3电势能和电势

电势能和电势 [知能准备] 1．静电力做功的特点：不论q在电场中由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都是          的．静电力做的功与电荷的          位置和            位置有关，与电荷经过的路径          ． 2．电势能：电荷在          中具有的势能叫做电势能，用字母      表示，单位          . 电势能是相对的与重力势能相似，与参考位置的选取有关． 3．静电力做功与电势能的关系 (1) 静电力做的功          电势能改变量的多少，公式W＝                    ． (2) 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到              位置时所做的功． 4．电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的        ，叫做这一点的电势，用φ表示 ，定义式：φ＝              ，在国际单位制中，电势的单位是伏特 (V)，1 V＝1 J／C；电势是标量，只有大小，没有方向． 5．电场线与电势：电场线指向电势                          的方向．     6．等势面：电场中电势                的各点构成的面叫做等势面．电场线跟等势面                ． [同步导学] 1．静电力做功  电势能 ⑴ 由电荷在电场中的位置所决定的势能叫电势能．电荷在电场中受到电场力的作用，在电场中某两点间移动电荷时，电场力做功，电荷的电势能就会改变，若电场力做正功，电荷的电势能就    ；若电场力做负功(或电荷克服电场力做功)，电荷的电势能就    ．电场力对电荷做功的多少等于电荷电势能的变化量，所以电场力的功是电荷电势能变化的量度．跟重力对物体做功与物体重力势能变化的关系相似． ⑵ 若规定电荷在B点的电势能为零，即E＝0，则E＝W ．即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． ①上述关系既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．既适用于正电荷，也适用于负电荷．     ②电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关．     ③通常把电荷在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． ④静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷的电势能数值． 例1  下列说法中正确的是                                                  (    )     A．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大     B．无论是正还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大     C．无论是正还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大     D．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大   2．电势 （1）电势的相对性．电势是相对的，电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．在理论研究中，对不是无限大的带电体产生的电场，选择无限远处为零电势；在处理实际问题中，又常取大地为零电势． （2）电势的固有性．电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关． (3) 电势是标量．在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值．正值表示该点电势高于零电势；负值表示该点电势低于零电势．电势的正、负符号只表示大小，不表示方向．当规定无限远处为零电势后，正电荷产生的电场中各点的电势为正值，负电荷产生的电场中各点的电势为负值．且越靠近正电荷的地方电势越高，越靠近负电荷的地方电势越低． 例2  如果把q＝1.0×10C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服电场力做功W=1.2×10J，那么 (1) q在A点的电势能和A点的电势各是多少?  (2) q未移入电场前A点的电势是多少?   点评：电势和电势能与零势面的选择有关．由＝E/q求电势时将“＋”“—”直接代入计算． 3．等势面     (1) 等势面：电场中电势相等的点构成的面叫等势面．     (2) 几种典型电场的等势面如图1—4—1所示．①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面． ②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面．③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面． 图1—4—1     ④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面（图略）．⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面．   4．等势面的特点     (1) 等势面一定与电场线垂直．     (2) 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交．     (3) 两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中．两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方．两等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大． (4) 在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功． 例3在静电场中，下列说法正确的是                            （      ） A．电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零  B．电场强度的方向总是跟等势面垂直的 C．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同  D．沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的     5．电势高低的判断方法：电场线指向电势降低的方向     (1) 电场线法：顺着电场线的方向电势越来越低．     (2) 由电势和电势能的关系来判断：对正电荷，电势越高电势能越大，电势越低电势能越小；对负电荷，电势越高电势能越小，电势越低电势能越大． 图1－4－2—2 (3) 根据电场的场源电荷来判断．在正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；在负电荷产生的电场中，情况恰好相反． 例4  (上海市) 图1—4—2中a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是  （  ） A．带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的    B．a点的电势比b点的电势高 C．带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小  D．a点的电场强度比b点的电场强度大 点评： 本题分析的难点是：带电质点先从a点由静止向上运动，显然电场力大于重力，到b点静止，说明电场力又减小，由此推知带电质点受到的电场力是越来越小的，即场强越来越小． 6．电场强度、电势是对电场而言的，说到电场强度、电势就是指电场的；电场力、电势能是对在电场中的电荷而言的，一般说到电场力就是指电荷在电场中受到的，电荷的电势能是指电荷在电场中所具有的能． 7．等量同种点电荷和等量异种点电荷连线上和中垂线上电势的变化规律    等量正点电荷连线上中点的电势最低，中垂线上中点的电势却为最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．连线上和中垂线上关于中点的对称点等势．等量负点电荷的电势分布是：连线上是中点电势最高．