势 （1）电势实质上是_的电势差, 即电场中某点的电势，在数值上等于 _（零电势点）时电场力所做的功。 （2）电势的正负号的物理意义：电

2、势也是标量，只有大小，而没有方向 其正号表示； _负号表示_。电势是相对的。 （3）电势与电势差的关系：UABAB。如果 UAB0，即 AB，则表示 _。如果 UAB0，即 AB，则表示_ 注意：注意：沿着电场线方向，电势越来越_3 3电势能电势能 （1）电势能：_叫电势能；与电势相似，具有相对性。 （2）表达式 EA_，即电荷在某点的电势能等于该点的电势与电荷的电荷量的乘 积即电势能是由_和_两个方面共同决定的 （3）场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能_，做功量 _电势能的减小量；电场对电荷做负功，电荷的电势能_，做功量_ 电势能的增加量二、等势面二、等势面 1等势面：

3、等势面：_。 2等势面的性质等势面的性质 （1）等势面上任意两点间的电势差为_，在等势面上移动电荷，电场力_ （2）在等势面上移动电荷电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向_，即等 势面必定与电场线_ （3）沿着电场中的方向，电势_，显然，电场线总是由_指向_。 （4）等势面的疏密表示电场的_。【导研】 例 1 如图 3 所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势 线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿 图中的实线从 A 点飞到 C 点，则下列判断正确的是（ ） A粒子一定带负电；B粒子在 A 点的电势能大于在 C 点的电势能； CA 点的场强大于 C 点的

4、场强； D粒子从 A 到 B 电场力所做的功大于从 B 到 C 点电场力所做的功。例 2 (2008(2008 年深圳市高三年级第一次调研考试年深圳市高三年级第一次调研考试) ) 如图为一匀强电场，某带电粒子从A点 运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为 2.0J，电场力做的功为 1.5J则下列说 法正确的是（ ） A粒子带负电 B粒子在A点的电势能比在B点少 1.5J C粒子在A点的动能比在B点多 0.5J D粒子在A点的机械能比在B点少 1.5J例 3 ( (江苏省盐城市江苏省盐城市 20092009 届高三上学期第一次调研考试届高三上学期第一次调研考试) )8X 轴上有两点电荷Q1和

5、Q2， Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，从图中可看出( ) AQ1一定大于 Q2 BQ1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷 C电势最低处 P 点的电场强度为 0 DQ1和Q2之间各点的电场方向都指向P点例 4（宿迁市（宿迁市 08080909 学年高三年级第一次调研测试）学年高三年级第一次调研测试）研究表明，无限大的均匀带电平面 在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场现有两块无限大的均 匀绝缘带电平面，一块带正电，一块带负电，把它们正交放置如 图甲所示，单位面积所带电荷量的数值相等图甲中直线 A1B1 和 A2B2分别为带正电的平面和带负电的平面与纸面正交的交线， O 为两交

6、线的交点则图乙中能正确反映等势面分布情况的是（ ）例 5 如图所示，两个固定的相同细环同轴放置，相距 一定的距离，O1、O2分别为两环的圆心， O为 O1、O2连线的中点，P在O的右侧。两环分别带有均匀 分布的等量异种电荷。则（ ） A若取无穷远处电势为零，则O点电势也为零 B在P点释放一带正电的粒子，则该粒子将在O1、O2间做往复运动 C一带电的粒子沿轴线穿过两环，经O1、O2时加速度相同 D一带正电的粒子从O1右侧沿轴线穿过两环，电势能一直增加例 6两个电荷量均为+Q 的带电小球 M、N（均可视为点电荷）固定在如图所示的 y 坐标vABEQ1Q2PXO+QQPOO1O2轴上。现有一个电荷量

7、为+q、质量为 m 的小球（重力不计，可视为点电荷） ，以某一初速 度从 y 轴左边很远处沿 x 轴飞来。 （1）求小球运动到 x 轴上点 A（x，0）处受到的电场力 F；（2）若取无限远处电势为零，M、N 在 x 轴上任意点的电势可表示为 P=（常数 22xdCC0） 。要使小球能通过 y 轴右方 B（x，0）处，则初速度 v0应满足什么条件。【导练】 1、 （0909 年全国卷年全国卷）18.如图所示，一电场的电场线分布关于 y 轴（沿竖直方向）对称， O、M、N 是 y 轴上的三个点，且 OM=MN，P 点在 y 轴 的右侧，MPON，则（ ） A.M 点的电势比 P 点的电势高 B.将

8、负电荷由 O 点移动到 P 点，电场力做正功C. M、N 两点间的电势差大于 O、M 两点间的电势差 D.在 O 点静止释放一正离子，该离子将沿 y 轴运动2、 （0808 年高考海南卷物理）年高考海南卷物理）匀强电场中有 a、b、c 三 点在以它们为顶点的三角形中， a30、c90,电场方向与三角形所在平面平行已知 a、b 和 c 点的电势分别为V、V 和 2 V该三角形的外接圆上最低、(23)(23)最高电势分别为（ ）AV、V B0 V、4 V(23)(23)CV、 D0 V、V4 3(2)34 3(2)333、 （0909 年江苏物理）年江苏物理）8空间某一静电场的电势 在x轴上分 布

9、如图所示，x轴上两点 B、C 点电场强度在x方向上的分量 分别是 EBx、ECx，下列说法中正确的有（ ） AEBx的大小大于 ECx的大小 BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大 D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功4、 （20102010江苏物理江苏物理55）空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 X 变化的图 像如图所示。下列说法正确的是（ ） AO 点的电势最低 BX2点的电势最高abc30v0 xB（x，0）A（x，0）ONMyq（0，d）（0，d）MCX1和- X1两点的电势相等 DX1和 X3两点的电势相等5、

10、（江苏省盐城、泰州联考（江苏省盐城、泰州联考 20102010 届高三学情调研）届高三学情调研）如图所示，空间有竖直向下的匀强电场， 电场强度为E，在电场中P处由静止下落一质量为m、带电 量为q的小球(可视为质点)。在P的正下方h处有一水平弹 性绝缘挡板S(挡板不影响电场的分布)，小球每次与挡板相 碰后电量减小到碰前的k倍(1k )，而碰撞过程中小球的机 械能不损失，即碰撞前后小球的速度大小不变，方向相反。设 在匀强电场中，挡板S处的电势为零，则下列说法正确的是( ) A小球在初始位置P处的电势能为Eqh B小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于h C小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高

11、度时的电势能小于EqhD小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度小于h6、 （浙江省金华一中（浙江省金华一中 20102010 届高三届高三 1212 月联考）月联考）如图所示，Q1、Q2 为二个等量同种的正点电荷，在 Q1、Q2产生的电场中有 M、N 和 O 三点，其中 M 和 O 在 Q1、Q2的连线上（O 为连线的中点） ， N 为过 O 点的垂线上的一点。则下列说法中正确的是（ ） A在 Q1、Q2连线的中垂线位置可以画出一条电场线 B若将一个正点电荷分别放在 M、N 和 O 三点，则在 M 点时电势能最大 C若 ON 间的电势差为 U，ON 间的距离为 d，则 N 点的场强为 U/d D若 ON 间的电势差为 U，将一电量为 q 的负点电荷从 N 点移到 O 点，需克服电场 力做功 qU