電場能性質(zhì)的描述電勢能和電勢

1、課程信a高中物理電場能性質(zhì)的描述編稿老師I劉汝發(fā)一校 楊雪電勢能和電勢丄L J 4L J J亠J 丁 L 亠L 亠亠 J_k LJ亠L _ 丁 A U L J J_k J i二校i黃楠審核1王紅仙【明確學3目標B»學習有的放矢】、考點突破:知識點考綱要求題型說明電場能性 質(zhì)的描述 -電勢 能和電勢1. 靜電力做功特點及計算；2. 理解靜電力做功與電勢能變化之間 的關(guān)系；3. 掌握電勢的概念并能判斷場中不同 位置電勢的高低；4. 掌握等勢面的特點。選擇題、 計算題本知識點屬于咼頻考 點、難點，電勢能和電 勢是電場能的性質(zhì)的 描述的重要物理量，考 查方向以場的能量為 依托對電勢能、電勢等

2、 概念進行考查。、重難點提示：重點：1.靜電力做功特點及計算；2.理解靜電力做功與電勢能變化之間的關(guān)系。難點：電勢的概念及電勢高低的判斷。IB難養(yǎng)點點點突破】一、電場力做功與電勢能1. 靜電力做功的特點（1）在電場中移動電荷時，電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見靜電力 做功與重力做功相似。W = Eqd，其中d為沿電場線方向的位移。（2）在勻強電場中，靜電力做的功2. 電勢能電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移到零（1）定義：電荷在電場中具有的勢能。 勢能位置時靜電力所做的功。Wab = EpA Epb。（3）電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能 規(guī)

3、定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。（2）靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系 靜電力做的功等于電勢能的減少量，即、電勢1.電勢(1)（3） 高（低）。定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值。,Ep ©=q電勢是標量，其大小有正負之分，其正（負）表示該點電勢比電勢零點定義式:標矢性:相對性:（5）2.等勢面電勢具有相對性，同一點的電勢因零電勢點選取的不同而不同。 電場線法判斷電勢高低：沿著電場線方向電勢逐漸降低。（1）定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面。（2）特點 電場線跟等勢面垂直，即場強的方向跟等勢面垂直; 在等勢面上移動電荷時電場力不做功； 電場線總是從電勢高的等

4、勢面指向電勢低的等勢面; 等差等勢面越密的地方電場強度越大；反之越??； 任意兩等勢面不相交。幾種常見的典型電場的等勢面比較電場等勢面（實線）圖樣重要描述勻強電場垂直于電場線的一簇平面點電荷的電場以點電荷為球心的一簇球面等量異種點電荷的電場兩簇對稱曲面，連線的中垂線上的電勢 為零等量同種正點電荷 的電場擬翩BEia關(guān)】例題1如圖所示，在線是以+ Q所在點為圓心、在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+ Q、一 Q,虛 L為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中 a、c兩點2x軸對稱，則下列判斷正確的是（）等勢面為兩簇對稱曲面，連線上，中點 電勢最低，而在中垂線上

5、，中點電勢最 高A. b、d兩點處的電勢相同B. 四個點中c點處的電勢最低C. b、d兩點處的電場強度相同D. 將一試探電荷+ q沿圓周由a點移至c點，+ q的電勢能減小思路分析：在兩等量異種點電荷產(chǎn)生的電場中，根據(jù)電場分布規(guī)律和電場的對稱性可以判斷，b、d兩點電勢相同，均大于c點電勢，b、d兩點場強大小相同但方向不同，選項A、D正確。B正確，C錯誤；將+ q沿圓周由a點移至c點，+ Q對其作用力不做功，一 Q對其作用力 做正功，所以+ q的電勢能減小，選項答案：ABD例題2 兩個帶等量正電的點電荷，固定在圖中的 P、Q兩點，MN為PQ連線的中垂 線，交PQ于O點，A為MN上的一點，一帶負電的

6、試探電荷 q，從A點由靜止釋放，只 在靜電力作用下運動，取無限遠處的電勢為零，則（）由A向0的運動是勻加速直線運動 由A向0運動的過程電勢能逐漸減小 運動到0點時的動能最大 運動到0點時電勢能為零A. qB. qC. qD. q思路分析：q由A向0運動的過程中，電場力的方向始終由 化，所以電荷q做變加速直線運動，電場力做正功， 減速運動，所以 則0點的電勢q通過q到0點時速度最大，動能最大，電勢能最小,0丸，所以q在0點的電勢能不為零，故選項A指向0,但力的大小變 0點后在電場力的作用下做變 因無限遠處的電勢為零，B、C均正確，選項A、D錯誤。答案:BCIBkill k刪山拓展升華高分豪取】【

7、方法提煉】帶電粒子運動軌跡類問題的解題技巧（1 ）判斷速度方向：帶電粒子軌跡的切線方向為該點處的速度方向。（2）判斷電場力（或場強）的方向：僅受電場力作用時，帶電粒子所受電場力方向指 向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正負判斷場強的方向。（3）判斷電場力做功的正負及電勢能的增減：若電場力與速度方向成銳角，則電場力 做正功，電勢能減少；若電場力與速度方向成鈍角，則電場力做負功，電勢能增加。滿分訓練：如圖所示，A、B兩點是粒子在勻強電場中運動時經(jīng)過的兩個點，平行直線表示電場線，但方向未知，整個過程中只有電場力做功，已知粒子在A點的動能比B點大,則下列說法中正確的是（A. 無論粒子是從 A到B,還是從B

