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- 2021-05-27 发布
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第四节 电势能和电势
课前篇(学会自主学习——不看不清)
【学习目标】
1.知道电场力做功的特点,理解电场力做功与电势能变化的关系.
2.理解电势能、电势的概念及相互关系.
3.理解等势面的概念及等势面和电场线的关系.
【知识储备】
1.重力做功的特点: .
2.比值定义法的含义: .
【自主预习】
1.静电力做功的特点 .
2.电势能
概念: .
3.电势
定义:
定义式:
单位:
4.等势面
定义: .
【我的困惑】
课上篇(学会合作交流——不议不明)
【要点突破】
1. 静电力做功的特点
2. 电势能
3. 电势
4. 等势面
【典例剖析】
【例1】如图所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是( )
A.把正电荷从a移到b,静电力做正功,电荷的电势能减小
B.把负电荷从a移到b,静电力做负功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从a移到b,静电力做正功,电荷的电势能增加
D.不论正电荷还是负电荷,从a到b电势能逐渐降低
【例2】将带电荷量为1×10-8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10-6 J,(取无限远处电势为零)问:
(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?
(2)A点的电势是多少?
【例3】将一个电荷量为1.0×10-8 C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8 J,现将该电荷从A点移到B点,电场力做功1.0×10
-8 J.试求电荷在A、B两点的电势.(取无穷远处为零电势能点)
【例4】如图所示,虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面,其电势分别是φa、φb和φc,一带正电粒子射入电场中,运动轨迹如图中实线KLMN所示.由图可知( )
A.粒子从K到L的过程中,静电力做负功,电势能增加
B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功,电势能增加
C.φa>φb>φc
D.φa<φb<φc
【达标检测】
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.如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,先把+q的试探电荷依次放在三点上,然后把-q的试探电荷依次放在三点上,关于电荷的电势能的说法正确的是( )
A.放上+q时,EpA>EpB>EpC
B.放上+q时,EpAEpB>EpC
D.无论放+q,还是-q,EpAEQ,φP>φQ
B.EP>EQ,φP<φQ
C.EPφQ
D.EPEpB
6.下列说法中正确的是(设电荷在无穷远处电势能为零)( )
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越大
7.如图所示,匀强电场电场线与AC平行,把10-8 C的负电荷从A点移到B点,静电力做功6×10-8 J,AB长6 cm,AB与AC成60°角.求:
(1)场强方向;
(2)设B处电势为1 V,则A处电势为多少?电子在A处电势能为多少?
课后篇(学会应用与拓展——不练不通)
1.如图所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是( )
A.电势φA>φB,场强EA>EB
B.电势φA>φB,场强EAEpB
2.孤立点电荷电场中的一簇等势面如图中虚线所示,其电势分别为φ1、φ2、φ3,其中A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点,且AB=BC.现将一负电荷由A移到B,静电力做正功W1;再由B移至C,静电力做正功W2,则( )
A.W1=W2,φ1<φ2<φ3
B.W1=W2,φ1>φ2>φ3
C.W1>W2,φ1<φ2<φ3
D.W1φ2>φ3
a
b
c
o
M
N
3.如图中虚线为匀强电场中的等势线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电势高于c点.若不计重力,则( )
A.M带负电荷,N带正电荷
B.M带正电荷,N带负电荷
C.N在从O点运动至a点的过程中电势降低
D.M在O点和b点电势能相同
4.如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判断正确的是( )
A.O点电场强度为零
B.D点电场强度为零
C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大
D.若将点电荷-q从O移向C,电势能增大
5.一匀强电场,场强方向是水平的(如图所示).一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,只在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差.
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