中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧电势越来越高．连线上和中垂线上关于中点的对称点等势． 等量异种点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线，若沿中垂线移动电荷至无穷远，电场力不做功，因此若取无穷远处电势为零，则中垂线上各点的电势也为零．因此从中垂线上某点不沿中垂线移动电荷到无穷远，电场力做功仍为零． 图1-4-4 例5  图1—4—4中a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面．它们的电势分别为U、和．一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为__________． 图1-4-7 例6 (全国高考) 如图1-4-7所示，虚线a、b和c是某电场中的三个等势面，它们的电势为Ua、Ub、Uc，其中Ua>Ub>Uc．一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知     A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功  B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C．粒子从K到L的过程中，电势能增加    D．粒子从L到M的过程中，动能减少 [同步检测] 1．电场中有A、B两点，把电荷从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做正功，则      （    ） A．电荷的电势能减少                              B．电荷的电势能增加  C．A点的场强比B点的场强大                      D．A点的场强比B点的场强小 2．如图1—4—8所示，A、B是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是                (    ) A．正电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能 图1—4—8 B．正电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能 C．负电荷在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能 D．负电荷在B点具有的电势能大于在A点具有的电势能            3．外力克服电场力对电荷做功时                (      ) A．电荷的运动动能一定增大                        B．电荷的运动动能一定减小  C．电荷一定从电势能大处移到电势能小处            D．电荷可能从电势能小处移到电势能大处 4．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 图1—4—9 C．正电荷在只受电场力作用下，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 5．如图1—4—9所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝__________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝__________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3＝__________．由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_________________________________．                                      6．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．电场强度为零的地方，电势一定为零 C．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高D．电势为零的地方，电场强度一定为零 7．关于电势与电势能的说法，正确的是                                          (    ) A．电荷在电势越高的地方，电势能也越大 B．电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大 C．在正点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能 D．在负点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 8．某电场的电场线如图1—4—10所示，电场中有A、B、C三点，已知一个负电荷从A点移到B点时，电场力做正功． (1) 在图中用箭头标出电场线的方向；并大致画出过A、B、C三点的等势线． 图1—4—12 (2) 在A、B、C三点中，场强最大的点是_________，电势最高的点是_________． 9．如图1—4—11所示，在场强E＝104N／C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g，带电荷量q＝2×10－6C的小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，则小球到达最低达最低点B时的速度是多大? 10．如图1—4—12所示，长木板AB放在水平面上，其上表面粗糙下表面光滑，今有一质量为m，带电荷量为-q的小物块C从A端以某一初速度起向右滑动，当电场强度方向向下时，C恰好到达B端，当电场强度方向向上时，C恰好到达AB中点，求电场强度E的大小． [综合评价]     1．在电场中，已知A点的电势高于B点的电势，那么                (      ) A．把负电荷从A点移到B点，电场力做负功    B．把负电荷从A点移到B点，电场力做正功 C．把正电荷从B点移到A点，电场力做负功    D．把正电荷从B点移到A点，电场力做正功 图1—4—13 2．如图1—4—13所示，Q是带正电的点电荷，P和P为其电场中的两点．若E、E为P、P两点的电场强度的大小，φ、φ为P、P两点的电势，则                (      ) A．E > E，φ>φ    B．E > E，φ<φ C．E< E，φ>φ    D．E< E，φ<φ                                        3．如图1—4—14所示的电场线，可判定                    (      ) 图1—4—14 A．该电场一定是匀强电场      B．A点的电势一定低于B点电势 C．负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大 图1-4-15 D．负电荷放在B点所受电场力方向向右 4．图1—4—15为某个电场中的部分电场线，如A、B两点的场强分别记为EA EB，电势分别记为A、B，则                  (    ) A．EA > EB 、A > B   B．EA < EB 、A > B  C．EA EB 、A H    B．若A、B球带等量同种电荷，则h=H C．若A、B球带等量异种电荷，则h>H    D．若A、B球带等量异种电荷，则h=H 6．下列说法中，正确的是                                    (      ) A．沿着电场线的方向场强一定越来越弱                B．沿着电场线的方向电势—定越来越低 C．匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同    D．匀强电场中各点的电势一定相等 7．关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是                (      ) A．在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大    B．正电荷沿电场线移动，电势能总增大 C．负电荷沿电场线移动，电势能一定增大          D．电荷沿电场线移动，电势能一定减小 图1—4—17 8．如图3—4—17所示，P、Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OA答案

八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案