8、到A，電場力均做負功B. 電場線方向從右向左C. 粒子的運動軌跡若為 1，則粒子一定帶負電D. 無論粒子是帶正電還是負電，均不可能沿軌跡2運動思路分析：由于粒子在A點的動能比B點大，結(jié)合電場線與軌跡形狀（質(zhì)點做曲線運 動時合力必指向凹側(cè)）進行分析，若粒子沿軌跡1運動，則在任意位置時粒子所受到的電場力一定水平向左，若粒子從A到B,則電場力做負功，從 B到A，則電場力做正功，由此可知，A錯誤；此時若粒子帶正電，電場方向一定向左，且由A向B運動，若粒子帶負電，電場方向一定向右，且由B向A運動，均滿足粒子在 A點的動能比B點大；若粒子沿軌跡2運動，則在任意位置時粒子所受到的電場力一定水平向右，同理可判

9、斷此情況下粒 子在A點的動能一定比 B點的小，不符合題意，即符合題意的粒子一定沿軌跡1運動，由此可知B、C錯誤，D選項正確。答案：D f （答題時間：30分鐘）a點由靜止釋放，沿電場線1. 如圖，a、b為沿豎直方向電場線上的兩點，一帶電小球從 向上運動，到b點時速度恰好為零，下列說法正確的是（kaA. a點的電勢比b點的電勢高B. a點的電場強度比b點的電場強度大C. 帶電小球受到的電場力方向始終豎直向上D. 帶電小球在a點的電勢能比在b點的電勢能大2. 兩電荷量分別為q 1和q2的點電荷分別固定在 x軸上的0、M兩點，兩點電荷連線上 各點電勢 隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點的電勢為零

10、，ND段中C點電勢最高, 下列說法不正確的是（）A. q 1為正電荷，q2為負電荷B.|qiC. C點的電場強度為零D. 將一帶負電的檢驗電荷從N點移到D點，3.如圖所示，在x軸上固定兩個等量異種點電荷q2電場力先做負功后做正功+Q、一 Q，兩點電荷之間相距L。虛線是以+Q所在點為中心、邊長為 L的正方形，a、b、c、d為正方形的四個頂點，其中 兩點在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸對稱。下列判斷正確的是（）JA. 四點中c點處的電勢最低B. a、b兩點的電勢差 Uab等于a、d兩點的電勢差 UadC. 將一正的試探電荷沿 af b7c從a點移至c點，電勢能先增大后減小D. a點電場強度的大小大于

11、c點電場強度的大小相鄰等勢線的電勢差相等，某時刻一帶電量為，此后的一小段時間內(nèi)粒子做減速運動。不計粒Ea和Eb,電勢分別為 a和b，下列關(guān)系正確的4.如圖為某靜電場中一區(qū)域內(nèi)的等勢線， +q的粒子經(jīng)過a點（速度方向如圖所示） 子重力，a、b兩點的電場強度大小分別為是（ ）A. EaEb、aC. EaEb、 aB. EaD. EarEb、 aEb、 a15° 角,b5.如圖所示，處于真空中的勻強電場與水平方向成場強E互相垂直，在 A點以大小為V0的初速度水平向右拋出一質(zhì)量為b在豎直平面內(nèi)的直線AB與m、帶電荷量為+q的小球，經(jīng)時間t，小球下落一段距離過 C點（圖中未畫出）時其速度大小仍

12、為 V0，已知A、B、C三點在同一平面內(nèi)，則在小球由C點的過程中（A點運動到D. C點位于AB直線的右側(cè)為某勻強電場中的四個點，且ab /cd、ab丄bc , bc = cd = 2aba= 20 V , b= 24V ,© d = 8 V o 個質(zhì)子經(jīng)過V0，方向與bc夾角為45； 段時間后經(jīng)過c點，e為質(zhì)子的電量，不計a、 b、 c、 d14VA. c點電勢為B. 場強的方向由a指向bpa/21C. 質(zhì)子從b運動到c所用的時間為 v0D. 質(zhì)子運動到c時的動能為16 eV7.在x軸上關(guān)于0點對稱的兩個位置放置電荷量大小相等的點電荷。關(guān)于在兩電荷連線上場強和電勢的分布，下列說法正確

13、的是 （規(guī)定x軸正方向為電場強度的正方向、無窮遠的電勢為零)(¥ftA.B.C.D.甲圖為兩個等量負點電荷的E x圖象乙圖為兩個等量負點電荷的0 x圖象 丙圖為兩個等量負正點電荷的E x圖象丁圖為兩個等量負正點電荷的0 x圖象8.如下圖所示，勻強電場中A、B、C三點構(gòu)成一個直角三角形， 的點電荷由A點移動到B點，電場力做功 4.8 10 8J，再由B點移動到C點, 場力做功4.8 10 8J,取B點電勢為零，求 A、C兩點的電勢及場強方向。把電荷量q2 10 10 C電荷克服電E37° (取 sin37 ° 0.6 ,求運動過程中：9.真空中存在空間范圍足夠大的水

