第一章 静电场 第4节　电势能和电势-高中物理选修3-1【赢在微点】轻松课堂word

第4节　电势能和电势 学习目标 练法指导 1.知道静电力做功与路径无关的特点。 2．理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性。 3．知道电势的定义方法及定义式、单位。 4．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。 1.与重力做功类比，理解电场力做功与运动路径无关。 2．将电势能、电势、等势面分别与重力场中的重力势能、高度、等高线类比，理解概念并能用来解题。 3．电场力的功与电势能的变化等值、符号相反。 ———　　课/　前/　预/　习·轻/　松/　搞/　定　　——— 要点辨析 1．带电粒子只在电场力作用下的运动过程，电场力一定做正功 (×) 2．电势能既有正值，也有负值，是矢量 (×) 3．电场力做正功，电势能一定减少；电场力做负功，电势能一定增加(√) 4．电荷在电势越高的地方，其电势能一定越大 (×) 5．电场线与等势面在相交处一定相互垂直(√) 6．两个不同的等势面可以相交(×) 预习自检 1．(多选)如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是(　　) A．a、b为异种电荷 B．a、b为同种电荷 C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势 解析　本题考查点电荷的电场线特点。电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷，所以a为正电荷b为负电荷，故A选项正确，B选项错误。电场线越密集，场强越大，故C选项错误。沿电场线方向电势逐渐降低，故D选项正确。 答案　AD 2.如图所示的静电场中，a、b是某一条电场线上的两个点，正检验电荷q仅在电场力作用下从静止开始自a运动到b的过程中(　　) A．q做匀加速运动 B．q的速度逐渐增大 C．q的电势能逐渐增大 D．q的加速度逐渐增大 解析　由于b点的电场线比a点的疏，由电场线较密的区域(E大)运动到电场线较疏的区域(E小)，F减小，a＝减小，q做加速度减小的变加速运动，故A、D两项错误；电荷带正电，电场力做正功，所以电势能减小，动能增大，速度逐渐增大，故B项正确，C项错误。 答案　B 3．(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是(　　) A．负电荷从A移到B时，电场力做正功，A点的电势一定较高 B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低 C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低 D．正电荷只在电场力作用下从静止开始，由A移到B，A点的电势一定较高 解析　根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是对正电荷做功还是对负电荷做功，只要做正功电势能就减少；只要做负功电势能就增加。 正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能多；负电荷在电势低处具有的电势能多。所以C、D正确。 答案　CD 4．关于等势面的说法，正确的是(　　) A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功 B．在同一个等势面上各点的场强大小相等 C．两个不等电势的等势面可能相交 D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小 解析　等势面由电势相等的点组成，等势面附近的电场线跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，A错。等势面上各点场强大小不一定相等，等势面不可能相交，B、C错。等差等势面的疏密反映场强的大小，D对。 答案　D 5. (多选)如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa>φb>φc，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知(　　) A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C．粒子从K到L的过程中，电势能增加 D．粒子从L到M的过程中，动能减少 解析　因为运动的粒子带正电，从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力，所以场源电荷必定为正电荷，即电势高低关系为φa>φb>φc。因此φK＝φN<φM<φL。所以在粒子由K到L过程中电场力做负功。电势能增加，A、C正确。在粒子由L到M过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减小，动能先减小后增加，B、D错误。 答案　AC 6．如图所示，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是(　　) A．两点的电场强度等大、反向 B．P点电场更强 C．两点电势一样高 D．Q点的电势较低 解析　P点电场线较疏，Q点电场线较密，所以Q点电场强度更强，选项A、B错误。P、Q两点在同一条等势线上，所以两点电势一样高，选项C正确，选项D错误。 答案　C 7．如果把q＝1.0×10－8 C的电荷从无穷远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，那么： (1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？ (2)在q移入电场前A点的电