《静电力做功电势能电势电势差》练习题

1 第2讲 电场的能的性质

1 电势能、电势

(1)静电力做功

①特点:静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。

②计算方法

W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿电场方向的位移。

WAB=qUAB,适用于任何电场。

(2)电势能

①电场力做功的特点:

电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关。

②电势能

a.定义:电荷在电场中具有的势能,在数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。

b.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。

(3)电势

①定义:试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。

②定义式:φ=

。

③矢标性:电势是标量,有正、负之分,正(负)表示该点电势比零电势高(低)。

④相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取的零电势点的不同而不同。

(4)等势面

①定义:由电场中电势相等的各点组成的面。

②四个特点 2 a.等势面一定与电场线垂直。

b.在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。

c.电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

d.等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。

1.1 (2018河北刑台五校联考)在静电场中,将电子从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点的高

D.A点的电势一定比B点的高

【答案】C

1.2 (2018山东日照高三模拟)(多选)下列关于电势高低的判断,正确的是( )。

A.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点的电势一定较高

B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低

C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低

D.正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高

10.1 电势能和电势

学习目标

1．知道静电力做功的特点，了解静电力做功和电势能变化的关系。

2．掌握电势能、电势的概念、公式和性质。

3．知道什么是等势面，理解等势面的特点。

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

知识点一、静电力做功的特点

1．静电力做功的推导

如下图所示，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点移动到B点，求静电力对电荷所做的功。

（1）q沿直线从A移向B，静电力F＝qE，静电力与位移的夹角始终为θ，如上图甲所示。

W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|。

（2）q沿折线AMB从A点移往B点，在线段AM上静电力做功W1＝qE·|AM|，在线段MB上，W2＝0。W＝W1＋W2＝qE·|AM|。

（3）q沿任意曲线ANB，从A点移动到B点，如上图乙所示，与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|。W＝qE·|AM|。

2．特点：（1）在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的初位置和末位置有关，与电荷经过的路径无关。

（2）正电荷顺着电场线方向移动时电场力做正功，负电荷顺着电场线方向移动时电场力做负功。

3．适用范围：该结论对于匀强电场和非匀强电场均适用。

知识点二、电势能

1．概念：电荷在电场中具有的能叫做电势能，可用Ep表示。

2．大小：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。电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。

3．与电场力做功的关系：电势能之所以变化，是因为有电势能转化成其他形式的能，或者有其他形式的能转化为电势能。能量的转化要通过做功来完成，电势能的改变唯一与电场力做功相联系，其关系是：静电力做的功等于电势能的减少量，用公式表示WAB＝EPA－EPB。

即电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。

4．电势能特点

（1）WAB＝EPA－EPB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。

姓名_______________ 成绩_______________

电势 电势能 电势差 基础练习题（周末自测） 满分100分

做完选择题后将答案填到此处

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

一、不定项选择题（每小题4分，共80分，漏选或选错均不得分）

1、下列关于电势能的说法中正确的是（ ）

A．在电场中，电势高的地方，电荷具有的电势能一定大

B．在电场中某一点，若放入的电荷量越大，它的电势能就越大

C．在正的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能

D．在负的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能

2、带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6×10-6J的功，那么（ ）

A．M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能

B．P点的场强一定小于Q点的场强

C．P点的电势一定高于Q点的电势

D．M在P点的动能一定大于它在Q点的动能

3、在电场中（ ）

A．某点的电场强度大，该点的电势一定高

B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大

C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零

D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零

4、关于电势和电势能的说法中正确的是（ ）

A．克服电场力做功时，负电荷的电势能一定减少

B．电场中某点的电势数值上等于单位正电荷在电场力的作用下，由该点运动到零电势点电场力所做的功

C．电场中电势为正值的地方，电荷的电势能必为正值

D．正电荷沿电场线移动，其电势能一定增加

专题31 电势能、电势、电势差

1．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV，它的动能应为：

（ ）

A．8 eV B．13 eV

C．20 eV D．34 eV

【答案】C

【名师点睛】由题，相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，根据能量守恒定律确定出电荷在b等势面上的电势能，写出电荷的总能量，再由能量守恒求出其电势能变为8eV时的动能值；本题关键要根据电场力做功与电势差的关系确定电荷的总能量。

2．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为： （ ）

A.E=100V/m，竖直向下 B.E=100V/m，竖直向上

C.E=100V/m，水平向左 D.E=100V/m，水平向右

【答案】C

【解析】

根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左,两个相邻等势面相距2dcm，电势差2UV，则电场强度100/0.022UdEVm,故选项C正确。

【名师点睛】电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势．根据匀强电场场强与电势差的关系U=Ed求出电场强度的大小；本题考查电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系．公式UEd中，d是沿电场线方向两点间的距离。

3．金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B两点到正电荷的距离相等，C点靠近正电荷，则： （ ）

A．A、B两点的电势相等

B．C点的电势比A点的低

C．A、B两点的电场强度相等

D．C点的电场强度比B点的大