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高中物理学习材料
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第4节 电势能和电势
1．静电力做功与电势能变化的关系
静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从A点移动到B点，则WAB＝EPA－EPB.
2．电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时电场力做的功，若规定电荷在B点的电势能为零，EPB＝0则EPA＝WAB.
3．电势反映了电场的能的性质．电势与电势能的关系是：φ＝EPq.电势的大小仅由电场本身决定，与电荷q的大小、电性无关．电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向就是电场线的方向．
4．电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的性质有：
(1)在等势面上移动电荷，电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向垂直，即等势面必定与电场线垂直．
(2)沿着电场线的方向，电势降低，显然，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．
5．下列说法正确的是( )
A．电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同
B．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功为零
C．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功
D．电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立
答案 BC
解析 电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项A错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零，B正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守恒定律，D错．
6．外力克服电场力对电荷做功时( )
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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
2
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
第4节电势能和电势
1.静电力做功与路径无关，只与电荷的初、末位置有关；静电力做的功等于电势能的减少量。
2．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。
3．沿电场线方向，电势逐渐降低。
4．电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
5．无论粒子电性如何，当粒子垂直进入匀强电场后，电场力一定做正功。
一、静电力做功的特点
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，与电荷经过的路径无关。
二、电势能
1．概念
电荷在静电场中具有的势能。用Ep表示。
2．静电力做功与电势能变化的关系
静电力做的功等于电势能的减少量，WAB＝EpA－EpB。
错误! 3．电势能的大小
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。
4．零势能位置
电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。
三、电势
1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
2．公式：φ＝Epq。
3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V＝1 J/C。
4．特点
(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取无穷远或地球为零电势位置。
(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。
5．与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。
四、等势面
1．定义
电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面。
2．等势面与电场线的关系
(1)电场线跟等势面垂直。
(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。 1．自主思考——判一判
(1)只要电荷在电场中移动，电场力一定做功。(×)
(2)电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。(√)
(3)电势有正、负，是矢量。(×)
(4)在匀强电场中沿电场线方向，电势降低最快。(√)
(5)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同。(×)
邯郸市第一中学学案
高二物理 编者： 霍睿敏 审核人：张文荟 使用时间：2020年6月
4--1 §1.4 电势能和电势
【学习目标】
1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.
2.理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势高低.
3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点．
【阅读要求及检测】阅读课本P15-19回答下列问题：
1．怎样计算电场力的功？
2．什么是电势能？电场力做功与电势能的变化之间关系如何？
3．什么是电势？电势的零点如何选取？等势面特点？
【要点精讲与典型例题】
1.电场力的功与路径无关,只与初末位置有关,注意功的正负,与重力做功对比理解
2.电势能 ＷAB=EPA- EPB
①定义：电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能。
②势能零点：规定无穷远处或大地为势能零点。
③电场力做功与电势能的变化：电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。
3.电势 =EP/q
定义：电场中某点到该参考点的电势差就等于该点的电势。由电势差的定义可知：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做得功。
4.等势面
(1)等势面的特点及应用
①在等势面上移动电荷时静电力不做功，电荷的电势能不变．
②电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布．
③ 等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小．
④任意两个等势面都不相交．
(2)正负点电荷、两个同号/异号点电荷、匀强电场的等势面分布：
①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．
②等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂邯郸市第一中学学案 高二物理 编者： 霍睿敏 审核人：张文荟 使用时间：2020年6月
