电势能和电势
题组一静电力做功与电势能的关系
1.右图是以+Q为圆心的一组同心圆(虚线),电场中有A、B、C、D四点。现将一带正电荷q的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点。沿路径①静电力做功为W1,沿路径②静电力做功为W2,沿路径
③静电力做功为W3,则()
A.W2 B.W1=W2=W3 C.W2>W3>W1 D.因不知道+q的具体数值,故无法作出判断 解析:无论何种电场中,静电力做功都与路径无关,只与初、末位置有关。 答案:B 2.如图所示,在静电场中,一个负电荷q受到一个非静电力作用,由A点移动到B点,则下列说法不正确的是() A.非静电力和静电力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和 B.非静电力做功等于电势能增量和动能增量之和 C.电荷克服静电力做功等于电势能的增量 D.非静电力做功和静电力做功之和等于电荷动能的增量 解析:根据动能定理,合外力对电荷所做的功等于电荷动能的增量,选项A错误,D正确。对电荷和电场组成的系统而言,非静电力是外力,非静电力对电荷做了多少正功,系统能量(电势能和电荷动能)就增加多少,选项B正确。据静电力做功与电势能变化的关系(W F=-ΔE),及静电力对电荷做负功,得电荷克服静电力做功等于电荷电势能的增量,选项C正确。所以符合题意的是A选项。 答案:A 3.在电场强度大小为4×105 N/C的匀强电场中,一质子从A点移动到B点,如图所示。已知AB间距离为20 cm,AB连线与电场线成30°夹角,求静电力做的功以及质子电势能的变化。 解析:静电力对质子做的功为 W=qEd cos θ=1.6×10-19×4×105×0.2×J≈1.1×10-14 J 即质子电势能减少1.1×10-14 J。 答案:1.1×10-14 J减少1.1×10-14 J 题组二电势高低的判断 4.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.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同 C.电场强度的方向可以跟等势面平行 D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的 解析:等量同种点电荷连线中点处的电场强度为零,但电势不为零,故A错;在匀强电场中,电场强度处处相等,但电势沿电场线方向降低,故B错;电场线方向处处与等势面垂直,即电场线上各点的切线方向与等势面垂直,各点电场强度方向就是电场线各点切线方向,故C错误;电场强度方向是电势降落最快的方向,故D正确。 答案:D 5.(多选)如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负试探电荷只受静电力作用时的运动轨迹,若电荷是从A处运动到B处,以下判断正确的是() A.电荷从A到B加速度减小 B.B处电势能大 C.B处电势高 D.电荷在B处速度小 解析:由题图可知,B处的电场线比A处的电场线密,说明B处的电场强度大于A处的电场强度。根据牛顿第二定律,试探电荷在B处的加速度大于在A处的加速度,选项A错误。由题图可知, 电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即静电力F≠0,且静电力F的方向应指向运动轨迹的凹向。因为试探电荷带负电,所以电场线指向是从电场线疏处到电场线密处。再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断A、B处电势高低关系是φA>φB,选项C错误。根据试探电荷的位移与所受静电力的夹角大于90°,可知静电力对试探电荷做负功,所以由A→B电势能增加,选项B正确。又因静电力做功与路径无关,系统的能量守恒,电势能增加则动能减少,即速度减小,选项D正确。 答案:BD 6.在静电场中,把一个电荷量q=2.0×10-5 C的负电荷由M点移到N点,静电力做功6.0×10-4 J,由N点移到P点,静电力做负功1.0×10-3 J,则M、N、P三点电势的高低关系是。 解析: 先画一条方向向右的电场线,找一点作为M点,如图,因为由M→N静电力做正功,而负电荷受静电力方向与电场强度方向相反,则可确定N点在M点左侧;由N→P静电力做负功,即沿着电场线方向移动,又因为1.0×10-3 J>6.0×10-4 J,所以肯定移过了M点,即P点位于M点右侧,这样,M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP。 答案:φN>φM>φP 题组三等势面的理解 7.两个固定的等量异种点电荷所产生的电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用。则粒子在电场中() A.做直线运动,电势能先变小后变大 B.做直线运动,电势能先变大后变小 C.做曲线运动,电势能先变小后变大 D.做曲线运动,电势能先变大后变小 解析: 由题图等势面可知,两固定的等量异种点电荷的电场分布如图所示。带负电的粒子在等量异种点电荷所产生的电场中的偏转运动轨迹如图中所示,则粒子在电场中做曲线运动。静电力对带负电的粒子先做正功后做负功,电势能先变小后变大,故选项C正确。 答案:C (建议用时:30分钟) 1.如图所示,A、B为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是() A.把正电荷从A移到B,静电力做正功,电荷的电势能增加 B.把负电荷从A移到B,静电力做负功,电荷的电势能增加 C.把负电荷从A移到B,静电力做正功,电荷的电势能增加 D.不论正电荷还是负电荷,从A到B电势能逐渐降低 解析:正电荷从A移到B,静电力做正功,电势能减少;负电荷从A移到B,静电力做负功,电势能增加。因此B正确。 答案:B 2.在如图所示的四种电场中,分别标记有A、B两点。其中A、B两点的电势相等,电场强度相同的是() A.甲图中与点电荷等距的A、B两点 B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的A、B两点 C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的A、B两点 D.丁图中匀强电场中的A、B两点 解析:题图甲电场强度方向不同,丙图电场强度方向相反,丁图φA<φB。 答案:B 3.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上的两点,下列说法正确的是() A.M点电势一定高于N点电势 B.M点电场强度一定大于N点电场强度 C.正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能 D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功 解析:沿电场线方向电势逐渐降低,M点电势一定高于N点电势,A对;因电场线越密的区域电场强度越大,由题图可知N点电场强度大于M点电场强度,B错;由E p=qφ可知,正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,C错;电子从M点移到N点的过程中,受到的静电力与移动方向相反,静电力做负功,D错。 答案:A 4.(多选)如图所示,虚线为某电场的等势面,今有两个带电粒子(重力不计),以不同的速率沿不同的方向,从A点飞入电场后,沿不同的轨迹1和2运动,由轨迹可以断定() A.两个粒子带电荷量一定不同 B.两个粒子的电性一定不同 C.粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增加 D.