4电势能 电场力做功和电势 电势差

电势能 电场力做功和电势 电势差

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要点一 判断电势高低的方法

电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．

1．利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低．

2．在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．

3．电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．

4．根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点． 【例1】、有一电场的电场线如图1所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则（ ） A．EA＞EB UA＞UB B．EA＞EB UA＜UB C．EA＜EB UA＞UB D．EA＜EB UA＜UB

要点二 理解等势面的特点和应用及其与电场线的关系

1．特点

(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功． (2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交．

(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．

(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集．在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏． (5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面．

2.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？

(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图所示．

(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如图所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φA>φA′；在中垂线上φB＝φB′.

(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图所示，在AA′线上O

点电势最低；

在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和B、B′对称等势．

(4)

3．应用

(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别．

(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况．

(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．

(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.

要点四 电势差定义式UAB＝WAB/q的理解

WAB

1．UAB＝WAB为q从初位置A运动到末位置B时静电力做的功，计算时W与U

q

的角标要对应，即WAB＝qUAB，WBA＝qUBA.

W2．UAB＝WAB的正、负号表示正、

q

负功；q的正、负号表示电性，UAB的正、负号反映φA、φB的高低．

W3．公式UAB＝UAB与WAB成正比，与q成反比，只是可以利用WAB、q来测

q

量A、B两点电势差UAB，UAB由电场和A、B两点的位置决定．

4．WAB＝qUAB，适用于任何电场．静电力做的功WAB与移动电荷q的路径无关．只与初、末位置的电势差有关．

5．静电力做功的计算方法有三种：

(1)在匀强电场中，W＝Flcos α＝qElcos α，α是E、l方向的夹角． (2)WAB＝qUAB既适用于匀强电场，又适用于非匀强电场． (3)由静电场的功能关系也可确定静电力做功 .

【例2】 下列说法正确的是( )

A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功 B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分

C．由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关

D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以UAB＝UBA

【例3】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×105 C的负电荷由M点移到N点，静电

－－

力做功6.0×104 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×103 J，则M、N、P三点电势高低关系是________．

－

难点剖析

【例4】 下列关于电荷的电势能的说法正确的是( ) A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大

B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零 C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少

D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少 答案

【例5】 判断电势能的大小 电势能大小的判断方法：

①利用Ep＝qφ来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断．

②利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减少；静电力对电荷做负功，电势能增加.

如图所示，

把电荷量为－5×10 C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势UA＝15 V，B点的电势UB＝10 V，则此过程中静电力做的功为________ J.

练习

1.有一电场的电场线如图所示，

－9

电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示，则( ) A．EA>EB，φA>φB B．EA>EB，φA<φB C．EA<EB，φA>φB D．EA<EB，φA<φB

2如图所示电场中A、B两点，

则下列说法正确的是( ) A．电势φA>φB，场强EA>EB B．电势φA>φB，场强EA<EB

C．将电荷＋q从A点移到B点静电力做了正功

D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB

3．有关电场，下列说法正确的是( ) A．某点的电场强度大，该点的电势一定高

B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大 C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零 D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零

－

4．将一个电荷量为－2×108 C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8－

J，则M点电势φM＝________ V．若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×108 J，则N点电势φN＝________ V，MN两点间的电势差UMN＝________ V.

5．如图所示．

在图甲中，若规定EpA＝0，则EpB________0(填“>”“＝”或“<”)． 试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．

6．一点电荷仅受静电力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点．点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB、EC表示，则EA、EB和EC间的关系可能是( )

A．EA>EB>EC B．EA<EB<EC C．EA<EC<EB D．EA>EC>EB 7．如图4所示，

图4

某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是( ) A．M点电势一定高于N点电势 B．M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，静电力做正功 8．如图所示，

O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，比较O、P两点的电势和场强大小( )

A．φO＝φP，EO>EP B．φO＝φP，EO＝EP C．φO>φP，EO＝EP D．φO＝φP，EO<EP 9．如图所示，

10 固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ …… 此处隐藏：2125字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……