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1、专题 电势能电势与电势差基础知识一、电场力做功的特点1 .特点：静电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷 无关.适用范围：匀强电场和非匀强电场都适用二、电势能.概念：电荷在 中的势能叫做静电势能，简称电势能，可用 表示1 .大小：电荷在某点的电势能的大小，等于将电荷从该点移动到 时电场力做的功.与电场力做功的关系：静电力做的功等于电势能的,用公式表示电场力做正功，电势能，电场力做负功，电势能.相对性：电势能的数值大小与 的选择有关，通常把 或上的电势能规定为零三、电势与电势差1.电势定义：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值公式单位：在国际单位制中，电势的单位是
2、,符号为，1 二 1J/C标矢性：电势是量，只有 没有，但有正负之分3 .一个电子在电场中A点具有80eV电势能，它由A点移动到B点的过程中，克服电场力做功为30eV,A.电子在B点的电势能为50eVA.电子在B点的电势能为50eVB.电子电势能增加了 30eVC.A、B两点间的电势差是110VC.A、B两点间的电势差是110VD.A、B两点间的电势差是30V4 . 一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下.假设不计空气阻力,此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为A.动能减小B.电势能增加,c动能和电势能之和减小Ied.重力势能和电势能之和增加.一个带
3、正电的质点，电量q=2.0xl0-9c,在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其它力做的功为6.0xl0-5j,质点的动能增加了 8.0x10、那么地两点间的电势差Uab为（）A.lxlO4VB.-lxlO4VC.4xlO4VD.-7xlO4V5 . 一带电粒子在电场力的作用下沿右图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面,其中有33。的，假设不计粒子的重力，可以确定（）A.粒子带正电iiiiiiiiV IIIIIIB.从J到K粒子的电势能增加；III IIC.该粒子带负电：;D.粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变7.某电场的电场线分布如下图，以下说法正确
4、的选项是（A. c点场强大于b点场强a点电势高于b点电势C.假设将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D.假设在d点再固定一点电荷一Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小8.在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m,带电量为q的物体以某一速度沿电场反方向做匀减速直 线运动，其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度为零，那么（）A.物体克服电场力做功qEsB.物体的电势能减少了 0.8qEsC.物体的电势能增加了 qEsD.物体的动能减少了 0.8qEs 9,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（
5、）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10 .如下图，在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物 块在Q的电场中运动到N点静止，那么从M点运动到N点的过程中（）A.小物块所受电场力逐渐变大以 M QB.小物块具有的电势能逐渐减小sXV0,表示A点的电势比B点的电势2 .电势差与电场力做功的关系关系： Wab -或 Uab -(2)证明： Wab -= q(pA q(pn -得 Wab = qUab电子伏特：leV = l.6xl()T9/,
6、表示在电势差为1V的两点之间的电子自由移动时 所做的功.位于重力场中的物体，只受重力作用时，不会处于静止状态，同样，位于电场中的带电体假设只受静 电力的作用，也不会处于静止状态，而是在电场力的作用下运动。问题：电荷只在静电力的作用下运动，电势能一定降低吗？3 .物理中经常需要计算某物理量的变化量，电势差就是位置变化时电势的变化量，在之前的学习中计算变化量时一般用末状态的值减去初状态的值问题：计算电势的变化量电势差时，是不是也用末状态的值减去初状态的值？疑难点拨一、电场力做功特点的理解和做功正负的判断方法1 .对电场力做功特点的理解电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关
7、。该结论适用于任何电场无论带电体在电场中做直线运动还是曲线运动，无论带电体只受电场力作用还是受多个力作用，无 论电场力做正功还是负功，电场力做功的特点不变.电场力做功正负的判断根据电场力和位移的方向夹角判断（适用于匀强电场中恒力做功），夹角为锐角电场力做正功，夹角 为钝角电场力做负功根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断（常用于曲线运动中变化电场力做功），夹角为锐角电场力做 正功，夹角为钝角电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时电场力不做功根据电势能的变化情况判断，电势能增加，那么电场力做负功；电势能减小，那么电场力做正功假设物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断，根据动能定理，假设物体的
8、动能增加，那么电场 力做正功，假设物体的动能减少，那么电场力做负功例1.如图，一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在运动轨迹的最右边,不计重力，以下表述正确的选项是（）A.粒子在M点的速率最大-B.粒子所受电场力沿电场线方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加【变式训练1】一带电粒子射入一固定正点电荷Q形成的电场中，并沿图中虚线由a点运动到b点，a、 b两点到点电荷Q的距离分别为几、rb,且几外，假设粒子只受电场力作用，这一过程中（）A.电场力对粒子做负功B.粒子在b点的电势能小于在a点的
9、电势能卜1）Jcc.粒子在b点的动能小于在a点的动能a -2222D.粒子在b点的加速度大于在a点的加速度二、电势能的特点及电势能变化情况的判断.电势能的特点电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场共有的，我们习惯上说成电荷的电势能电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应先确定参考点（电势零 点的位置）（4）电场力做正功电势能减小，电场力做负功，电势能增加1 .电势能增减的判断方法做功判断法无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小，只要电场力做负功，电荷的电势能一 定增加 正电荷沿电场线方向移动时，电势