经过B、C两点,两粒子的速度可能不等 解析:由等势线的形状知,这是一个点电荷产生的电场,两个粒子与点电荷的作用情况是相反的,所以两个粒子电性一定不同。粒子1的动能先减少后增加,粒子2的电势能先减少后增加。到B、C 两点时两个粒子的速度可能相同也可能不同,无法确定。 答案:BCD 5. 右图是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况(电场线方向未标出)。图中O点为两点电荷连线的中点。MN为两点电荷连线的中垂线,OM=ON。下列说法中正确的是() A.O、M、N三点的电场强度方向不相同 B.O、M、N三点的电势相同,在一个等势面上 C.O、M、N三点的电场强度大小关系为E M=E N>E O D.把一电荷从M点由静止释放,它将沿MON做直线运动 解析:A、B是等量异种点电荷,由电场叠加原理可知M、N两点的电场强度方向水平向右,O、M、N 三点的电场强度方向相同,OM=ON,E M=E N,但M、N两点的电场线没有O点的电场线密,有E M=E N 答案:B 6.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,下列说法正确的是() A.油滴带正电 B.电势能增加 C.动能增加 D.重力势能和电势能之和增加 解析:由题图的轨迹可知静电力大于重力且方向向上,由电场方向知油滴带负电,则从a到b静电力做正功,电势能减少,又静电力做的功大于克服重力做的功,所以动能增加,由能量守恒定律知重力势能和电势能之和减少,所以选项C正确。 答案:C 7.(多选) 图中虚线为匀强电场中与电场强度方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等,所带电荷 量的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别 如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点。已知O点电势高于c点电势。若不计重力,则() A.M带负电,N带正电 B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C.N在从O点运动至a点的过程中克服静电力做正功 D.M在从O点运动至b点的过程中,静电力对它做的功等于零 解析:题图中的虚线为等势线,所以M从O点到b点的过程中静电力对粒子做功等于零,选项D正确;根据M、N粒子的运动轨迹可知,N受到的静电力方向向上,M受到的静电力方向向下,由φO>φc知电场方向竖直向下,因此M带正电,N带负电,选项A错误;O到a的距离等于O到c的距离,M、N的电 荷量和质量大小相等,所以静电力对M和N都做正功且大小相等,根据动能定理得N在a点的速度 与M在c点的速度大小相同,但方向不同,选项B正确,选项C错误。 答案:BD 8.如图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着孤立的点电荷,或两个电荷量大小相等的 点电荷,则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是() 解析:电场强度是矢量,要考虑大小和方向,若选取无穷远处电势为零,则A、B、D中a、b两点电势相等,电场强度方向不同;C中a、b两点位于两等量异种点电荷的中垂线上,故a、b两点的电场强 度和电势都相同,所以C正确。 答案:C 9.如图所示的匀强电场中,有A、B、C三点,AB=5 cm,BC=12 cm,其中AB沿电场方向,BC和电场方向成60°角,一个电荷量为q=4×10-8 C的正电荷从A移到B,静电力做功为W1=1.2×10-7 J。求: (1)匀强电场的电场强度E的大小。 (2)电荷从B到C,电荷的电势能改变多少? 解析:(1)由W1=qE·AB,得该电场的电场强度大小为E= N/C=60 N/C。 (2)电荷从B到C,静电力做功为 W2=F电·BC·cos 60°=qE·BC·cos 60°=4×10-8×60×12×10-2×0.5 J=1.44×10-7 J。 所以,该过程电势能减少1.44×10-7 J。 答案:(1)60 N/C(2)减少1.44×10-7 J 10. 如图所示,在电场强度大小E=1×104 N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15 cm的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 g、电荷量q=2×10-6 C的带正电小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,g取10 m/s2。问: (1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少? (2)若取A点电势为零,小球在B点的电势能、电势分别为多大? (3)小球到B点时速度为多大?细线的张力为多大? 解析:(1)ΔE p=-mgl=-4.5×10-3 J ΔE p电=Eql=3×10-3 J。 (2)小球在B点的电势能 E p电=3×10-3 J 又E p电=φB q 所以φB= V=1.5×103 V。 (3)A→B由动能定理得 mgl-Eql= 所以v B=1 m/s 在B点对小球由牛顿第二定律得 F T-mg= F T=5×10-2 N。 答案:(1)重力势能减少4.5×10-3 J电势能增加3×10-3 J (2)3×10-3 J1.5×103 V (3)1 m/s5×10-2 N 描述电场的物理量 1.电场强度——E ——矢量—与验电荷无关！ （1）E=F/q ——任何电场 (N/C) （2）公式： E=kQ/r2 ——点电荷场 （3）E=U/d ——匀强电场（V/m ） （4）与电场线的关系：电场线密的场强大，电场线某点的切线方向为该点场强 方向。 2.电势能——W: J ——标量——与验电荷有关、电场中的位置有关； （1）电场力作正功，电势能减小，做了多少功，电势能减少多少； 克服电场力做功，电势能增加，做了多少功，电势能增加多少！ （2）PB PA P AB E E E W -=?= （3） Ep=q φ 3电势（ ψ ）——V ——标量：电场本身的性质——与验电荷无关！ （1）q E PA A =φ （2）UAB=φA-φB （3）与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低，且降得最快 4.电势差（ UAB ）——V ——标量电场本身的性质：与验电荷无关! （1）定义式：UAB=WAB/q （2）UAB=φA-φB （3）UAB=- UBA 5.求电场力做功的方法 （1）W=+(-)Eqd （只是用于匀强电场）(d ——初末位置所在的等势面的距离） （2）PB PA P AB E E E W -=?= （3）Wab = q Uab （4）动能定理 电势能、电势、电势差、电场强度关系测试题 一、选择题 1．从电势差定义式q W U =可以看出 （ ） A ．电场中两点间的电势差与电场力做的功W 成正比，与移送的电量q 成反比 B ．电场力在电场中两点间移动的电荷越多，电场力做的功越大 C ．将1 库的负电荷从一点移到另一点电场做了1焦的功，这两点间的电势差的大小是1伏 D ．两点间的电势差，等于把正点电荷从一点移到另一点电场力做的功 2．如图1所示，a 、b 为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ） A ．把正电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能减少 高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结 一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。 (1)计算式 (2)单位：伏特(V) (3)电势差是标量。其正负表示大小。 二、电场力的功 电场力做功的特点： 电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。 注意：系统性、相对性 2.电势能的变化与电场力做功的关系 (1)电荷在电场中具有电势能。 (2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。 (3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。 (4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。 (5)电势能是相对的，与零电势能面有关(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电势能规定为零。) (6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。 (7)电势能是标量。 3.电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。 三、电势 电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。是描述电场的能的性质的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。 单位：伏特(V)标量 1.电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。 2.电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.) 4.计算时EP,q,都带正负号。 5.顺着电场线的方向，电势越来越低。 6.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 三、等势面 1.等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2.等势面的特点 ①等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功; ②电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交; ③等差等势面越密的地方电场强度越大。 （精心整理，诚意制作） 电势、电势差、等势面、电场强度与电势的关系测试题 A 卷 （满分：100分 时间：45分钟） 一、选择题 1．从电势差定义式 q W U 可以看出 （ ） A ．电场中两点间的电势差与电场力做的功W 成正比，与移送的电量q 成反比 B ．电场力在电场中两点间移动的电荷越多，电场力做的功越大 C ．将1 库的负电荷从一点移到另一点电场做了1焦的功，这两点间的电势差的大小是1伏 D ．两点间的电势差，等于把正点电荷从一点移到另一点电场力做的功 2．如图1所示，a 、b 为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ） A ．把正电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能减少 B ．把正电荷从a 移到b ，电场力做负功，电荷的电势能增加 C ．把负电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能增加 D ．把负电荷从a 移到b ，电场力做负功，电荷的电势能增加 3．如图2所示，电场中a 、b 、c 三点，ab=bc ，则把点电荷+q 从a 点经b 移到c 的过程中，电场力做功的大小关系有 （ ） A ．Wab ＞Wbc B ．Wab ＝Wbc C ．Wab ＜Wbc D ．无法比较 4.如图3所示，在真空中有两个等量正电荷Q 1和Q 2,分别置于a 、b 两点，dc 为ab 连线的中垂线,d 为无穷远处,现将另一正电荷由c 点沿cd 移向d 点的过程中，下述中正确的是（ ） A ． q 的电势能逐渐增大 B ． q 的电势能逐渐减小 C ． q 受到的电场力一直在减小 D ．q 受到的电场力先增大后减小 5.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，它的电量越大，所具有的电势能也越大 Ｃ.在正点电荷电场中的任一点处，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.在负点电荷电场中的任意点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 6．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 ( ) A ．电场强度大的地方电势一定高 B ．电势为零的地方场强也一定为零 C ．场强为零的地方电势也一定为零 D ．场强大小相同的点电势不一定相同 7．若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内 ( ) A ．一定沿着电场线由高电势向低电势运动 B ．一定沿着电场线由低电势向高电势运动 C ．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动 D ．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动 8．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点时，电场力做了5×10－6J 的功，那么 ( ) A ．电荷在 B 处时将具有5×10－6J 的电势能 B ．电荷在B 处将具有5×10－6J 的动能 C ．电荷的电势能减少了5×10－6J D ．电荷的动能增加了5×10－6J 9．一个点电荷，从静电场中的a 点移到b 点，其电势能的变化为零，则 ( ) A ．a 、b 两点场强一定相等 B ．该点电荷一定沿等势面移动 C ．作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的 D ．a 、b 两点的电势一定相等 10.对公式 d U E ab 的理解，下列说法正确的是 ( ) Ａ.此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差 Ｂ.a 点和b 点距离越大，则这两点的电势差越大 Ｃ.公式中ｄ是指ａ点和ｂ点之间的距离 Ｄ.公式中的ｄ是ａ、ｂ两个等势面间的垂直距离 二、填空题 电势能和电势 倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，他将在静电力的作用下作加速运动，经过一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。我们知道，这是静电力做功的结果，而功又是能转化的量度，那么，在这一过程中，是什么能转化为试探电荷的动能？这个能具有什么特点？它还可以引申出与它紧密相关哪些物理量？这些物理量具有怎样的性质？这就是本节课我们要讨论的问题。(板书：电势能和电势） 一、静电力做功的特点 让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A 点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。 