1专题一电场能的性质

1专题一电场能的性质（第1课时）学习目标：1、掌握电势、电势差的的概念，定义式，标矢情况2、掌握电场力做功的求解方法；掌握电势能的定义、求解公式3、掌握电场力做功与电势能的关系4、了解典型电场的等势面的分布情况基础回顾：一、电场力做功的特点和电势能1．静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时电场力做功与无关，只与有关，可见静电力做功与做功相似．(2)在匀强电场中，电场力做的功W＝，其中d为沿的位移2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移到位置时所做的功．(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于，即WAB＝.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在表面的电势能规定为零．针对练习1、如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是())A.若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少B.若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增加C.若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加D.若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动,电势能减少二、电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的与的比值．(2)定义式：.(3)矢标性：电势是，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比高(低)．(4)相对性：电势具有，同一点的电势因的选取的不同而不同．针对练习2、如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为多少？若将电量为6×10-8c的电荷由A点移到C点，克服电场力做功为12×10-7J，则C点的电势为多少？2三、等势面(1)定义：电场中的各点组成的面．(2)特点：①等势面一定与电场线，即跟场强的方向．②在上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是的等势面指向的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度；反之针对练习3．关于等势面的说法，下列哪些说法是正确的（）A．等势面和电场线处处垂直B．同一等势面上的点场强大小必定处处相等C．电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向D．电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动四、电势差1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，WAB与的比值．2．定义式：UAB＝.3．电势差与电势的关系：UAB＝.4．单位：，符号.5．影响因素：电势差UAB由决定，与移动的电荷q及电场力做功WAB，与零势点的选取．针对练习4、下列说法中正确的是（）A电势差的定义式U=W/q说明两点间的电势差U与W成正比，与电荷电量q成反比B、两点间的电势差数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功C、将1C正电荷从一点移到另一点电场力做1J功，这两点间的电势差为1VD、电荷只在电场力作用下，从静止开始，从一点移到另一点，电场力做的功数值上等于电荷减少的电势能针对练习5、在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（）A．甲图：与点电荷等距的a、b两点B．乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a、b两点D．丁图：匀强电场中的a、b两点·a·b·a·b·b·a·a·b甲乙丙丁3典型例题例1、图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求(1)P、Q各带何种电荷？(2)把q=10－7C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？(3)把q从B移到C电场力做多少功？(4)把q从C移到A电场力做多少功？(5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？例2、有一带电量q=－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功６×10－4J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4J.问：（１）以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EPA1是多少？电势φA1为多少？（２）如选取C点的电势能为零，则电荷在A点时的电势能EPA2又是多少？电势φA2为多少？拓展如果点电荷的带电量为q=3×10-6C，仍以B点为零势能点，则电荷在A点时的电势能为多少？例3、图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（）A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力例4、匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示。已知电场线的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V。设场强大小为E，一电量为1×10－6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则（）4ADBCA．W＝8×10－6J，E＞8V/mB．W＝6×10－6J，E＞6V/mC．W＝8×10－6J，E≤8V/mD．W＝6×10－6J，E≤6V/例5、.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图，由此可知c点的电势为A．4VB．8VC．12VD．24V跟踪练习1．下列关于电场强度和电势的说法中，正确的是()A.电场强度为零的地方，电势一定为零B.电势为零的地方，电场强度一定为零C.电场强度较大的地方，电势一定较高D.沿着电场强度的方向，电势逐渐降低2、如图四所示，为电场中一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（）A.A处场强大于B处场强；B.点电荷在A处电势能大于在B处电势能；C.点电荷带负电；D.由A到B点电荷受到电场力越来越小。3、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，分别把+q和－q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是()A．放上+q时，它们的电势能EA＞EB＞ECB．放上+q时，它们的电势能EA＜EB＜ECC．放上－q时，它们的电势能EA＞EB＞ECD．放上－q时，它们的电势能EA＜EB＜ECE.4、4.如图所示，一电场的电场线分布关于y（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则（）A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动abcd20V24V4V5电场能的性质（第2课时）巩固练习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、在静电场中电场强度和电势的说法，下列正确的是（）A．电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C．电场强度的方向总是跟等势面垂直的，且由高势面指向低等势面D．沿电场强度的方向移动电荷，电荷的电势能总是不断降低的3、如图所示的电场线，一正电荷在电场中沿电场线从A到B，此过程中有可能是（）A．电场力的大小不断变化B．电场力的大小保持不变C．电荷克服电场力做功D．电荷的电势能不断减小4、如图a，b，c是正点电荷．．．．一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定（）A．φaφbφcB．EaEbEcC．φa－φb＝φb－φcD．Ea＝Eb＝Ec5、某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则()A．EP＞EQ，UP＞UQB．EP＞EQ，UP＜UQC．EP＜EQ，UP＞UQD．EP＜EQ，UP＜U6、如图甲是某一电场中的一条电场线，a．b两点是该电场线上的两点。一负电荷只受电场力作用，沿电场线由a运动到b。在该过程中，电荷的速度—时间图象如题图乙所示，比较a．b两点场强E的大小和电势Φ的高低，下列说法正确的是A．Ea=EbB．EaEBC．ΦaΦbD．ΦaΦb67、（09·山东）如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于的右侧。下列判断正确的是（）A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小8、将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1＝6×10－9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2＝7×10－9J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系()A．φM＜φN＜0B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0D．φM＞φN＞09、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，两相邻等势面间电势差相等．A、B、C为电场中的三个点，且AB=BC，一个带正电的粒子从A点开始运动，先后经过B、C两点，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（）A．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系caBaAaB．粒子在A、B、C三点的动能大小关系bCEbBEbAEC．粒子在A、B、C三点的电势能大小关pCEpBEpAED．粒子由A运动至C和由B运动至C电场力做的功相等10.如图，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．11.如图，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．12、如上图所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等。一正点电荷在等势面A处的动能为20J，运动到等势面C处的动能为零。现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为-20J时的动能是多少？（不计重力和空气阻力）7能力提高1.在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中（）A.先作匀加速运动，后作匀减速运动B.先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C.电势能与机械能之和先增大，后减小D.电势能先减小，后增大2.空间存在匀强电场，有一电荷q0q质量m的粒子从O点以速率0v射入电场，运动到A点时速率为02v。现有另一电荷量q、质量m的粒子以速率02v仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为03v。若忽略重力的影响，则（）A．在O、A、B三点中，B点电势最高B．在O、A、B三点中，A点电势最高C．OA间的电势差比BO间的电势差大D．OA间的电势差比BA间的电势差小3、右图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是（）A．AD两点间电势差UAD与AA＇两点间电势差UAA＇B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电场力做正功C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电势能减小D．带电的粒子从A点移到C＇点，沿对角线AC＇与沿路径A→B→B＇→C＇电场力做功相同4.如图，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）A．小球在运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时速度最大C．小球