高中物理第2章电势能与电势差第1节电场力做功与电势能课件鲁科版选修31

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1 高二物理同步训练试题解析

一、选择题

1.两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中．杆与场强方向平行，其位置如图1－4－10所示．若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为( )

图1－4－10

A．0 B．qEl

C．2qEl D．πqEl

解析：选C.电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做功为qEl，共为2qEl.故C正确．

2.如图1－4－11所示，在O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2，则C点移到B点电场力做功为W3，则三者关系为( )

图1－4－11

A．W1＝W2＝W3<0 B．W1>W2＝W3>0

C．W1＝W3>W2＝0 D．W3>W1＝W2＝0

解析：选C.因A、C两点处于同一等势面上，所以W1＝W3>0，W2＝0.所以C正确．

3．下列关于电势高低的判断，正确的是( )

A．负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低

B．负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低

C．正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低

D．正电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低

解析：选BC.负电荷从P点移到M点，电势能增加，电场力做负功，电场力方向由M点到P点，电场线方向由P到M，故M点电势较低，所以A错B对．同理可得C对D错．

4．如图1－4－12所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是( ) 学而思网校

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图1－4－12

A．O点电场强度为零

B．D点电场强度为零

C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大

高2014级8班（46份） 11班（77份）

第 1 页 共 4 页 §6 电势差和电场强度的关系 学案

学习目标：

1. 经过自己的推导得出匀强电场中电势差与场强的关系。

2.熟练掌握匀强电场中电势差与场强的关系，并能运用它解决相应问题。

3．通过自主学习，体会学习的快乐

自主学习

1．电场力的性质：力和能是贯穿物理学的两条主线，空间只要．．有电荷的存在，在它的周围就存在 （E是客观存在而又看不见摸不着的），电场有最基本的特性： 。可以通过电荷的受力去研究电场。

2．电场能的性质：电场力移动电荷对电荷做功。会导致 能发生转化（因为功是能量转化的量度）做功的多少决定了能量转化的 。

3、推导电场强度和电势差的关系

问题一：若沿场强方向移动电荷

如图：表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 ，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功：

从力的角度： Ｗ= = ①

从能的角度： Ｗ= ②

由 ① ② 两式得: U =

结论：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于

4、表达式：U = 或：E = （d为 ）

在匀强电场中，场强在数值上等于

5、注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是：

6、单位关系：1V/m =1N/C

第 1 页 共 6 页 （人教版）2012届高三物理一轮复习讲义：

电势差、电势能和等势面

一、知识综述

本次我们学习电势差与电势、等势面三节内容。上次学习的电场强度是从电场的力的特性出发研究电场的性质，而电势差与电势则是从电场的能的属性出发研究电场的性质。可以说电场强度和电势分别从电场的不同属性出发来研究电场，是一个问题的两个方面，大家要注意比较这两个物理量的异同。等势面则是描述电势的一种辅助方法，这与用电场线辅助地描述电场是类似的。

二、重难点知识归纳与讲解

1、电势差：

电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷电量q的比值，叫做AB两点的电势差。表达式为：

说明：

（1）定义式中，为q从初位置A移动到末位置B电场力做的功，可为正值，也可为负值，q为电荷所带的电量，正电荷取正值，负电荷取负值。

（2）电场中两点的电势差，由这两点本身的初、末位置决定。与在这两点间移动电荷的电量、电场力做功的大小无关。在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为与成正比，与q成反比。只是可以利用、q来计算A、B两点电势差。

（3）公式适用于任何电场。

2、电势：

在电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差；也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，电势记作，电势是相对的，某点的电势与零电势点的选取有关，沿电场线的方向，电势逐点降低。

说 明：

（1）电势的相对性。

（2）电势是标量。电势是只有大小、没有方向的物理量，电势的正负表示该点的电势高于和低于零电势。

（3）电势与电势差的比较

电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与检验电荷无关；电势与电势差都是标量，数值都有正负，单位相同， UAB=A－B。某点的电势与零电势点的选取有关，两点间的电势差与零电势点的选取无关。

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3、电场力做功与电势能变化的关系。

1 第1讲 电场力做功与电势能

[目标定位] 1.知道电场力做功的特点和电势能的概念.2.理解电场力做功与电势能变化的关系．

一、电场力做功的特点

1．在电场中，把点电荷＋q直接由A点移动到B点，电场力做功W＝qE·d；将＋q先沿直线AC移动到C点，然后沿直线CB移动到B点，电场线做的功W＝qE·d；如果沿任意路径(如图1中曲线)由A点移动到B点，电场力做的功W＝qE·d.

图1

2．在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与始末位置有关．

想一想 电场力做功的特点，与你以前学过的哪个力做功的特点最为相似？

答案 重力

二、电势能

1．概念：电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能．

2．大小：电荷在电场中某点具有的电势能等于把电荷从该点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功．

3．电势能与电场力做功的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，用公式表示WAB＝EpA－EpB.

4．电势能的相对性：选择不同的零势能点，电荷在电场中同一点的电势能的值是不同的(填“相同”或“不同”)．

想一想 在电场中确定的两点移动等量的正、负电荷时，电场力做功和电势能的变化有何差异？

答案 电场力做功的绝对值相等，正负不同，电势能的变化量相等，增减情况相反．

一、电场力做功的特点

1．电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关．该结论既适用于匀强电场又适用于非匀强电场，既适用于直线运动又适用于曲线运动． 2 2．在匀强电场中，电场力做的功为W＝qEd，其中d为沿电场线方向的位移．

在非匀强电场中可以用W＝qEd进行定性讨论．

例1 如图2所示，电荷q射入一固定的点电荷Q的电场中，仅受电场力的作用，先后经过a点和b点，图中虚线表示其运动轨迹．a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb，且rb＝2ra，则(

)

图2

A．a点的电场强度是b点电场强度的2倍

B．电场力对电荷q先做正功后做负功