W＝F|AB|＝qE|AB| W＝F|AB|cosθ＝qE|AM| W＝W1+W2+W3+… 其中F＝qE，结果都一样即：W=qEL AM =qE|AB|cos 结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。 二、电势能 力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？（移动物体时重力做的功与路径无关） 可见，静电场与重力场有某些特征是相似的。同一物体在地面附近的同一位置具有确定的重力势能。静电力做功也与路径无关，那是否也就能建立电势能的概念呢？ 1.电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。电势能用E p表示。 2.讨论：静电力做功与电势能变化的关系 重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做的功等于增加的重力势能，用公式表示为W AB＝E pA－E pB＝－ΔE p。那么静电力做的正功也等于减少的电势能吗？克服静电力做的功也等于增加的电势能吗？用公式表示也是W AB＝E pA－E pB＝－ΔE p吗？ 根据动能定理，W AB＝E kB－E kA＝ΔEk。因为，根据能量守恒增加的动能等于减少的电势能，E kB－E kA＝E pA－E pB，所以W AB＝E pA－E pB＝－ΔEp。 2019-2020年高中物理电势差与电场强度的关系教案人教版第二册一、教学目标 1．定性掌握电势差与场强的关系。 2．定量掌握匀强场中电势差与场强的关系。 二、教学重点、难点 1．场强方向——电势降低最快的方向。 2．U=E·d——d为沿场强方向两点所在等势面间距离。 三、教学方法：讲授法 四、教具：投影仪、幻灯片 五、教学过程： （一）引入新课 场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的。那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强场为例来研究。 （二）进行新课 前面讲过，沿着电场线方向，也就是沿着场强的方向，电势越来越低，从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，而AB方向即为场强方向，可见场强的方向是指向电势降低最快的方向。 1．场强方向是指向电势降低最快的方向。 我们再来研究场强和电势差的数量关系。设AB间距离为d，电势 差为U1，场强为E。把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功 为W=qEd。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W=qU，比较这 两个式子，可得W=qEd=Uq，即U=Ed。这就是说，在匀强电场中，沿场 强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。如果不是沿 场强方向的呢？例如AD两点间电势差仍为U，设AD间距离s，与AB夹角α，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角α，故电场力做功为W=Eqs cosα，s cos α=d，所以W=Eqs cosα=Eqd。利用电势差和功的关系，W=qU，比较这两个式子可得U=Escos α=Ed。d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD 两点间距离s在场强方向的投影。 第六节电势差和电场强度的关系 物质存在的两种方式：实物和场 电场的两大性质： ①力的性质：由电场强度描述E ②能的性质：由电荷在电场中某点的电势描述 可用电场线形象表示可用等势面形象表示 ．．在它的周围就．存在电场E（E是客观存在而又看不见摸不着的），但电场有最基本的特性：对放入其中的电荷有力的作用。可以通过电荷的受力去研究电场。 电场力移动电荷对电荷做功。会导致电势能发生转化（因为功是能量转化的量度）做功的多少决定了能量转化的数量。 从电荷是否移到零参考点 ．．．．．．．．做功中，定义了电势和电势差的概念。 移到零参考点做功跟电荷量的比值定义了某点 ．．的电势； 两个点间移动做功跟电荷量的比值定义了两点间 ．．．的电势差； 电势差是电能转化成=>其它形式能的物理量。（反过来又是什么物理量：电动势） 电势差两点间的电势之差，电势是描述电场能性质的物理量。 由知识结构图中可发现：电场强度与电势差存在怎样的关系呢？这就是本节课所要研究的课题。（板书） 电势差与电场强度的关系（通过下面的例子来推算） 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= Fd = qEd ① 从能的角度：Ｗ= qU ②图 由①②两式得: U = Ed 结论：在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积（板书）表达式：U = Ed 或：E = U/d（d为沿场强方向上的距离）（板书） 在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差 注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是： （1）匀强电场（2）d是沿场强方向的两点间的距离。 单位关系：1V/m =1N/C 公式： E = U/d、E=F/q 公式<=>单位 如果不是沿场强方向移动电荷？ 如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成α角。则A、B 两点间的电势差为U = EL，对不对？ [解析] A、B两点连线L不沿场强方向，不能直接 用U = EL计算A、B两点间的电势差。 从力的角度：Ｗ AB = FLcosα = qELcosα 从能的角度：Ｗ AB = qUAB 由上两式得： U AB = ELcosα (Lcosα为沿场强方向上的距离) [说明] 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点Bˊ，使A、Bˊ的连线沿场强方向。所以 B、Bˊ的电势相等 ∴ U AB =U ABˊ = E d E ∴ U AB = ELcosα= E d E 或 E = U AB ／d E 教师总结：电势差和电场强度的关系（３种说法） 在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积． U AB = E d 或 在匀强电场中电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值 E = U AB ／ d 或 电场强度在数值上＝沿电场方向每单位距离上降低的电势． 看图讨论：得出一些结论（师生互动、探讨） 问题１：电场中A、B两点的电势差U AB 跟移动电荷的路径有关吗？ [说明]电场中两点间的电势差， 类同于重力场中两点间的高度差： 高度差Δh 跟物体运动的路径无关， 只与A、B的位置有关 ２、电势差U AB 跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。 问题２：单位长度内，沿AB、 ABˊ两个方向，哪个电势降落的快？ 3、场强E的方向是电势降落最快的方向。 4、应用：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。 问题3：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？ 5．