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【例题2】 将电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B 点,克服静电力做了3×10-5 J的功,再从B点移到C点,静电力做了 1.2×10-5 J的功。 (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点的电势为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别 为多少?B点和C点的电势分别为多少? (3)如果规定B点的电势为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别 为多少?A点和C点的电势分别为多少?
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【例题1】 (多选)如图所示,虚线圆是某静电场中的等势面,其电势分别为φa、 φb和φc。一带正电粒子射入电场中,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,静电力做负功 B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功 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,电势能增加
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点电荷
等量异 种 点电荷
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特点 是两簇对称曲面, 在 AA'线 上 O 点电势最低;在中垂 线上 O 点电势最高, 向两 侧电势逐渐降低, A、A'和 B、B'对称等势
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(多选)如图所示, 固定在 Q 点的正点电荷的电场中有 M、N 两点, 已 知������������ < ������������ 。下列叙述正确的是( )
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3. 电势能增减的判断方法 方法 做功判 断法 电场线 判断法 电势判 断法 理解 无论正、负电荷, 只要静电力做正功, 电荷的电势能 一定减小;只要静电力做负功, 电荷的电势能一定增 大 正电荷顺着电场线的方向移动时, 电势能逐渐减小; 逆着电场线的方向移动时, 电势能逐渐增大。负电 荷正好相反 由公式 E p =qφ 知, 正电荷在电势高的地方电势能大, 负电荷在电势高的地方电势能小
A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则静电力对该电荷 做正功,电势能减少 B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则该电荷克服静电 力做功,电势能增加 C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则静电力对该电荷 做正功,电势能减少 D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,再从N点沿不同路径 移回到M点,则该电荷电势能不变
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3.几种常见电场的等势面 电场 等势面形状
特点 等势面是以点电荷为球 心的一簇球面, 越向外越 稀疏 是两簇对称曲面, 两点电 荷连线的中垂面是一个等 势面。在从正电荷到负电 荷的连线上电势逐渐降 低, φA >φA ';在中垂线 上, φB =φB '
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一、静电力做功的特点(见课本第15页) 1.特点:在静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和 终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。 2.适用范围:结论对于匀强电场和非匀强电场均适用。 二、电势能(见课本第16页) 1.概念:电荷在电场中具有的势能叫作电势能,可用Ep表示。 2.大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时 静电力做的功。 3.电势能与静电力做功的关系:静电力做的功等于电势能的减少量, 用公式表示 WAB=������p������ − ������p ������=-ΔEp。 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加。 4.相对性:电势能的数值大小与零势能位置的选取有关。
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解析:由粒子运动轨迹可判断出该电场是正电荷形成的电场,带 正电的粒子射入电场中时,受斥力作用,在靠近场源电荷的过程中, 静电力做负功,动能减少,电势能增加,在远离场源电荷的过程中,静 电力做正功,动能增加,电势能减少。粒子由K到L的过程中,由低电 势到高电势处,静电力做负功,动能减少,电势能增加,故选项A、C正 确;粒子由L到M的过程中,由高电势到低电势处,静电力做正功,动能 增加,电势能减少,故选项B、D错误。 答案:AC
等量同 种 点电荷
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电场
等势面形状
特点 等势面是与电场线垂直、 间隔相等、相互平行的一 簇平面
匀强电 场
形状不 规则的 带电导 体附近 的电场
越靠近导体表面, 等势面 的形状越接近导体形状; 越远离导体, 等势面越接 近球面
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三、电势(见课本第17页) 1.电势
定义 公式 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 E������ φ= q
单位 在国际单位制中, 电势的单位是伏特, 符号为 V,1 V=1 J/C 标矢性 电势是标量, 只有大小没有方向, 但有正、负之分 电场中各点的电势的高低, 与所选取的电势零点的位置有 相对性 关, 一般情况下取无限远处或大地为电势零点
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电场线分布如图所示,电场中a、b两点的电场强度大小 分别为Ea和Eb,电势分别为φa和φb,则( ) A.Ea>Eb,φa>φb B.Ea>Eb,φa<φb C.Ea<Eb,φa>φb D.Ea<Eb,φa<φb 解析:电场线的疏密反映电场强度的大小,得Ea<Eb,所以选项A、 B错误。沿着电场线方向电势降落最快,所以选项C正确,选项D错 误。 答案:C
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1. 对电势的理解 特点 理解 电势是相对的, 电场中某点的电势高低与电势零点的选取 相对 有关。 通常将离场源电荷无穷远处, 或地球表面选为电势零 性 点 固有 电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的, 与在 性 该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关 电势是只有大小、没有方向的物理量, 在规定了电势零点 标量 后, 电场中各点的电势可能是正值, 也可能是负值。正值表 性 示该点的电势高于零电势;负值表示该点的电势低于零电 势。显然, 电势的正负只表示大小, 不表示方向
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情景导入 思维导图 闪电是云与云之间、云与地之间的 强烈放电。如下图所示。