6、2 电场能的性质高三总复习 选修3-1一、电势差UAB(1)定义：电荷在电场中，由一点A移动到另一点B时，电场力所做 的功与移动电荷电荷量的比值WAB/q，叫做A、B两点间的电 势差，用UAB表示(2)定义式：UABWAB/q,(3)单位：伏特，1 V1 J/C.(4)标量：有正负，正负不表示方向，只表示电势的高低UAB=-UBA若只关心AB两点间电势差的大小，而不区分UAB与UBA ， 电势差取正值，简写成正值U电势差与零电势选择无关电势差可用静电计检测。静电计指针偏角越大，则电势差越大UAB=5V,则UBA=-5V,U=5V(2)匀强电场电场 中，WqEd，其中d为为沿电场线电场线 方向的位移 二、电场电场 力做功与电势电势 能与重力做功相似，由始末位置决定，与电荷经过的路径无关 2、电场力做功的计算公式 zxxk (1)普遍适用公式:WABqUAB电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负 功，电势能增加1电场力做功特点3电场力做功是电势能变化的量度电场力做功等于电势能变化的负值，即WABEpAEpB.二、电场电场 力做功与电势电势 能电电荷在某点具有的电势电势 能，等于把它从该该点移动动到零 势势能位置时时静电电力做的功电势能具有相对性，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电 势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零4电势电势 能定义义5电势电势 能表达式电势能EPA=q电势电势 能有放在电场电场 中的电电荷和电场电场 共同决定，没有电电 荷的地方没用电势电势 能，正电电荷在电势电势 的地方电势电势 能高，在 电势电势 低得地方电势电势 能低，负电负电 荷则则相反三、电势电场中某点的电势等于该点与零电势点的电势差(2)定义式：(3)单位：伏特V(4)标量：但有正负电势的正负表示该点电势比零电势点高 还是低具有相对性，讨论电势大小必须先选定零电势。数值上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(1)定义： 电荷在电场中点某点电势能跟电荷量的比值(5)顺着电场线方向电势越来越低，电场线是电势降落最快的 方向，但电势与电场强度大小没有必然的联系：某点电势为 零，电场强度不应定为零，反之亦然。电场中某点的电势由原电场决定，与q无关等量的同种电荷O等量的异种电荷四等势面1、定义：电场中电势相等的的点构成的面2、等势面的特点 zxxka等势面一定跟电场线垂直b电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面；c任意两等势面都不会相交d在同一等势面上移动，电场力不做功e等差等势面越密的地方，电场强度越大3、几种常见典型电场中的等势面：匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面离点电荷越近，等势面越密3、几种常见典型电场中的等势面：等量异种点电荷的电场连线中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低中垂线上，中点电势最高以无穷远处为零势，中垂线上中点电势不为零正电势正电势零势面带电导体的电场与导体形状类似的等势面，导体是等势体3、几种常见典型电场中的等势面：电场线垂直导体表面，尖端电场线密集，场强大，越远等 势面越接近球面五、电势差与电场强度关系注意：(1)该式只适用于匀强电场，对于非匀强电场只作定性分析；(2)d是沿电场方向上的距离(3)电场方向是电势降低最快的方向在匀强电场中，电势降 低是均匀的zxxk1.2009年高考全国理综卷如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MPON。则( )A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动A D2、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MQNQ。下列叙述正确的是( )A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷 做功，电势能减少 B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场 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，则电场力对该电荷 做功，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，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所 做的功，电势能不变 A D3、如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以 相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨 迹如图中虚线所示。则 （ ）Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加D两个粒子的电势能一个增加一个减小C4. (2010年高考山东东理综综卷改编编)某电场电场 的电场线电场线 分布 如图图所示，以下说说法正确的是( )Ac点场场强大于b点场场强Ba点电势电势 低于b点电势电势C若将一试试探电电荷q由a点释释放，它将沿电场线电场线 运动动到b点D若在d点再固定一点电电荷Q，将一试试探电电荷q由a移至b的过过程中，电势电势 能减小D5、图图中a、b中为竖为竖 直方向的电场线电场线 上的两点，一带电带电 粒子 在a点由静止释释放，沿电场线电场线 向上运动动，到b点时时恰好速度 为为零，下列说说法中正确的是( )A带电带电 粒子在a、b两点所受的电场电场 力都是竖竖直向上的Ba点的电势电势 比b点的电势电势 高C带电带电 粒子在a点的电势电势 能比在b点的电势电势 能小Da点的电场电场 强度比b点的电场电场 强度大AD6、如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为A=15 VB=3V,C=-3 V，由此可得D点电势D= _ _V。