结论：等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。 电势能和电势-练习与解析 基础达标 1.下列说法中哪些是正确的是（） A.沿电场线的指向,场强一定越来越小 B.沿电场线的指向,电势一定越来越低 C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减少 D.在电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动 答案:B 2.在静电场中,下列说法正确的是（） A.电场强度为零的点,电势一定为零 B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同 C.电势降低的方向,一定是电场强度的方向 D.匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面 答案:D 3.两个带异种点电荷的物体间的距离增大一些时（） A.电场力做正功,电势能增加 B.电场力做负功,电势能增加 C.电场力做负功,电势能减少 D.电场力做正功,电势能减少 答案:B 4.如图1-4-3所示,O为两个等量异种电荷连线的中点,P为连线中垂线上的一点,比较O、P两点的电势和场强大小（） 图1-4-3 A.φO=φp,E O>E p B.φO=φp,E O=E p C.φO>φp,E O=E p D.φO=φp,E O C.将+q 电荷从A 点移到B 点,电场力做了负功 D.将-q 分别放在A 、B 两点时,具有的电势能E A >E B 答案:B 能力提高 图1-4-5 7.如图1-4-5所示,图中实线表示一匀强电场的电场线,一带负电荷的粒子射入电场,虚线是它的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点.若粒子受重力不计,那么正确的判断是（ ） A.电场线方向向下 B.粒子一定从a 点运动到b 点 C.a 点电势比b 点电势高 D.粒子在a 点的电势能大于在b 点的电势能 答案:D 图1-4-6 8.(2004年全国)如图1-4-6所示，一绝缘细杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示.开始时，细杆与电场方向垂直，即在图中Ⅰ所示的位置；接着使细杆绕其中心转过90°，到达图中Ⅱ所示的位置；最后，使细杆移到图中Ⅲ所示的位置.以W 1表示细杆由位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中电场力对两小球所做的功，W 2表示细杆由位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中电场力对两小球所做的功，则有（ ） A.W 1=0，W 2≠0 B.W 1=0，W 2=0 C.W 1≠0，W 2=0 D.W 1≠0，W 2≠0 答案:C 9.在某一电场中的A 点,单位正电荷具有的电势能是5 J,则该点电势为_________V;若在A 点放入单位负电荷,则A 点电势为________V;若在A 点不放入电荷,则A 点的电势为________V . 答案:5 5 5 10.A 、B 两带电小球,A 固定不动,B 的质量为m,在库仑力作用下,B 由静止开始运动.已知初始时,A 、B 间的距离为d,B 的加速度为a,经过一段时间后,B 的加速度为 4 a ,此时A 、B 间距应为多少?已知此时B 的速度为v,则在此过程中电势能的减少量为多少? 解析：本题是以电荷间相互作用为背景的力学问题,考查学生对知识的灵活运用能力.当距离为d 时,根据库仑定律和牛顿第二定律得: 2 21d q q k =ma ① 当距离为x 时,用同样方法列式 221x q q k =m(41a) ② 解①②两式得:x=2d. 电势和电势差（选修3－1第一章第四节） 【学习目标】： 1.理解电势和电势差的概念； 2.知道电势和电势差的关系，理解电势与参考点的选择有关，电势差与参考点的选择无关； 3.知道电势能的概念，知道电场力做功与电势能变化的关系； 4.了解等势面的意义和作用。 【学习过程】 一、电势差（阅读课本Ｐ14“电势差”部分） 1.概念： (1)电场力做功:电场力的确功跟电荷移动的路径＿＿＿＿＿＿,只由电荷的＿＿＿＿＿＿决定. (2)电势能:在电场中的电荷受到＿＿＿＿＿＿，具有一定的电势能，电势能用E P表示 （3）电场力做功与电势能的关系: 若电场力对电荷做功，则电荷的电势能＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿＿＿能；若电荷克服电场力做功，则电荷电势能＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿＿＿能。关系式:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ (4)电势差:在电场中两点间移动电荷，＿＿＿＿＿＿＿与被移动电荷的＿＿＿＿＿＿＿的比值叫做＿＿＿＿＿＿＿间的电势差。 ①公式:＿＿＿＿＿＿＿单位: ＿＿＿＿＿.电势差是一个＿＿＿量. ②电势差与电场力做的功＿＿＿关,与移动电荷的电荷量＿＿＿关. 2、讨论与交流 练习1.将电荷量为ｑ＝3.0X10-9C的点电荷从电场中A点移动到B点，电场力所做的功为－6.0X10-7J，求 （1）A、B两点间的电势差？ （2）如果该点电荷的电荷量为-6.0X10-9C，则电场力做功是多少？电势能如何变？ 练习2.（双选题）一个电量为q=+10-5C的电荷从电场内一点A运动到另一点B，电荷克服电场力做功0.006J（电荷只受电场力作用），在此过程电荷（） A．电势能增加0.006J B．电势能减少0.006J C．动能增加0.006J D．动能减少0.006J 练习3.（单选题）上题中AB两点的电势差U AB为（） A．600V B．－600V C．60 V D．－60V 练习4.（双选题）:对U AB=1V的理解，正确的是（） A．从A到B移动1C的电荷，电场力做功1J B．从A到B移动1C的正电荷，电场力做功1J C．从A到B移动1C的负电荷，克服电场力做功1J D．从A到B移动1C的负电荷，电场力做功1J 高二物理（理科）电势能与电势差练习题 1．一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，则（）A．电容为原来的1/2，两极板电压不变 B．电容为原来2倍，两极板电压不变 C．电容不变，两极板电压是原来的1/2 D．电容不变，两极板电压是原来的2倍2．下列说法正确的有（） A．把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 B．把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 C．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定减小 3．关于电场线和等势面，正确的说法是（） A．电场中电势越高的地方，等势面越密 B．电场中场强越大的地方，电场线越密 C．没有电场线的地方，场强为零 D．电场线和等势面一定垂直 4．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定 ( ) A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D．A点的电势高于B点的电势 5．如图所示，Q是带正电的点电荷，P1和P2为其电场中的两点，若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则（） A．E1>E2，φ1>φ2B．