第九讲 电势能与电势-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程（粤教版）

第九讲 电势能与电势 【学习目标】 1.知道电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系. 2.理解电势能、电势的概念，知道参考点的选取原则． 3.知道什么是等势面，掌握等势面的特点. 4.知道典型电场的等势面特点. 5.会根据电场线和等势面的规律分析带电粒子的运动轨迹问题． 【基础知识】 一、电场力做功 在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置有关，与路径无关． 二、电势能 1．电势能：电荷在静电场中的某一位置具有的势能，用Ep表示． 2．电场力做功与电势能变化的关系：电荷从点A移动到点B，电场力做功WAB等于始点的电势能EpA减去终点的电势能EpB，即WAB＝EpA－EpB. (1)电场力做正功，电荷的电势能减少； (2)电场力做负功，电荷的电势能增加． 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于将电荷从该点移动到零电势能位置时电场力所做的功． 4．电势能的系统性：电荷的电势能是由电荷和电场共有的． 三、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电量之比． 2．公式：φ＝eq \f(Ep,q). 3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V＝1 J/C. 4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐降低． 5．电势的相对性：只有在规定了电势零点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源无限远处的电势为0. 6．电势是标量，只有大小，没有方向． 四、等势面 1．定义：电场中电势相同的各点构成的面． 2．等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功(选填“做功”或“不做功”)． (2)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直． (3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面． 【考点剖析】 考点一：电场力做功 例1．如图所示，正电荷q在匀强电场E中分别沿直线 、折线 运动。已知 间的距离为 间的距离为d。 方向平行于电场线， 方向垂直于电场线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是（　　） A．电荷沿直线 运动时，静电力做功为 B．电荷沿直线 运动时，静电力做功为 C．电荷沿折线 运动时，静电力做功为0 D．电荷沿折线 运动时，静电力做功为 考点二：电势能 例2．如图所示，一带电油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且关于过轨迹最低点P的竖直线对称，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．Q点的电势比P点的电势高 B．油滴在Q点的机械能比在P点的机械能大 C．油滴在Q点的电势能比在P点的电势能大 D．油滴在Q点的加速度比在P点的加速度大 考点三：电势 例3．真空中有一半径为 的带电金属球，以球心O为坐标原点沿某一半径方向为正方向建立x轴，x轴上各点的电势 随x的分布如图所示，其中 、 、 分别是x轴上A、B、C三点的位置坐标。根据 图象，下列说法正确的是（　　） A．该金属球带负电 B．A点的电场强度大于C点的电场强度 C．B点的电场强度大小为 D．电量为q的负电荷在B点的电势能比在C点的电势能低 考点四：等势面 例4．如图所示，ABCD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φA=15V，φB=3V，φC=-6V，由此可得D点电势为（　　） A．6V B．9V C．12V D．15V 【真题演练】 1．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（　　） A．e点的电势大于0 B．a点和b点的电场强度相同 C．b点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加 2．如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等．在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势．若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则 A．两过程中电场力做的功相等 B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 C．前一过程中，粒子电势能不断减小 D．后一过程中，粒子动能不断减小 3．“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。实验操作时，需在平整的木板上依次铺放（） A．导电纸、复写纸、白纸 B．白纸、导电纸、复写纸 C．导电纸、白纸、复写纸 D．白纸、复写纸、导电纸 【过关检测】 1．如图所示装置中，左右极板相距很近，左极板接电源正极，右极板接电源负极，可模拟一对带等量异种电荷的平行金属板间的电场线分布。 、 是金属板间的两点。则（　　） A． 点场强大于 点场强 B． 点电势等于 点电势 C．无“模拟电场线”处的电场强度为零 D．将正电荷从 移动到 ，电荷的电势能减少 2．关于静电场，下列结论