14、平向右的勻強電場。若在電場中，將一個質(zhì)量為 帶正電的小球由靜止釋放，運動中小球的速度與豎直方向夾角為 COS37 °= 0.8 )?，F(xiàn)將該小球從電場中某點以初速度V0豎直向上拋出。(1) 小球受到的電場力的大小及方向；(2) 小球從拋出點至最高點的電勢能變化量。哥S尼0人的黃聘在勇于探索克理-1. BCD 解析：小球開始由靜止向上運動，電場力大于重力，且方向豎直向上。但由于小球的電性未知，不能判斷電場線的方向，所以不能判斷a、b兩點電勢的高低，故A錯誤;由題意可知，電場力方向始終豎直向上，帶電小球受兩個力：重力和電場力，在a點，電場力大于重力，到b點恰好速度為零，可知先加速后減速，所

15、以b點所受的電場力小于重力，所以a點的電場強度比b點的電場強度大，故 B、C正確；由a到b，電場力一直做正功， 則電勢能減小，貝y a點的電勢能大于b點的電勢能，故 D正確，故選BCD。2. BD 解析：根據(jù)正電荷遠離場源電荷電勢降低，靠近負電荷電勢逐漸降低，可以得出qi為正電荷，q2為負電荷，A項不符合題意；x圖象切線斜率表示電場強度，C點切線C點由兩個點電荷產(chǎn)生的電場強度疊的斜率為零，電場強度為零，所以C項不符合題意；加而成，兩個點電荷產(chǎn)生的場強大小相等方向相反,所以B項符合題意；帶負電的檢驗電荷從N點移到k冬£rOCrMCC點電勢升高，電場力對電荷做正功,，可以得出IW |q2

16、，從C點移到D點電勢降低，電場力對電荷做負功，電場力先做正功后做負功，所以 確。3. AB 解析：如圖，正電荷是正方形的中心，a、b、c、d正電荷，貝y a b c d 0 ,若只有負電荷，貝y c 電場疊加后，電勢為標量，實際某點電勢為兩電場中電勢的代數(shù)和，(a a )(b b)( d d )( c c)，即 ad關(guān)于x軸對稱，在同一等勢面上，電勢相等，即 確；a7b7c電勢逐漸降低，將一正的試探電荷沿到正電荷的距離相等,a 0 ,d故有做正功，電勢能一直減小，故C錯誤；兩點電荷在 a點的電場強度EaE1 E2，所以 Ea場強度Eb Ei E2，正電荷到a、c兩點距離相等,D項正若只有兩點電

17、荷c ,則A正確；b、U ab U ad，故 B 正C點，電場力一直Ei E2，C點電Eb，故D錯誤。4. B 解析：由于等勢面密集的地方電場線密集，電場線密集的地方場強較大， 場強大于a點的場強，即Ea Eb；因為帶電量為+q的粒子經(jīng)過a點時， 粒子做減速運動， 則由于電場線與等勢面正交，所以電場線方向向左， 所以b點電勢高于a點，即b點的故在一小段時間內(nèi)a b，故選B。1 2 -mvo 0,由于重力做正功，故2機械能減??；由于電場力做BD。1 25. BD 解析：根據(jù)動能定理，則有 WG Wfe =mvo2電場力做負功，大小等于重力功，電勢能增加，重力勢能減小,負功，故C點位于AB直線的右

18、側(cè)，選項 BD正確；故選6. C解析：過a點向de作垂線，垂足為 上距離相等的線段的電勢差相等的性質(zhì)， 相等的線段電勢差相等，e點電勢為 所以A項錯誤；電場線垂直于等勢面， 以B項錯誤；速度方向與 be夾角為12Ve, f為be的中點，根據(jù)勻強電場中任意一條直線 e為de的中點，勻強電場中兩條平行線上，距離,e點電勢為16V , f點電勢為20V , a f為等勢面，線運動，根據(jù)幾何關(guān)系知勻速直線運動方向的位移為電場強度方向垂直于a f，場強方向為bd方向，所45 °，從b到e為類平拋運動，沿初速度方向為勻速直21Zoj,運動時間t ，所以C項正確；根據(jù)平拋結(jié)論知，速度方向與水平方向夾角的正切值和位移方向與水平方向夾角正切值Vy12,Vy 2v0，根據(jù)動能定理有一mVy8eV，質(zhì)子V02的關(guān)系為tan2tan ，tan12 2 運動到e時的動能一 mvyVo27. AB 解析：在圖甲的等量負點電荷的電場中，在兩點電荷連線中點的場強為零，距離 電荷越近的地方場強越大，故甲圖為兩個等量負點電荷的Ex圖象，選項A正確；等量負點電荷的電場中，周圍的電勢均為負值， 離負點電荷越近則電勢越低，故乙圖為兩個等量負點電荷的0 x圖象，選項B正確；在等量異種點電荷的電場中的連線中點處電勢