E1>E2，φ1<φ2 C．E1 第一章第4节 电势能和电势 1. 静电力做功的特点 试探电荷q 在场强为E 的均强电场中沿不同路径从A 运动到B 电场力做功的情况。 （1）q 沿直线从A 到B （2）q 沿折线从A 到M 、再从M 到B （3）q 沿任意曲线A 到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos 结论：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 2. 电势能 （1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 （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变化量。写成式子为： 注意： ① 电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ② 电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③ 在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任 一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④ 求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A 具有的电势能E P 等于将该点电荷由A 点移到电势零点电场力所做的功W ，即E P =W ⑤ 求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低 将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A 点的电势 能小于在B 点的电势能。 ⑥ 电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：大地或无穷远默认为零。 θPB PA E E W AB -= 《电势能、电势、电势差》典型例题 1、在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（） A、B、 C、D、 2、有一个带电量C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做J 的功．求A、C两点的电势差是多少？说明A、C两点哪点的电势较高． 3、带电量为C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是；（2）A点的电势；（3）电势能的变化；（4）把电量为C的电荷放在A点的电势能． 4、如图所示，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，沿电场线方向向上运动，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 5、如图所示，在点电荷Q形成的电场中，把一个q=-2.0×10-8C的点电 荷由无穷远处分别移到电场中的A、B、C三点，电场力做功分别是6.0×10-7J、4.0×10-7 J、1.0×10-7 J，以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别是多少？若以B点为零电势点，三点的电势又分别是多少？ 6、如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，三点的电势分别是φA=5V，φB=-2V，φC=0，将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B电场做功多少？电势能变化了多少？若将该电荷从B移到C，电场力做功多少？电势能变化了多少？该点电荷在三点中哪一点时电势能最大？ 电势、电势差和电势能 【教学结构】 电势能、电势、电势差三个物理量联系密切，表示电场的能的性质。三个概念均很重要，但需要突出电势差概念的理解和应用。 一、电势能 1.电场力的功 W=F·S S应是沿电场线方向位移，根据F、S的方向决定电场力做正功、负功。电场力做功与路径无关，与重力功比较理解上述内容 2.电势能：电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样要确定0势能的位置。比0电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。电势能用ε表示，单位焦耳（J） 3.电势能与电场力的功的关系，W=－△ε△ε=ε2－ε1，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。与重力功和重力势能变化的关系进行比较。 二、电势 1.电势定义：U=ε q。图1所示为正点电荷的电场，为 距Q无穷远处，此处电势能为零，把电量不同的正电荷 q1、q2、q3……从无穷远处A点移到电场中B点，电场力做负功为W1、W2、W3……，所以电荷在B点电势能应为ε1、ε2、ε3，虽然q不同，ε不同，但 它们比值，εεε 1 1 2 23 q q q ,, 相同，用此理解，电势的概念为单位电量电荷在B处所具有的电势 能，或理解为1库仑的电荷从B到A电场力做的功。 2.电势是标量，单位：伏特简称伏，用V表示，1V=1J／C。从上面过程分析可知，在离场源无穷远处电势为0。(1)正电荷电场中，处处电势为正，负电荷电场中，处处电势为负。 (2)沿电力线方向，电势降低。 3.电势能与电势的关系，ε=υq，对照电场力和电场强度的联系和区别进行比较。判断q在正、负点电荷电场中的电势能的正负，分q为正、负电荷两种情况考虑。 4.等势面：电场中电势相等的点构成的面 (1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，与在同一水平面上移动的物体重力不做功的道理一样 (2)等势面一定与电场线垂直 (3)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。思考点电荷电场等势面情况 (4)处于静电平衡的导体是等势体。等势体不是电势为零 三、电势差 1.1.电势差的定义：电场中两点间的电势的差值。又叫电压。单位：伏特符号：U U AB=U A－U B U A＞U B时，U AB＞0为正，U A＜U B时，U AB＜0为负 2.2.电场力的功：W=U AB q，当 U A＞U B时q为正电荷电场力做正功，电势能减少，与 U A q ＞U b q相等。q为负电荷时电场力做负功，电势能增加，与－U A q＜－U b q相符。 3.3.电势差的物理意义：电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑正电荷电场力 做的功。例如：U AB=10V，移动1库仑正电荷电场力做功10J，1库仑负电荷电场力做功－10J。 4.4.电子伏特，是能量单位，1电子伏特（国际符号是eV）就是在电压为1V的两点间移 2019-2020年高中物理电势差与电场强度的关系新人教版姓名班级组别使用时间 学习目标 知识与技能：掌握电势差与电场强度之间的关系 过程与方法：通过对电场力做功的两种不同方式的比较，推导得出电势差与电场强度的关系 情感态度与价值观：感知科学的价值和应用 学习重难点： 重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中的应用 使用说明： 将前面的知识归纳总结一下在进行新的知识的推导。 知识链接： 1：电的两大性质：①力的性质，由电场强度描述，可用电场线形象表示； ②能的性质：由电势、电势差描述，可用等势面形象表示。 