电势能知识点完整

源于名校，成就所托电势能电势一．电势能1．定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。2．电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。3．电势能大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功4．电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。二．电势1．电势：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。电势用字母φ表示。①表达式：qWAOA单位：伏特（V），且有1V=1J/C。②意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能。③相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。④标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低。⑤高低判断：顺着电场线方向电势越来越低。三．等势面：电场中电势相等的点构成的面。①意义：等势面来表示电势的高低。②典型电场的等势面：ⅰ匀强电场；ⅱ点电荷电场；ⅲ等量的异种点电荷电场；ⅳ等量的同种点电荷电场。③等势面的特点：ⅰ同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功；ⅱ等势面一定跟电场线垂直；ⅲ电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。源于名校，成就所托四．电势差1．电势差：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量的q的比值。UAB=qWAB注意：电势差这个物理量与场中的试探电荷无关，它是一个只属于电场的量。电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。电势差也等于电场中两点电势之差①BAABABBABAABUUUU②电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。2．电场力做功：在电场中AB两点间移动电荷时，电场力做功等于电量与两点间电势差的乘积。WAB=q•UAB注意：①该式适用于一切电场；②电场力做功与路径无关③利用上述结论计算时，均用绝对值代入，而功的正负，借助于力与移动方向间关系确定。五．电势差与电场强度关系1．电场方向是指向电势降低最快的方向。在匀强电场中，电势降低是均匀的。2．匀强电场中，沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。U=E•d在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。dUE注意：①两式只适用于匀强电场。②d是沿场方向上的距离。跟踪小练习1．沿电场线方向移动正电荷，电势能_____;沿电场线方向移动负电荷，电势能_____2．取大地或无穷远未零电势，正电荷的电场中，电势为_____，负电荷的电场中，电势为_____。正电荷的电场中，正的检验电荷电势能为_____，负的检验电荷电势能为_____。负电荷的电场中，正的检验电荷电势能为_____，负的检验电荷电势能为_____。3．由静止释放，只在电场力的作用下，正电荷顺着电场线_______________运动；由静止释放，只在电场力的作用下，负电荷逆着电场线_______________运动。4．“+、-”号在这些物理量中表示的物理意义也不同。矢量的正负号表示____。而标量的正负号的物理意义也不尽相同，如电势、电势能的正负号表示相对于参考点的____；电场力作功的正负则表示电场力与电荷位移的夹角关系，表示电场力是____还是阻力。源于名校，成就所托热身练习1．如图所示，P、Q是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OBOA，用EA、EB、φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势，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φB2.某电场的电场线如图所示，电场中有A、B两点，如果用φA、φB表示A、B两点的电势，用EA、EB表示A、B两点的电场强度，则φA_________φB，EA__________EB。（选填“＞”、“＝”或“＜”）3．a、b为电场中两点，把正点电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能___________，把负点电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能___________（均选填“增大”、“减小”或“不变”），a、b两点的电势φA_______φB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。4.如图所示，a、b是同一电场线上的两点，Q为带电体，若把电子从a移到b点时，电场力做功，则a、b两点中_____点的电势高。Q带电性质为________电荷（选填“正”、“负”）。5．将一负电荷从电场中P点向右移到无穷远处，设无穷远处电势能为零，如图所示，则电场力对负电荷作_________功，若电场力对电荷做功的数值为3.2×10-7J，则负电荷在P点的电势能为_____________J。6．把一检验电荷q＝10-lOC放在某一电场中A点，具有的电势能为10-8J，则该点电势为______V，若在该点放入另一电荷q＝－10-10C,则该点电势为_______V。