10、能逐渐减小；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐增大 负电荷沿电场线方向移动时，电势能逐渐增加；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐减小电势判断法由公式4=90,正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小例2.有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6xl0-4j。从B点移到C点, 电场力做功9x10力问：以A点为零电势能点，电荷在B、C两点的电势能各为多少？ A、C间的电势能之差为多少？假设以B点为零电势能点，电荷在A、C两点的电势能各为多少？ A、C间的电势能之差为多少？【变式训练2】在场强为4x1()5n/c的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如下图，AB间
11、的距离为20cm, AB连线与电场线方向成30。夹角，求电场力做的功以及质子电势能的变化。-三、对电势、电势差的理解1 .电势的特点势的相对性和电势差的绝对性电势是相对的，电场中某点的电势跟电势零点的选择有关，它的数值大小随电势零点的变化而变化， 是相对的，两点间的电势差是由电场中两点的位置决定的，两点的电势差的数值是固定的，他不随电 势零点的变化而变化电势的固有性电势是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处的电势大小是由电场本身决定的，与在该点是否放电荷，所放电荷的电性、电量均无关。在这点上，它和电场强度是相似的电势是标量电势是只有大小，没有方向的物理量，在规定了电势零点后，电场中各点的
12、电势可能是正值，也可能 是负值，正值表示该点的电势高于零势点；负值表示该点的电势低于零势点。电势的正负只表示大小， 不表示方向2 .电势高低的判断方法电场线法：沿电场线方向，电势越来越低场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低电势能判断法：对正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对负电荷，电势能越小，所在位置 的电势越高(4)电势差判断法：假设那么假设Uab0,那么仰例3.有一个带电量4=2x106C的点电荷，从某电场中的A点移到8点，电荷克服电场力做6x10 与的功，从5点移到。点，电场力对电荷做8乂10一勺的功，求a、C两点间的电势差，并说明A、C两
13、 点哪点的电势高。【变式训练3】在电场中把一个电荷量q=-1x10%的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做功Ww=3xl()-5j,问A、B两点间的电势差是多少?如果将电荷q从电场中拿走，A、B两点间 的电势差又是多少?课堂练习.如下图，A、B是一条电场线上的两点，一带正电的点电荷沿电场线从A点运动到B点，在这个过程中，关于电场力做功的说法正确的选项是（） A.电场力做正功B.电场力做负功.A BC电场力不做功D.电场力先做正功后做负功.如下图，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，假设带电粒子q,由a运动到b,电场力做正功。在a、b两点粒子所受电场力分别为尸八Fb,那么
14、以下判断正确的选项是（）A.假设Q为正电荷，那么q带正电冗见B.假设Q为正电荷，那么q带正电五 v AC.假设Q为负电荷，那么q带正电居瓦D.假设Q为负电荷，那么q带正电凡见.以下说法中正确的选项是（）A.沿电场线的方向，电势逐渐降低B.A、B两点间的电势差与零电势点的选取有关C.电势差是一个标量，但有正值和负值之分D.电场中某点的电势和放入该点的电荷的电性、电量有关.当两个点电荷靠近时，它们间的库仑力大小及它们的电势能大小的变化的说法中正确的选项是（）A.两个电荷均为正电荷时，库仑力、电势能都变大B.两个电荷均为负电荷时，库仑力、电势能都变小C.一个电荷为正电荷和一个电荷为负电荷时，库仑力变
15、大，电势能减小D.一个电荷为正电荷和一个电荷为负电荷时，库仑力变大，电势能变大线A3与电 线AB移动 电场力做 .由线A3与电 线AB移动 电场力做 .由5 .如下图，在场强为的匀强电场中有相距为L的A、3两点，连 场线的夹角为仇将一电荷量为q的正电荷从A点移到8点，假设沿直 该电荷，电场力做的功师=;假设沿路径AC3移动该电荷， 的功W2=；假设沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功叫 = 此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是,以下说法中正确的选项是（）A.正电荷由电势低处移动到电势高处，电场力做负功.负电荷沿电场线移动，电势能减小C.正电荷放于电势越低处，电势能越小D.负电荷放于电场线
16、越密处，电势能越小7 .将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功6x10-9j,假设将一等电量的负电荷从电场中的N点移到无穷远处，电场力做功为7X10-91,那么M、N点的电势必、0N的关系是（）A. cpM （pN 0 C. cpN （pM （pN 0.电场中A、B两点间的电势差为5V,其物理意义是（）A.将单位正电荷从A点移到B点，电场力增大5N.将单位正电荷从A点移到B点，其电势能将增加5JC.将单位正电荷从A点移到B点，其电势能将减小5JD.将单位正电荷从A点移到B点，其动能将增加5J8 如下图，ab是竖直向上的电场线上的两点，一质量为m的带电微粒在a点由静止开始释放，沿电场线向
17、下运动，到b点时恰好速度为零，那么（）A.点电荷在a、b两点所受的电场力方向都是竖直向上的|&B.点电荷在a点所受的电场力比b点所受的电场力小TI bC.带电微粒在a点的电势能比在b点的电势能大D.该电场可能是正点电荷形成的10.把带电荷量2xW8C的正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功8xW6J,假设把 该电荷从无限远处移到电场中的B点，需克服电场力做功2x10-6j,取无限远处电势为零，求：A点的电势A、B两点的电势差把2xW5C的负电荷由A点移动到B点，电场力做的功。课后练习1 .在下面关于电势和电势能的说法中，正确的选项是（）A.电荷在电场中电势高的地方，具有的电势能越大B.电荷在电场中电势高的地方，它的电量越大，所具有的电势能也越大C.在正的点电荷的电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能（取无穷 远处电势为零）D.在负的点电荷的电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能（取无穷远 处电势为零）2.在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，那么（）A. b点的电场强度一定比a点大B.电场线方向一定从b指向aC. b点的电势一定比a点高D.该电荷的动能一定减小