第1章靜電場第4節(jié)電勢能和電勢

第四節(jié)電勢能和電勢ECAB在勻強電場中帶正電粒子沿AB路徑，ACB路徑電場力做功？電勢能和重力勢能的對比理解例、下列說法正確的是（）A．無論是正電荷還是負電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，電場力做的正功越多，電荷在該點的電勢能就越大B．無論是正還是負電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，電場力做的正功越少，電荷在該點的電勢能越大C．無論是正還是負電荷，從無窮遠處移到電場中某點時，克服電場力做功越多，電荷在該點的電勢能越大D．無論是正電荷還是負電荷，從無窮遠處移到電場中某點時，電場力做功越多，電荷在該點的電勢能越大

利用EP=qφ求解時，連同正負號一同代入。φ與EP、q無關(guān)，只與電場本身及零勢面的選取有關(guān)。對電勢的理解和電勢高低的判斷1．對電勢概念的理解(1)電勢的相對性①電勢是相對的，只有先確定了零電勢的位置，才能確定其他點的電勢.②電場中某點的電勢跟零電勢位置的選擇有關(guān).③實際問題中，常選取無限遠處電勢為零，還常取大地電勢為零.(2)電勢的固有性電勢φ是表示電場能量屬性的一個物理量，電場中某點處φ的大小是由電場本身的條件決定的，與在該點處是否放著電荷、電荷的電性、電荷量均無關(guān)，這和許多用比值定義的物理量相同，如前面學過的電場強度E＝F/q.(3)電勢是標量①電勢是標量，只有大小，沒有方向.②電勢有正、負，正值表示該點電勢比零電勢高，負值表示該點電勢比零電勢低.③當規(guī)定了無限遠處為零電勢時，正電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢均為正值，且越靠近正電荷的地方電勢越高.負電荷形成的電場則相反.為什么?2．電場中兩點電勢高低的判斷方法(1)根據(jù)電場力做功判斷①在兩點間移動正電荷，如果電場力做正功，則電勢降低；如果電場力做負功，則電勢升高.②在兩點間移動負電荷，如果電場力做正功，則電勢升高；如果電場力做負功，則電勢降低.EABcdab(2)根據(jù)電場線方向判定電場線的方向就是電勢降低最快的方向.(3)根據(jù)電荷電勢能的變化判斷①在兩點間移動正電荷時，電勢能增加，則電勢升高；電勢能減小，則電勢降低.②在兩點間移動負電荷時，電勢能增加，則電勢降低；電勢能減小，則電勢升高.電勢與電勢能、電場強度的比較1．電勢與電勢能的區(qū)別與聯(lián)系2.電勢和電場強度的關(guān)系3．幾種典型電場的等勢面(1)點電荷電場中的等勢面：是以點電荷為球心的一簇球面，如圖甲；(2)等量異號點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱的曲面，如圖乙；(3)等量同號點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱的曲面，如圖丙；(4)勻強電場中的等勢面：是垂直于電場線的一簇平面，如圖??；5)形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面，如圖戊.類型一：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系，公式法判斷電勢高低【思路點撥】(1)電勢能的變化與靜電力做功有關(guān).(2)電勢和電勢能與零勢面的選取有關(guān).例1、在靜電場中，把一個電荷量q=2.0×10-5C的負電荷由M點移到N點，電場力做功6.0×10-4J，由N點移到P點，電場力做負功1.0×10-3J，則M、N、P三點電勢高低關(guān)系是（）A．電荷在N點具有的電勢能是6×10－4JB．M點的電勢比P的電勢高30VC．由M到N電荷的電勢能增加了6×10－8JD．φN>φM>φPD【題后反思】靜電力做了多少功，電勢能就變化了多少，并不是說，靜電力做了多少功，電勢能就等于多少.例、圖中，虛線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在軸上有a、b、c三點，則()A.a點的場強小于b點的場強B.a點的場強方向指向x軸負方向C.把一電子從a移到b點做的功大于從b移到c點做的功D.帶電粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能利用電勢面判斷E的大小、方向，電勢的高低，做功情況xbca0.6v0.4v0.2vA2．電場中有A、B兩點，A點的電勢φA＝30V，B點的電勢φB＝10V，一個電子由A點運動到B點的過程中，下面幾種說法中正確的是(

)A．電場力對電子做功20eV，電子的電勢能減少了20eVB．電子克服電場力做功20eV，電子的動能減少了20eVC．電場力對電子做功20eV，電子的電勢能和動能之和增加了20eVD．電子克服電場力做功20eV，電子的電勢能增加了20eV，動能和電勢能之和不變例2.如圖所示的電場中有A、B兩點，下列判斷正確的是(