2：等势面的特点①沿等势面移动电荷电场力不做功；②等势面与电场线垂直，且电场线从高电势指向低电势；③任两个等势面不相交 自主学习：（全部层次的同学都要认真完成） 1：电场强度与电势的关系： （1）电场强度大的地方电势是否一定高？反之？ （2）电场强度为零的点电势一定为零吗？反之？ E值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关，所以上述问题不可能有肯定答复。 因为：E大处不一定高，高处E也不一定大。E为零处不一定为零，为零处E不一定为零. 结论：场强与电势无直接关系. 2：电场强度与电势差的关系. 根据电势差的定义式，得U= 用d表示A、B在场强方向上的距离AB′，则上式可写为：U = E d 1)上式是在匀强电场中推出的，它不适用于非匀强电场。 2)在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。 3)U是两点间的电势差，d是沿电场方向的距离 4)计算时代入绝对值 5)由E= ，可得E的单位，，，。 3：电场强度的三种求法 1)E＝F / q 定义式，适用于。 2)E＝KQ / r2适用于。 3)3）E＝U / d 适用于。 合作探究 1、（C层—B层）如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm，两点间的电势差为5 V，M、N连线与场强方向成60°角， 则此电场的电场强度多大？ 2、（C层—B层）如图所示，在场强为E＝4.0×103N/C的匀强电场中有相距5cm的 A、B两点，两点连线与电场强度成30°角。求A、B两点间的电势差。 3、（B层—A层）已知：E＝1.2×103V/c d AB＝0.05 m L＝0.005 m U b＝0 V 求：D、C、A三点的电势 4、（B层—A层）已知：d ＝0.08 m U ＝2400 V m ＝5×10－3 kg θ＝30 0 1）将线剪断，小球如何运动？2）q ＝？ 课堂小结：把到现在为止我们所学习的公式整理出来！ 当堂检测： （B层—A层）电场中A、B两点的电势是A=800 V，B= -200 V，把电荷q= -1.5×10-8C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？ L A B C D L θ 4电势能、电势 一[教材分析] 本节内容为物理选修3－1中第一章静电场中第四节的教学内容，它处在电场强度之后，位于电势差之前，起到承上启下的作用。它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是具有电势能。电场力做功的过程就是电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。 二[教学目标] 1．知识与技能 ·理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 ·理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 ·明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 ·了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 2．过程与方法 ·通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 ·培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。 ·通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。 3．情感、态度与价值观 ·尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。 ·利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 ·在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 三[教学重点和难点] 1．重点 ·理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 2．难点 ·掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 四[学情分析] 通过对必修内容的学习，学生对功的计算，重力做功的特点，重力做功与重力势能变化的关系，能量守恒定律等内容已相当熟悉，具备了学习本节内容的知识前提，但建立起电势能的概念对学生来说相对比较困难的，因为电场的概念特别抽象，特别是从力与能量两条线上同时研究电场，让学生感到有点“力不从心” ，知识迁移及灵活运用是学生学习过程中要跨越的一个台阶 五[教学方法] 理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究 六[课前准备] 挂图 七[课时安排] 2课时 八[教学过程] （一）预习检查、总结疑惑 §1、2电势与电势差 1．2．1、 电势差、电势、电势能 电场力与重力一样，都是保守力，即电场力做功与具体路径无关，只取决于始末位置。我们把在电场中的两点间移动电荷所做的功与被移动电荷电量的比值，定义为这两点间的电势差，即 q W U AB AB = 这就是说，在静电场内任意两点A 和B 间的电势差，在数值等于一个单位正电荷从A 沿任一路径移到B 的过程中，电场力所做的功。反映了电场力做功的能力。即电势差仅由电场本身性质决定，与被移动电荷的电量无关；即使不移动电荷，这两点间的电势差依然存在。 如果我们在电场中选定一个参考位置，规定它为零电势点，则电场中的某点跟参考位置间的电势差就叫做该点的电势。通常我们取大地或无穷远处为零电势点。电势是标准量，其正负代表电势的高低，单位是伏特（V ）。 电势是反映电场能的性质的物理量，电场中任意一点A 的电势，在数值上等于一个单位正电荷A 点处所具有的电势能，因此电量为q 的电荷放在电场中电势为U 的某点所具有的电势能表示为qU =ε。 1．2．2、 几种常见带电体的电势分布 （1）点电荷周围的电势 如图1-2-1所示，场源电荷电量为Q ，在离Q 为r 的P 点处有一带电量为q 的检验电荷，现将 该检验电荷由P 点移至无穷远处（取无穷远处为 零电势），由于此过程中，所受电场力为变力，故将q 移动的整个过程理解为P r 1r 2r 图1-2-1 由P 移至很近的1P （离Q 距离为1r ）点，再由1P 移至很近的2P （离Q 距离为2r ）点……直至无穷远处。在每一段很小的过程中，电场力可视作恒力，因此这一过程中，电场力做功可表示为： ()()()+-+-+-=2322122112r r r Qq k r r r Qq k r r r Qq k W …… ()()()+-+-+-= 2332122111r r r r kQq r r r r kQq r r rr kQq …… +-+-+-=32211r kQq r kQq r kQq r kQq r kQq r kQq …… r Qq k = 所以点电荷周围任一点的电势可表示为： r Q k U = 式中Q 为场源电荷的电量，r 为该点到场源电荷的距离。 （2）均匀带电球壳，实心导体球周围及内部的电势。 由于实心导体球处于静电平衡时，其净电荷只分布在导体球的外表面，因此其内部及周围电场、电势的分布与均匀带电球壳完全相同。由于均匀带电球壳外部电场的分布与点电荷周围电场的分布完全相同，因此用上面类似方法不难证明均匀带电球壳周围的电势为。 r Q k U = r ＞R 式中Q 为均匀带电球壳的电量，R 为球壳的半径，r 为该点到球壳球心的距离。 