7．在电场中有A、B两点，它们的电势分别为φA=-8V，φB=-2V，则A、B两点中_________点的电势较高，A、B两点的电势差UAB=____________。8．如图所示电场中某一条电场线，电场线上A、B两点相比，________点电势高。正电荷q从B点移动到A点，电场力做________功，电荷的电势能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若正电荷q的电量为5×10-6C，q从B点移动到A点，电场力做功数值为8×10-6J，则BA两点之间的电势差UBA＝_________V。BAEabQ源于名校，成就所托9．一条平直的电场线上有A、B、C三点，把q＝-2×10-9C的粒子从A点移到B点，电场力做1.5×10-7J的正功，再把该电荷从B点移到C点，电场力做功-4×10-7J，则UAB=______V，UCA=______V精解名题1.如图2所示，直角三角形的斜边倾角为30°，底边BC长为2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m，电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足D时速度为V。（1）在质点的运动中不发生变化的是（）A．动能B．电势能与重力势能之和C．动能与重力势能之和D．动能、电势能、重力势能三者之和。（2）质点的运动是（）A、匀加速运动B、匀减速运动C、先匀加速后匀减速的运动D、加速度随时间变化的运动。（3）该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率Vc为多少？沿斜面下滑到C点的加速度ac为多少？2.如图1，所示为某电场中的几条电场线和等势面，一重量不计的带电粒子在电场中沿AB曲线运动，先后经过A、B两点，此粒子带的是＿＿＿＿＿＿电（填正、负），经过A、B两点时的加速度aＡ＿＿＿＿＿aＢ（填＞、＜、＝），经过Ａ、B两点时的速率ＶＡ＿＿＿＿＿ＶＢ（填＜、＞、＝）。3．如图所示，两个小球带有同样电荷q，两球心在同一竖直线上，彼此相距为H，其中B球固定。当质量为m的A球以竖直向下的初速v0沿竖直方向落下时，能靠近B球的最小距离为h，则A球下落过程的初、末位置间的电势差为：A．qmvhHmg2)(220B．qhHmgmv2)(220C．qhHmgmv2)(220D．qmvHhmg2)(2204．一个质量为m的带电小球，在存在匀强电场的空间以某一水平初速抛出，小球运动时的加速度大小为g/3，加速度方向竖直向下。则小球在竖直方向上下降H高度时：A．小球的机械能减少了mgH/3B．小球的动能增加了mgH/3C．小球的电势能增加了2mgH/3D．小球的重力势能减少了mgHADBOC图2ＡＢ图1源于名校，成就所托5．如图所示，在光滑绝缘的斜面上有一质量为m、带电量为＋q的小球，为了使它能在斜面上做匀速圆周运动，除了用一丝线拴住外，必须加一个电场，该电场的方向和大小为：A．方向与斜面成30°角向下，大小为mg/qB．方向沿斜面向上，大小为mgsin30°/qC．方向垂直斜面向下，大小为mgsin30°/qD．方向竖直向下，大小为mg/q当堂小结：1描述电场的物理量有那些？2电势与电势能的区别与联系：3电场力做功的两个出发点（力、能）自我测试1．在静电场中有A、B两点，关于这两点的场强和电势的关系，下列说法正确的是：A．若场强相等，则电势一定相等B．若电势相等，则场强一定相等C．电势高处场强一定大D．场强大处，电势反而可能低2．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是：A．电势差是矢量，电场力做的功是标量B．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零3．有一电场的电场线如图所示，场中A、B两点的场强和电势分别用AE、BE和A、B表示，则：A．AEBE、ABB．AEBE、ABC．AEBE、ABD．AEBE、AB4．下列说法正确的是：A．正电荷在电场中的电势能为正，负电荷在电场中的电势能为负B．电荷在电势为正的点电势能为正，电荷在电势为负的点电势能为负C．电荷克服电场力做多少功，它的电势能就等于多少D．不管是否存在其它力对电荷做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少5．带正电的小球只受电场力作用，则它在任意一段时间内：A．一定沿着电场线由高电势向低电势方向运动源于名校，成就所托B．一定沿着电场线向电势能减小的方向运动C．不一定沿着电场线运动，但一定向低电势方向运动D．不一定沿着电标线运动，也不一定向电势能减小的方向运动6．如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是：A．电势，场强B．电势，场强C．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有电势能7．如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把电量大小为10－8C的点电荷q从A点移到电势为φB＝1V的B点，克服电场力做功6×10－8J，已知AB＝AC＝6cm，AB与AC成60°角。求：（1）点电荷q的电性；（2）A、B两点间的电势差UAB和A点的电势φA；（3）匀强电场的电场强度E；（4）该点电荷q在C点时具有的电势能EC。8．在带电量为4.010－7C的场源电荷Q（可视为点电荷）产生的电场中，将一个带电量为－2.010－9C的点电荷q放在A点，它受到的电场力的大小为5.010－8N，方向向右（如图所示），试问：（1）A点电场强度的大小和方向。（2）A点离开场源电荷的距离r为多少？（3）如果在A点的右侧有一点B，A、B两点之间电势差的绝对值为200V，则将q从A点移到B点，电场力将做多少功？QAFB60°ABCE