97、如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场线平行，bedf平面与电场线垂直，则下列说法中正确的是( )Ab、d两点的电场强度相同 Ba点的电势等于f点的电势 C点电荷q在球面上任意两点之 间移动时，电场力一定做功 D将点电荷q在球面上任意两点 之间移动，从球面上a点移动到c点 电势能变化量一定最大D8、（德州市2008届质检）如图所示，A、B、C、D、E、F为匀 强电场中一个正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别 为1V、2V、5V。则下列下列中正确的是（ ）A、D、E、F三点的电势分别为7V、6V、3VB、电荷量为1.610-19C的正点电荷在D点的电势能为 1.1210-18JC、将电荷量为1.610-19C的正点电荷从E点移到F点，电场力 做的功为3.210-19JD、将电荷量为1.610-19C的负点电荷从F点移到A点，电荷的 电势能减少了3.210-19JABCDEFAB9、为为使带负电带负电 的点电电荷q(不计计重力)在一匀强电场电场 中沿直 线线匀速地由A运动动到B，必须对该电须对该电 荷施加一个恒力F，如 图图所示，若AB0.4m，37，q3107C，F 1.5104N，A点电势电势 A100V.(1)在图图中用实线实线 画出电电 场线场线 ，用虚线线画出通过过A、B两点的等势线势线 ，并标标明它们们的 电势值电势值 (2)求q在由A到B的过过程中电势电势 能改变变了多少？10、如图图所示的匀强电场电场 E的区域内，由A、B、C、D、A、B 、C、D作为顶为顶 点构成一正方体空间间，电场电场 方向与面ABCD垂 直，下列说法正确的是( ) AAD两点间电势差UAD与AA两点间电势差UAA相等 B带正电的粒子从A点沿路径ADD移到D点电场力做正功 C带负电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电势能减小 D同一带电粒子从A点沿对角线移到C点与从A点沿路径 ABB移动到B电场力做功相同BD11、如图中虚线所示为静电场中的等势面1234,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仅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 eVC.20 eV D.34 eVC12、如图图所示，一条长为长为 L的细线细线 ，上端固定，下端拴一质质量 为为m的带电带电 小球；将它置于匀强电场电场 中电场电场 强度大小为为E，方 向水平向右已知当细线细线 离开竖竖直位置的偏角为为时时，小球处处 于平衡状态态现现使小球拉紧细线紧细线 (细线细线 的形变变可忽略且小球电 荷量不变)，从A点移至B点，然后将小球由静止释放，在小球从 B点返回A点过程，小球动能的增量Ek与重力势能的增量Ep 比较，下列判断中正确的是( )AEk一定大于Ep BEk一定小于EpCEk一定等于Ep DEk可能等于EpA13. （2009.上海物理）位于A、B处的两个带有不等量负电 的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线 ，则 ( ) A. a点和b点的电场强度相同 B. 正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C. 负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D. 正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大 CD14、如图所示，A、B、O、C为同一竖直平面内的四点，其中 A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线 表示)上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置 一带负电的小球现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小 球a、b，先将小球a穿在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆 下滑，后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落各带电小球 均可视为点电荷，则下列说法中正确的是 ( )A从A点到C点，小球a做匀速运动 B小球a在C点的动能大于小球b在B点的 动能 C从A点到C点，小球a的机械能先增大 后减小，但机械能与电势能之和不变 D小球a从A点到C点的过程中电场力做 的功大于小球b从A点到B点的过程中电场 力做的功BC15、如图图所示，倾倾角为为30的直角三角形底边为边为 2l，底边边 处处在水平位置，斜边为边为 光滑绝缘导轨绝缘导轨 现现在底边边中点O处处固 定一正电电荷Q，让让一个质质量为为m的带带正电电的电电荷q从斜面顶顶端 A沿斜面加速滑下(不脱离斜面)已测测得它滑到斜边边上的垂 足D处处的速度为为v，加速度为为a，方向沿斜面向下，问该质问该质 点 滑到斜边边底端C点时时的速度和加速度各为为多少？16(2010嘉兴一模)一半径为R的绝缘光滑圆环竖直放置在水平向右、场强为E的匀强电场中，如图所示，环上a、c的竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时的速度恰好为零，由此可知( )A小球在d点时的加速度为零B小球在c点时机械能最大C小球在b点时电势能最大D小球在b点和c点时的动能相同D