高中物理第八章+电势能+电势+电势差(一) (1)（2022年整理）.pdf

1 内容 基本要求 略高要求 较高要求 电场力做功 总结电场力做功的特点 计算电场力做功 电势能 电势能的定义， 电势能的相对性 电场力做功与电势能改变之间的关系 有关电势能的计算 电势 电势的定义， 电势的相对性 有关电势的计算 等势面 等势面的特点 知道常见带电体等势面的分布特点 电势差 电势差的定义，绝对性 匀强电场中电势差与场强的关系 电势差的综合计算 四、电势能 电势 电势差 知识点 1 电场力做功的特点与计算 1 电场力做功的特点： 在匀强电场中， 将一点电荷从A点移到B点， 如图所示， 设AB、两点沿场强方向相距为d，现将q分别沿三条不同的路径由A移到B可以证明电场力做的功ABWqEd=即电场力做功跟移动电荷的路径无关 2电场力做功的计算方法 （1）由公式cosWF s= 计算此公式只适合于匀强电场中，可变形为cosWqE s= （2）由WqU=来计算，此公式适用于任何形式的静电场利用WqU=计算电场力的功时可将q、U的正负号一起代入，计算出W的正、负，也可只代入q、U的绝对值，然后根据电荷的性质，电场力方向和移动方向判断功的正负 （参考知识点 5） （3）由动能定理来计算：kWWE+=电场力其他力 （4）由电势能的变化计算：12WEE= （参考知识点 2） 知识点 2 电势能 1定义：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 （电势能的改变量等于电场力做功的多少，即ABABABWqUEE=若0BE =，则AABEW=） 2理解： （1）电势能的数值是相对的，与电势零点的选取有关 （2）电势能不能作为描述电场性质的物理量，因为电势能的大小、正负都与检验电荷有关 （3）通常把电荷在离场源电荷无穷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。

知识点睛知识点睛 考试要求考试要求 电势能电势能 电势电势 电势差电势差( (一一) ) 2 3电势能大小的比较方法 （1）场源电荷判断法 场源电荷为正，离场源电荷越近，正检验电荷电势能越大，负检验电荷电势能越小 场源电荷为负，离场源电荷越近，正检验电荷电势能越小，负检验电荷电势能越大 （2）电场线法 正电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐减小，逆着电场线方向移动，电势能逐渐增大 负电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐增大，逆着电场线方向移动，电势能逐渐减小 应特别注意，在电场中沿相同的方向移动正电荷和负电荷，电势能的变化是相反的 （3）做功正负判断法 无论正、负电荷在什么样的电场中，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小，电场力做负功，即电荷克服电场力做功，电荷的电势能一定增加 知识点 3 电势 1 定义： 电荷在电场中某一点的电势能与它电荷量的比值， 叫做这一点的电势 如果用表示电势， 用pE 表示电荷q的电势能，则pEq= 单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V，在电场中的某一点，如果电荷量为1C的电荷在该点的电势能为1J，这一点的电势就是1V，即1V 1J/C= 2理解： （1）定义式：pEq=普遍适用决定式：Qkr=，适用点电荷电场(本公式不作计算要求) （2）电势是标量，只有大小和正负，没有方向空间某处的电势若由几个电荷共同产生，则该点的电势就等于各电荷单独在该点产生的电势的代数和电势的正负代表大小，3VA=+，5VB=，则0AB （3）电场中某点的电势与零电势的位置选取有关，一般情况下选取大地或无限远处为零电势位置这样，正电荷产生的电势为正，负电荷产生的电势为负，电势的正、负和数值与放入的电荷无关 （4）电势差与电势的关系为ABABU=，且ABBAUU=（参考知识点 5） 3电势高低的判断 （1）沿电场线方向电势越来越低 （2）正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势高处电势能小 （3）取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正，靠近正电荷处电势高；负电荷周围电势为负值，靠近负电荷处电势低 4电势与电势能的关系 物理量 项 目 电势 电势能E 物理意义 反映电场能性质的物理量 电荷在电场中的某点时所具有的电势能 大小决定因素 电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷q无关 电势能是由点电荷q和该点电势共同决定的 3 正、负意义 电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值 正点电荷（q+） ：电势能正负跟电势的正负相同 负点电荷 （q） ： 电势能的正负跟电势的正负相反 单位 V J 5电场强度与电势比较 电场强度E 电势 1 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 2 电场中某点的场强，等于放在该点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，即FEq=，E在数值上等于单位电荷受到的电场力 电荷在电场中某一点的电势能与它电荷量的比值， 叫做这一点的电势。

