物理电势能与电势知识点以及习题.docx

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物理电势能与电势知识点以及习题

鸿伟教育1对1个性化教案

学生

蒋玥

学校

年级

高一

教师

汪廷浩

授课日期

2015.5.16

授课时段

13:

00-15:

00

课题

高一物理电势能电势

重点

难点

静电力做功、电势能、电势、等势面

教

学

步

骤

及

教

学

内

容

复习功和能量的关系：

如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：

是什么能转化为试探电荷的动能？

一、静电力做功的特点

让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。

结论：

拓展：

该特点对于非匀强电场中也是成立的。

二、电势能

寻找类比点：

力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？

属于什么能？

1．电势能：

由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。

电势能用Ep表示。

思考:

如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？

2．讨论：

静电力做功与电势能变化的关系

电场力做多少功，电势能就变化多少。

WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EPB

思考:

对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：

（1）正电荷从A运动到B电场力做正功，即有WAB>0，则EpA>EpB，电势能减少。

（2）负电荷从A运动到B做正功，即有WAB<0，则EpA>EpB，电势能增加。

3．求电荷在某点处具有的电势能

问题：

在上面的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？

类比分析：

如何求出A点的重力势能呢？

进而联系到电势能的求法。

则EpA＝WAB（以B为电势能零点）

电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。

4．零势能面的选择

通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。

拓展：

判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低：

将电荷由A点移动到B点，根据静电力做功情况判断。

若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。

反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能

三、电势

选B点为零势能面，则EpA＝qE场Lcosθ

可见，EpA与q成正比，即电势能跟电荷量的比值EpA/q都是相同的。

对电场中不同位置，由于L与θ可以不同，所以这个比值一般是不同的。

电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，是由电场中这点的位置决定的，跟试探电荷本身无关。

1．定义：

电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。

用φ表示。

表达式：

φ＝Ep/q（与试探电荷无关）

2．电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。

3．单位：

伏特（V）1V＝1J/C

物理意义：

电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。

思索：

如何来判断电势的高低呢？

根据静电力做功的正负，判断电势能的变化，进而判定电势的高低。

现通过具体情景来进行分析。

思考：

负电荷顺着电场线的方向移动，电势能如何变化？

电势如何变化？

对于正电荷，电场力做正功，电势能如何变化？

电势如何变化？

对于负电荷，电场力做正功，电势能如何变化？

电势如何变化？

4．电场线指向电势降低的方向。

电势顺线降低；顺着电场线方向，电势越来越低。

场强如何变化？

与电势能相似，Ep有零势能面，因此电势也具有相对性。

应该先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。

5．零电势位置的规定：

电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。

因此电势有正负之分，是由于其零电势的选择决定。

通常以大地或无穷远默认为零。

四、等势面

1．等势面：

电场中电势相同的各点构成的面。

2．等势面与电场线的关系

⑴在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。

⑵电场线跟等势面一定垂直，即跟电场强度的方向垂直。

而沿着电场线的方向，电势越来越低。

电势能如何变化？

即电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

⑶若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的，则等差等势面越密，电场强度越大。

⑷等势面不相交。

总结：

1、如何比较电场中两点电势能的大小？

2、如何比较电场中两点电势的高低？

3、电场力做功、电势能变化、电势高低之间的关系？

教导处签字：

日期：

年月日

课后

评价

一、学生对于本次课的评价

○特别满意○满意○一般○差

二、教师评定

1、学生上次作业评价：

○好○较好○一般○差

2、学生本次上课情况评价：

○好○较好○一般○差

作业

布置

教师

留言

祝：

学习进步，生活开心！

教师签字：

家长

意见

家长签字：

日期：

年月日

1、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＞EC　　

B．放上+q时，它们的电势能EA＜EB＜EC

C．放上－q时，它们的电势能EA＞EB＞EC

D．放上－q时，它们的电势能EA＜EB＜EC

2、一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势变化为零，则（）

A.a、b两点场强一定相等

B.该点电荷一定沿等势面移动

C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的

D.a、b两点的电势一定相等

3、如图所示，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。

4、在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（）

　　A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功

　　B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功

　　C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功

　　D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功

5、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）

A．电场强度大的地方电势一定高　　

B．电势为零的地方场强也一定为零

C．场强为零的地方电势也一定为零　　

D．场强大小相同的点电势不一定相同

6、若带正电的小球只受电场力的作用，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运动

　　B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动

　　C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动

　　D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动

7、有一电场的电场线如图所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则（）

　　A．EA＞EBUA＞UB

　　B．EA＞EBUA＜UB

　　C．EA＜EBUA＞UB

　　D．EA＜EBUA＜UB

8、如图，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则（）

A．a点与c点的电场强度相同

B．a点与c点的电势相同

　　C．a、b间电势差与b、c间电势差相等

　　D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功

9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（）

A．电场强度

B．同一电荷所受电场力

C．电势

D．同一电荷具有的电势能

10、下述说法正确的是（）

　　A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功

　　B．等势面上各点场强大小一定相等

　　C．电场中电势高处，电荷的电势能就大

　　D．电场强度大处，电荷的电势能就大

11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点电场力做了5×10－6J的功，那么（）

　　A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能

　　B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能

　　C．电荷的电势能减少了5×10－6J

D．电荷的动能增加了5×10－6J

12、关于等势面下列说法正确的是（）

A．等势面与电场线处处垂直

B．同一等势面上的各点场强大小必定相等

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，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动

13、下列说法正确的是（）

A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少

B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少

C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少

D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加

A

B

C

14、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，则下列说法正确的是（）

A若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小

B若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大

C若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大

D若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小

能力提升

15、如图所示，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U3上时，具有动能20J，它运动到等势线U1时速度为零，令U2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．

16、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________．　　

17、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．

18、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则

（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？

（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？

（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？

19、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）

c

20、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图5所示，其中ab=4cm，bc=3cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从a移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J

（1）画出通过a、b、c三点的电场线

（2）求该匀强电场的电场强度

21、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？

答案

1AD2D3B4AD5D6D7D8D9CD10A11CD12A

13C14D15.6J16三者相等17.Ua>U.b>Uc>Ud;A

18.

（1）1.8×10-5J

（2）3×10-5J;-1.2×10-5J

19.B20.300V/m21.

（1）P负Q正

（2）4×10-6J（3）2×10-6J（4）-6×10-6J（5）0