)A．電勢φA>φB，場強EA>EBB．電勢φA>φB，場強EA<EBC．將電荷量為q的正電荷從A點移到B點，靜電力做正功，電勢能減小D．將電荷量為q的負電荷分別放在A、B兩點，電荷具有的電勢能EpA>EpB【題后反思】電勢的高低與場強的大小無必然聯(lián)系，在具體題目中，判斷電勢高低和場強大小應(yīng)分開判斷，不能同時考慮，混為一談.類型二、電勢高低和電勢能大小的判斷3．如圖所示，某區(qū)域電場左右對稱分布，M、N為對稱線上的兩點，下列說法正確的是(

)A．M點電勢一定高于N點電勢B．M點場強一定大于N點場強C．正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D．將電子從M點移動到N點，靜電力做正功AC

類型三、等勢面和軌跡類型判斷電性、做功情況例3、如圖所示，虛線同心圓是一簇某靜電場中的等勢面，其電勢分別是φa、φb和φc，一帶正電粒子射入電場中，運動軌跡如圖中實線KLMN所示.由圖可知(

)A．粒子從K到L的過程中，靜電力做負功，電勢能增加B．粒子從L到M的過程中，靜電力做負功，電勢能增加C．φa>φb>φcD．φa<φb<φc3.如圖所示，在點電荷＋Q形成的電場中，已知a、b兩點在同一等勢面上，c、d兩點在同一等勢面上，甲、乙兩個帶電粒子的運動軌跡分別為acb和adb曲線，兩個粒子經(jīng)過a點時具有相同的動能，可由此判斷()

A.甲經(jīng)過c點時與乙經(jīng)過d點時具有相同的動能B.甲、乙所帶電荷的電性相反C.若取無限遠處電勢為零，甲經(jīng)過c點和乙經(jīng)過d點時電勢能相等D.兩粒子經(jīng)過b點時具有相同的動能

4．如圖所示，帶正電的點電荷固定于Q點，電子在庫侖力作用下，以Q點為焦點做橢圓運動.M、N、P為橢圓上的三點，P點離Q點最遠.電子在從M點經(jīng)P點到達N點的過程中（）A．速率先增大后減小B．動能先減小后增大C．電勢能先減小后增大D．力先做正功后做負功解析：選B.帶正電的點電荷對電子的作用，和太陽對地球的作用類似，電子在從M點經(jīng)P點到達N點的過程中電場力先做負功后做正功，電勢能先增大后減小，動能先減小后增大，B正確.類型四、靜電場中的綜合問題5.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下．若不計空氣阻力，則此油滴從a運動到b的過程中（）A.帶電油滴帶正電B.帶電油滴重力勢能與電勢能之和增加C.帶電油滴電勢能一定則增加D.重力勢能和動能之和增加Fv1．圖中的實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡.粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點.可以判定(

)A．M點的電勢大于N點的電勢B．M點的電勢小于N點的電勢C．粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力D．粒子在M點受到的電場力小于在N點受到的電場力解析：選AD.由電場線方向知：φM>φN，由電場線疏密可知EM<EN，粒子受的電場力FM<FN，所以A、D正確.2.如圖所示，在點電荷電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點，先把＋q的試探電荷依次放在三點上，然后把－q的試探電荷依次放在三點上，關(guān)于電荷的電勢能的說法正確的是（） A．放上＋q時，EpA>EpB>EpCB．放上＋q時，EpA<EpB<EpCC．放上－q時，EpA>EpB>EpCD．無論放＋q，還是－q，EpA<EpB<EpC解析：選A.由電場線方向知：φA>φB>φC，又因為Ep＝qφ，當放＋q時，EpA>EpB>EpC，當放－q時，EpA<EpB<EpC，故A對.3．下列關(guān)于等勢面的說法正確的是 (

)A．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功B．等勢面上各點的場強相等C．點電荷在真空中形成的電場的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面D．勻強電場中的等勢面是相互平行的垂直于電場線的一簇平面CD4．一帶電粒子射入一固定在O點的點電荷的電場中，粒子運動軌跡如圖中虛線abc所示.圖中實線是同心圓弧，表示電場的等勢面.不計重力，則下列判斷一定錯誤的是(

)A．此粒子一直受到靜電排斥力作用B．粒子在b點的電勢能一定大于在a點的電勢能C．粒子在b點的速度一定大于在a點的速度D．粒子在a點和c點的速度大小一定相等解析：選C.由運動軌跡可判斷帶電粒子與點電荷為同種電荷，相互排斥，故A對；粒子從a到b電場力做負功，電勢能增加，動能減小，故B對，C錯；a、c在同一等勢面上，故粒子與a、c兩點的電勢能相等、動能