在球壳上任取一个微元，设其电量为q ?，该微元在球心O 处产生的电势R q k U i ?=。由电势叠加原理，可知O 点处电势等于球壳表面各微元产生电势的 精品资料 【高中物理】电势能和电势重要知识点总结，考前必过一遍！ 电势能和电势 一、电势差： 电势差等于电场中两点电势的差值。电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。 (1)计算式 (2)单位：伏特（V） (3)电势差是标量。其正负表示大小。 二、电场力的功 电场力做功的特点： 电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。 1. 电势能： 电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2. 电势能的变化与电场力做功的关系 (1)电荷在电场中具有电势能。 (2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。 (3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。 (4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。 (5)电势能是相对的，与零电势能面有关（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电势能规定为零。 (6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。 (7)电势能是标量。 3. 电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。 三、电势 电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。 是描述电场的能的性质的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。 单位：伏特（V）标量 1. 电势的相对性： 某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。 2. 电势的固有性： 电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 3. 电势是标量，只有大小，没有方向。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.) 2019高考物理复习电势和电势差专题练习 （附答案） 电势只有大小，没有方向，是标量，其数值不具有绝对意义，只具有相对意义。以下是电势和电势差专题练习，请大家仔细练习。 1.(改编)圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点.则该粒子() A.带负电 B.在c点受力最大 C.在b点的电势能小于在c点的电势能 D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化【答案】D 【解析】由于带电粒子受到电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，选项A错误；根据库仑定律F=k可知，粒子在c点受到电场力最小，选项B错误；粒子从b点运动到c点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项C 错误；由动能定理可得：qU=Ek，因为UabUbc，所以选项D 正确. 2.(2019年北京模拟)下列四个电场中，均有相互对称分布的 a、b两点，其中电势和场强都相同的是() 【答案】B 【解析】a、b两点场强的方向不同，选项A错误；a、b两点电势和场强均相同，选项B正确；a点电势高于b点电势，选项C错误；a、b两点场强的方向不同，选项D错误. 3.(改编)某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有() A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做负功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小【答案】D 【解析】带正电的矿粉受到向左的电场力作用，落在左侧，电场力对矿粉做正功，矿粉电势能变小，选项D正确. 4.a、b、c、d是匀强电场中的4个点，它们正好是一个矩形的4个顶点.电场线与矩形所在的平面平行.已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，由此可知c 点的电势为() A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V 【答案】B 【解析】平行于匀强电场所在平面的1个平行四边形，任意两条平行边上对应两点的电势差相等，即d=c，可得选项B 正确. 5.(2019年德州期末)一条电场线与Ox轴重合，取O点电势电势能、电势、电势差、电场强度关系测试题
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
人教版高中物理选修3-1电势、电势差、等势面、电场强度与电势的关系测试题
高中物理电势能和电势 教案
2019-2020年高中物理 电势差与电场强度的关系教案 人教版第二册
高中物理电势差和电场强度的关系
高中物理电势能和电势-练习与解析
高中物理电势和电势差
高中二年级物理(理科)电势能与电势差练习题
高中物理备课参考 电势能和电势
高中物理 《电势能、电势、电势差》典型例题
高中物理 电势能、电势及电势差》教案 教科版选修31
2019-2020年高中物理 电势差与电场强度的关系新人教版
高中物理选修3-1教案1：1.4 电势能和电势教学设计
高中物理竞赛基础：电势与电势差
电势能和电势教案
欢迎下载
适用学科
高中物理
适用区域 人教版区域
知识点 电势能和电势
适用年级 课时时长（分钟）
高二 2 课时
教学目标
1.、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电
力的功、电势能的关系。
3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
4、理解电势与场强无直接的关系。
教学重点 1、理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义
2、应用电势能的概念求解静电力对电荷所做的功。
教学难点 1、应用电势能的变化求解静电力对电荷所做的功。
2、电势与场强无直接的关系； 3、掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
教学过程
一本、讲是导第入一章静电场中的重要组成重要组成部分，也是难点部分。我们在第二讲学习过
了电场和电场强度之后，知道了电场对电荷有力的作用，也知道了描述电场的一个全新物理 量等知识。这些知识都为本节课的内容打好了基础，那么电荷在电场中运动时电场力会不会 对电荷做功，做功的话就会对应一种能量的改变，这种能量又是什么能，又该如何来表述这 种能量，本节课我们来学习电势能和电势。 基础知识回顾 （1）重力做功与重力势能的变化及二者之间的关系。重力做功与路径无关，仅与物体始末 位置有关。重力做正功，物体的重力势能减少，重力做负功（或物体克服重力做功），物体 的重力势能增加。
1 / 14【高中物理】电势能和电势重要知识点总结,考前必过一遍!
高考物理复习电势和电势差专题练习(附答案)
相关主题
文本预览