第3讲 电势能 电势 电势差（讲义）-2020-2021学年高二物理上册同步训练教师免备课

第3讲 电势能 电势 电势差 1．能够理解电势能的概念，理解电场力做功和电势能变化之间的关系； 2．明确电势的定义，结合电场线会判定电势的高低，电场中电荷具有的电势能变化情况，电荷具有的动能变化情况； 3．熟悉并且会画出几种常见的电场的电场线和等势线的关系，知道沿着电场线方向电势逐渐降低； 4．理解电势差的概念，会计算电场中两点间电势差；知道电势差和电势之间的关系。 1．电场中电势能变化和电场力做功之间关系的理解； 2．常见电场中电势高低和电场强度大小和方向的判定。 电势能 1．定义：电荷在电场中由于受到电场力作用而具有的势能叫做电势能．用字母EP表示,单位是焦耳 2．电势能大小：若规定电荷在B点的电势能为零，EPB=0,则EPA=WAB。即电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。 与重力势能表达式EP=mgh类似，电势能表达式为EP=φq。φ是电荷q所在位置处的电势。电势类似于高度，详见后文。 3．零点的选择：在电场中选取哪点作为电势能的零点，原则上是任意的。但通常会把离场源电荷无穷远处电势规定为零电势，因此电荷在离场源电荷无穷远处的电势能也为零，或者把电荷在大地表面的电势能规定为零。[来源:学。科。网Z。X。X。K] 4．电势能的相对性：电荷在电场中某点的电势能的大小与零势能点的选取有关，但电荷在两点间的电势能之差和零势能点的选取无关。 5．电势能的标矢性：电势能是标量，但有正负，正负号的意义在于电荷在电场中该点所具有的电势能比在电势能零点的电势能多了还是少了。因此电势能正值一定比负值大。 6．功能关系：电荷在电场中A点具有的电势能是EPA，它在B点具有的电势能是EPB，电荷从A点到B点静电力做的功就等于电势能的减少量。即WAB=EPA-EPB,即静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加。因此电场力做功是电势能变化的量度，与电荷的正负无关。 例1．如图所示，q1、q2为两个固定的点电荷，q1带正电、q2带负电．在它们连线上有a、b、c三点，其中b点合场强为0．将一负电荷由a点经b点移到c点的过程中，该负电荷电势能变化的情况是（　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 练习1．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经B点运动到A点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　） A．粒子带正电 B．粒子在A点加速度较大 C．粒子在B点动能较大 D．粒子在B点电势能较大 根据电场力与位移方向的关系判断出电场力做功的正负．进而判断电荷具有的电势能变化情况。 电势 1．定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。有符号φ表示，单位伏特V。 2．公式：φ= 3．物理意义：反映电场能的性质，数值越大，表明正电荷在该点具有的电势能越大， 4．电势的决定因素：电场中各点的电势由电场本身和零电势位置的选取有关，也就是说与场源电荷有关。若去无穷远处电势为零，则正场源电荷周围电势处处为正，负场源电荷周围电势处处为负。 5．电势是标量，但有正负。类比高度，正电势一定比负电势高。电场中某点电势高低与规定的零电势点的位置有关。 6．与电场线关系：任何静电场中，沿电场线方向电势依次降低，且电场线方向是电势降低最快的方向。 例2．如图所示，在电场有M、N两点，则（　） A．M点的电势比N点的电势高 B．M点的电场强度比N点的电场强度大 C．正电荷在M点的电势能比在N点的电势能大 D．负电荷从M点运动到N点，电场力不做功 练习1．关于电场和电势，下列说法正确的是（　） A．在点电荷电场中，到点电荷的距离相等的点场强大小和方向都相同 B．在负点电荷电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低，场强也逐渐减小 C．在正点电荷电场中，沿着电场线方向电势逐渐升高，场强也逐渐增大 D．等量异种电荷连线的中垂线上电势处处相等 练习2．一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两点的场强一定相等 B．a、b两点的电势一定相等[来源:学科网] C．该电荷一定是沿等势面移动的 D．该电荷所受的电场力一定总与其移动方向垂直 熟悉电场线，等势线，物体运动轨迹所反映的特定含义，是解决这类题的关键 等势面 1．定义：电场中电势相等的点构成的面是等势面 2．特点：等势面一定和电场线垂直，即跟场强方向垂直。在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。始末位置在同一等势面上时，静电力对被移动的电荷所做的总功为零。 3．电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 4．任意两个等势面都不相交，等势面密的地方电场强度大，即等势面分布的疏密可以描述电场的强弱。 5．典型电场的电场线等势面分析见第4讲。 例3．关于等势面的说法，下列哪些说法是正确的（