专题1.4 电势能和电势-学易试题君之同步课堂帮帮帮2019-2020学年高二物理人教版（选修3-1）

第一章 静电场 第4节 电势能和电势 一、静电力做功的特点 1．在电场中移动电荷时，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 。 2．在匀强电场中，电场力做的功W= ，其中d为沿电场线方向的位移。 二、电势能 1．电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。 2．电场力做功与电势能有什么关系？ （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 。 （3）电场力对电荷做负功，电荷的电势能 。 （4）电场力做多少功，电荷的电势能就变化多少。即 。 （5）电势能是相对的，与 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的电势能规定为零。 电荷在某点的电势能，等于 把它从该处移动到零势能位置所做的功。 （6）电势能是电荷和电场所共有的，具有 。 （7）电势能是 。 3．（1）正电荷顺着电场线移动，电场力做 ，电势能 ；负电荷顺着电场线移动，电场力做 ，电势能 ； （2）正电荷逆着电场线移动，电场力做 ，电势能 ；负电荷逆着电场线移动，电场力做 ，电势能 。 三、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值。 2．公式： 。 3．单位：伏特。符号： 。1 V=1 J/C。 4．对电势的理解 （1）电势的相对性：某点电势的大小是相对于 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 的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 （3）电势是 。 （4）计算时Ep、q、 都带正负号。 四、等势面 1．定义：电场中电势相等的各点构成的面。 2．特点 （1）电场线跟等势面 ，即场强的方向跟等势面垂直。 （2）在等势面上移动电荷时电场力 。 （3）电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 （4）等差等势面越密的地方电场强度 ；反之 。 （5）任意两等势面 。 无关 Eqd 减小 增大 零电势能面 静电力 系统性 标量 正功 减少 负功 增加 负功 增加 正功 减少 电势能 电荷量 V 零电势点 电场本身 标量 垂直 不做功 越大 越小 不相交 一、电场中的功能关系、电势高低及电势能大小的判断与比较 1．比较电势高低的方法 （1）沿电场线方向，电势越来越低。 （2）取无穷远处电势为零，则正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低。 2．电势能大小的比较方法 判断角度 判断方法 做功判断法 电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大 电荷电势法 正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大 公式法 根据Ep=q ，将q、 的大小、正负号一起代入公式，Ep的数值越大，电势能越大 能量守恒法 在电场中，若只有电场力做功，则电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减小；动能减小，电势能增大 【例题1】（2019·浙江高三期末）如图所示，真空中一椭圆的两焦点M、N处固定两个等量异种电荷+Q、–Q，O为椭圆中心，ab、cd分别是椭圆长轴和短轴，ef是椭圆上关于O点对称的两个点，下列说法中正确的是 A．椭圆上某点的场强方向为该点的切线方向 B．a、b两点场强相同，e、f两点场强也相同 C．将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做功为零 D．将一电荷由O点移到椭圆上任意一点时，电势能的变化量相同 参考答案：B 试题解析：A、椭圆上某点的场强方向为该点的电场线方向，故A错误；B、a、b两点场强相同，e、f两点场强大小相同，与ab的角度关于O点中心对称，方向均指向斜上方，故B正确；C、e点的电势高于f点，则将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做正功，故C错误；D、将一电荷由O点移到椭圆上任意一点时，椭圆不是等势面，故电势能的变化量不同，故D错误。 二、 电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹的综合问题 1．带电粒子所受合力（往往仅为电场力）指向轨迹曲线的内侧。 2．该点速度方向为轨迹切线方向。 3．电场线或等差等势面密集的地方场强大。 4．电场线垂直于等势面。 5．顺着电场线的方向电势降低最快。 6．电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。有时还要用到牛顿第二定律、动能定理等知识。 【例题2】在x轴上有两个点电荷q1和q2（q1在q2的左边），x正半轴上各点处电势随着x变化的关系如图