第四节电势能和电势

河南师大附中高一年级学案选修3—1：静电场编制：审定：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索第四节电势能和电势【学习目标】1．理解电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系。2．理解电势能、电势的概念及其相互关系。3．理解等势面的概念及等势面和电场线的相互关系。【知识链接】1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功与无关，只与有关，可见静电力做功与做功相似。2．电势能：电荷在电场中具有的势能，叫做电势能，静电力做的功等于电势能的，用公式表示。3．电势：电荷在某点的电势能与它的叫做这一点的电势，定义式为，单位是，符号是。4．等势面：.电场中的各点构成的面叫做等势面。【问题探究】1.请你推导试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，分别沿直线从A移动到B和沿曲线由A到B电场力做的功为多少？比较哪种情况做功多？找出电场力做功的特点。2．类比重力做功与重力势能之间的关系，找出电场力做功与电势能变化之间的关系？3．你知道几种判断电势高低的方法？4．等势面怎样描述电场的强弱？等势面的特点是什么？5．等势面与电场线的关系如何？6．画出几种带电体周围的等势面和电场线。（正负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷、匀强电场、等势体）河南师大附中高一年级学案选修3—1：静电场编制：审定：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索【典型例题】例1．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图1-4-1所示，电场方向竖直向下.若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（）A．动能减少B．电势能增加C．动能和电势能之和减少D．重力势能和电势能之和增加提示，答案：C例2．如图1-4-2所示，某区域电场线左右对称分布，MN为对称线上的两点，下列说法正确的是（）A．M点的电势一定高于N点电势B．M点的场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移到N点，电场力做正功提示：根据电场线的性质来电场强度的大小、电势的高低，判断电势能的变化，根据电势能的变化与电场力做功的关系，判断电场力的做功情况。例3．如图1-4-3所示，P、Q是等量的正电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OAOB，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则（）A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA不一定大于EB，φA一定大于φBC．EA一定大于EB，φA不一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB例4．一个匀强电场的场强为E=104N/C，在平行于电场的平面上画半径为10cm的的圆周，圆周上取A、B两点，将带电量为10－9C的负电荷从图中A点移到B点的过程中电场力做功为。提示：本题考查在匀强电场中，电场力做的功为W=qEd，电场力做功与路径无关，与出末位置有关。【课堂反思】ab图1-4-1图1-4-2OPQAB图1-4-3AOB530E图1-4-4河南师大附中高一年级学案选修3—1：静电场编制：审定：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索第四节电势能和电势习题课【学习目标】1．通过练习，掌握电场力做功的特点、电场力做功与电势能变化的关系。2．通过练习，掌握电势能、电势的概念及其相互关系。3．通过练习，掌握理解等势面的概念及等势面和电场线的相互关系。【目标训练】1（2011海南第1题）.关于静电场，下列说法正确的是A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点，电势一定为零C.同一电场线上的各点，电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加2（2011新课标理综第20题）.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（D）3（2011山东第21题）．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是A．b点场强大于d点场强B．b点场强小于d点场强C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能4（2011上海第1题）．电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知aE和bE，电势分别为a和b，则(A)abEE，ab(B)abEE，ab(C)abEE，ab(D)abEE，ab5（2011上海第14题）．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置x变化规律的是图河南师大附中高一年级学案选修3—1：静电场编制：审定：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索6．如图1-4-5所示，A、B两点分别固定着电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。现将一带正电的试探电荷从C点沿直线移到D点，则电场力对试探电荷（）A.一直做正功B.一直做负功C.先做正功再做负功D.先做负功再做7．在场强大小为E的匀强电场中，质量为m、带电量为+q的物体以某一初速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距离时速度变为零.则（）A.物体克服电场力做功qEsB.物体的电势能减少了0.8qEsC.物体的电势能减少了qEsD.物体的动能减少了0.8qEs8.如图1-4-8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线φ3上时，具有动能20J，它运动到等势线φ1时速度为零，令φ2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．9(2011上海23)．如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为1m和2m(12mm)，A带负电，电量为1q，B带正电，电量为2q。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为，在竖直位置处两球的总动能为。10．如图1-4-9所示，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．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）11.将一个电荷量为1.0×10-8C的负电荷，从无穷远处移到电场中的A点，克服电场力做功2.0×10-8J，现将该电荷从A点移到B点，电场力做功7.0×10-8J.试求A、B两点电势(取无穷远处电势为零)答案：5BV12．如图1-4-10所示，电荷量为-e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，以A点的电势为零，求B点的电势。答案：φB=emvemvqEPB202033。图1-4-9ACDB+Q+2Q图1-4-5图1-4-8图1-4-10