内容正文:
1 电势能和电势
[随堂巩固]
1.(电势的高低判断)关于静电场,下列说法正确的是
A.负电荷沿电场线方向移动时,电势能增加,电势降低
B.负电荷沿电场线方向移动时,电势能减小,电势降低
C.电场强度大的位置电势一定高,电场强度小的位置电势一定低
D.电场强度为零的点,电势一定为零
解析 负电荷沿电场线方向移动时,电场力做负功,电势能增加,由φ=可知电势降低,故A正确,B错误;电场强度与电势没有直接的关系,则电场强度大的位置电势不一定高,电场强度小的位置电势不一定低,电场强度为零的点,电势可能为零,也可能不为零,故C、D错误。
答案 A
2.(电势高低与电势能大小的比较)如图10-1-6所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是
图10-1-6
A.电势φA>φB,场强EA<EB
B.电势φA>φB,场强EA>EB
C.将+q电荷从A点移到B点电场力做负功
D.将-q电荷分别放在A,B两点时具有的电势能EpA>EpB
解析 电场线的疏密程度可以表示电场强度大小,A点的电场线比较密,所以EA>EB,沿电场线方向电势降低,故有φA>φB,故A错,B对。将+q电荷从A点移到B点过程中电场力与运动方向夹角为锐角,所以电场力做正功,故C错。负电荷在电势低的地方电势能大,所以EpA>EpB,故D错。
答案 B
3.(静电力做功与电势能)如图10-1-7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=5 V、φB=-2 V、φC=0,将电荷量q=-6×10-6 C的点电荷从A移到B,再移到C。
图10-1-7
(1)电荷在A点、B点、C点具有的电势能各是多少?
(2)电荷从A到B和从B到C,电势能分别变化了多少?
(3)电荷从A到B和从B到C,电场力做功分别是多少?
解析 (1)根据公式φ=可得Ep=qφ
所以电荷在A点、B点、C点具有的电势能分别为:
EpA=qφA=-6×10-6×5 J=-3×10-5 J
EpB=qφB=-6×10-6×(-2) J=1.2×10-5 J
EpC=qφC=-6×10-6×0 J=0
(2)电荷从A到B电势能的变化量为
ΔEpAB=EpC-EpA=1.2×10-5 J-(-3×10-5) J
=4.2×10-5 J
即电势能增加了4.2×10-5 J
电荷从B到C电势能的变化量为
ΔEpBC=EpC-EpB=0-1.2×10-5 J=-1.2×10-5 J
即电势能减小了1.2×10-5 J
(3)从A到B,电场力做功[来源:学科网ZXXK][来源:Z。xx。k.Com]
WAB=EpA-EpB=-4×10-5 J
从B到C,电场力做功
WBC=EpA-EpC=1.2×10-5 J
答案 (1)-3×10-5 J 1.2×10-5 J 0
(2)增加4.2×10-5 J 减少1.2×10-5 J
(3)-4.2×10-5 J 1.2×10-5 J[来源:学科网ZXXK]
[课下作业]
[合格训练]
1.(多选)关于电势,下列说法正确的是
A.电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时,电场力所做的功
B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低
D.某电荷在电场中A、B两点电势能关系EpA>EpB,则可知φA>φB
解析 由电势的定义可知A正确;由于电势是相对量,电势的大小与零电势点的选取有关,故B正确;虽然电势是相对的,但电势的高低是绝对的,C错误;电势的计算要注意q的正负,q正负不确定无法由Ep确定φ的大小关系,故D错误。
答案 AB
2.关于静电场中某点电势的正、负,以下说法中正确的是
A.电势的正、负取决于把电荷从零电势点移动到该点的过程中电场力所做功的正、负
B.电势的正、负取决于场源电荷的正、负,若该点处在正电荷周围的静电场中,其电势一定为正,与零电势点的选取无关
C.电势的正、负取决于零电势点的选取,负电荷形成的电场中某点的电势也可能为正
D.电势的正、负取决于该点所放电荷的正、负
解析 对于某一确定的静电场而言,其中各点电势的高低分布是确定的,与该点放不放电荷、所放电荷的电性及电量均无关,故选项A、D错误;但由于电势具有相对性,电场中某一点电势的正、负与零电势点的选取有关,故选项B错误,C正确。
答案 C
3.(2019·衡阳月考)空间某区域里电场的电场线分布如图10-1-8所示,下列说法正确的是
图10-1-8
A.c点电场强度方向与d点电场强度方向相同
B.a点电势高于b点电势
C.若将一试探电荷+q由a点静止释放,它将沿电场线运动到b点
D.将一试探电荷-q由a移至b的过程中,电势能减小
解析 电场线上的每一点的切线方向表示电场强度方向,由图可知,c点和d点的电场强度方