即pEq= 3 矢量 标量 4 单位符合：N/C；V/ m 单位符号：V(1V =1J /C) 知识点 4 等势面 1定义：电场中电势相等的点构成的面叫等势面 2特点： （1）电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面 （2）电场线越密的地方，等势面越密 （前提：相邻两个等势面之间的电势差相等） （3）沿着等势面移动电荷电场力不做功 （4）两个电势不等的等势面不能相交 3常见电场等势面的形状（图中相邻两个等势面之间的电势差相等） （1）点电荷的电场：等势面是一系列同心圆球，如图 （2）等量异种、同种点电荷的电场的等势面比较如图甲乙 （3）匀强电场：等势面是相互平行、间隔相等的一族平面，如图 知识点 5 电势差 1定义：电场中两点间电势的差值叫做电势差，即ABABU= 2理解：电势差是标量，只决定于AB、两点在电场中的位置ABBAUU= 3静电力做功ABW与电势差ABU之间的关系：ABABWUq=（适用于一切电场） 推导过程：()ABABPPABABABWEEU= 4匀强电场中：ABUEd= 4 基础题 【例1】 下列说法一定正确的是（ ） A沿电场线的方向，场强逐渐减小 B沿电场线方向移动电荷，电场力一定对该电荷做正功 C检验电荷在电场线越密集的地方，具有的电势能越大 D只受电场力作用的检验电荷在电场线越稀疏的地方，其加速度越小 【巩固】在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则（ ） A. 电场强度的方向一定是由A点指向B点 B. 电场强度的方向一定是由B点指向A点 C. 电子在A点的电势能一定比在B点高 D. 电子在B点的电势能一定比在A点高 【巩固】下列说法正确的是（ ） A电荷放在电势高的地方，电势能就大 B正电荷在电场中某点的电势能，一定大于负电荷在该点具有的电势能 C无论正电荷还是负电荷，克服电场力做功它的电势能都增大 D电场强度为零的点，电势一定为零 【巩固】关于电势的高低下列说法正确的是（ ） A沿电场线方向电势逐渐降低 B电势降低的方向一定是电场线的方向 C正电荷只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动 D负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动 【巩固】下列关于电场性质的说法，正确的是（ ） A电场强度大的地方电场线一定密，电势也一定高 B电场强度大的地方电场线一定密，但电势不一定高 C电场强度为零的地方，电势一定为零 D电势为零的地方，电场强度一定为零 【巩固】一个点电荷从静电场中的a点移到b点，其电势能变化为零，则下列说法中错误的是（ ） Aab、两点场强一定相等 B该点电荷一定沿电场线移动 C作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 例题精讲例题精讲 5 Dab、两点电势一定相等 【巩固】关于等量异种电荷形成的电场，下列说法中正确的是（ ） A两电荷连线的中垂线为一等势线，且其电势与无穷远处相同 B两电荷连线的中垂线为一等势线，但其电势小于无穷远处的电势 C带电粒子由两电荷连线的中垂线上的任一点，沿任何路径移到无穷远处，电场力一直不做功 D带电粒子由两电荷连线的中垂线上的任一点，沿任何路径移到无穷远处，电场力所做的总功为零 【巩固】在静电场中，下列说法正确的是（ ） A电场强度为零的位置，电势一定为零 B电势为零的位置电场强度一定为零 C同一等势面上的各点电场强度一定相等 D电场力对电荷做了功，则电荷的初末位置一定不在同一等势面上 【例2】 如图所示是一个点电荷电场中的等势面的一部分，下列说法中正确的是（ ） AA点的场强一定大于B点的场强 BA点的场强可能等于B点的场强 CA点的电势一定高于B点的电势 DA点的电势一定低于B点的电势 【巩固】如图所示，实直线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是（ ） AM点的电势一定高于N点的电势 BM点的场强一定高于N点的场强 C由M点到N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关 D某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关 【例3】 如图所示，把电量为95 10 C 的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_（选填“增大”、“减小”或“不变”） ；若A点的电势15VAU =，B点的电势10VBU =，则此过程中电场力做的功为_J 【巩固】如图所示，一束粒子自下而上进人一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向 ，进人电场后，粒子的动能 （填“增加” 、 “减少”或“不变” ） 【巩固】一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，AB、两点电场强度ABEE、及该电荷在AB、两点的电势能PAPBEE、之间的关系为（ ） AABEE= BABEE CPAPBEE= DPAPBEE 【巩固】如图所示， 带正电的点电荷固定于Q点， 电子在库仑力作用下， 做以Q为焦点的椭圆运动MPN、 、为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点电子在从M经P到达N点的过 6 程中（ ） A速率先增大后减小 B速率先减小后增大 C电势能先减小后增大 D电势能先增大后减小 【巩固】如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，沿顺时针方向做以Q为一个焦点的椭圆运动O为椭圆的中心，MPN、 、为椭圆上的三个点，M和N分别是椭圆上离Q最近和最远的点则以下说法正确的是（ ） A电子在M点的速率最小 B电子在N点的电势能最小 C电子在P点受到的库仑力的方向指向O点 D椭圆上N点的电势最低 【巩固】 空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示，在相等的时间间隔内（ ） A重力做的功相等 B电场力做的功相等 C电场力做的功大于重力做的功 D电场力做的功小于重力做的功 【巩固】一带正电的油滴在匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示， 电场强度方向竖直向下，若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，有以下四种判断：油滴的重力势能一定减少；油滴的电势能一定减少；油滴的动能的增加量大于电势能的减少量；油滴的动能和电势能的和一定减少其中正确的是（ ） A B. C. D. 【巩固】MN、是一条电场线上的两点在M点由静止释放一个粒子，粒子仅在电场力的作用，沿着电场线从M点运动到N点粒子的速度随时间变化的规律如图所示以下判断正确的是（ ） A. 该电场可能是匀强电场 B.M点的电势高于N点的电势 C.M点到N点，粒子的电势能逐渐增大 D.粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力 【巩固】如图所示，在点电荷+Q 的电场中，一带电粒子-q 的初速度 v0 恰与电场线 QP 方向相同，则带电粒子-q 在开始运动后，将（ ） 7 A沿电场线 QP 做匀加速运动 B沿电场线 QP 做变减速运动 C沿电场线 QP 做变加速运动 D偏离电场线 QP 做曲线运动 中档题 【例4】 如图所示甲是某电场中的一条电场线，ab、是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b在这个过程中，电荷的速度时间图线如图乙所示，比较ab、两点电势的高低和场强的大小（ ） A,ababEE B,ababEE= C,ababEE D,ababEE= 【巩固】AB、是某电场中一条电场线上的两点，一负。