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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
2、具有的势能叫电势能。(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，贝U VAB=。 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、
3、负之分，当电荷的电势能为正值时，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 0表示。定义式：0 = 单位：在国际单位制中，电势的单位是_(V), 1 V = 1 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 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
4、向垂直。(3) 电场线总是由电势 的等势面指向电势 的等势面，两个不同的等势面永不、。点的电势能就越大变式1 :在电场中把一个电荷量为6X 10 -6C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3X 10 一5 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，电场中$ a 和 $ b,贝U()A. EaE,$ a $ bB. 吕Eb,$ a $ bC. Ea $ bD. EaE?,$ a $ m 0C .$ nV $ mV 0 D .$ m $ n 04. 如图所示，某区域电场线左右对称分布,M N为对称
5、线上两点.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，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 MN两点，另有一试探电荷q,则（）A.B.若q是正电荷，q在N点的电势能
6、比在若q是负电荷，q在M点的电势能比在M点的电势能大N点的电势能大1tNP11C.D.无论q是正电荷，还是负电荷，q在M N两点的电势能一 样无论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运动过程中的速度一时间图象如图乙所示，比较A、B两点电势$的高低和场强E的大小可得（）.A.$ A $ BB.$ aV $ BC. Ea Eb甲乙1D. Ea= Eb&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
7、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 2mghC.电场力做负功2mghB.小球的动能减少了 2mghD.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, MN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
8、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，把电荷量为一5X 10C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$ a= 15 V, B点的电势$ b 交三三=10 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q= 3.0 X 10 一9 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：VAB= 3.0 X 10 8J、VW= 1.5 X 10VW尸9.0 X 10 9 J .若取C点电势为零，求 A、B D三点电势.A R C D(
9、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。 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4X 10* 1 2 * 4 5 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
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