第2.1讲 电势能与电势-2022-2023学年高二物理链接教材精准变式练（人教版2019必修第三册）

第2.1讲 电势能与电势 ( 本资料涵盖习题类型： 教材同步课后练习 4、带电粒子在电场中移动问题 比较两点电势、电势能大小 比较两点场强大小 )【教材习题】P29，“练习与应用”第1题 【解析】：从A到B点，静电力做功W1=qESABcos0°=m=。 从B到C，静电力做功W2=qESBCcos60°=m0.5= 从A到C，静电力做功W3=W1+W2=2.64 [链接知识]电场力做功 [方法、规律]电场中，静电力做的功与路径无关，只看位移在电场中的“有效长度”（即S*cosα）。 【教材习题】P30，“练习与应用”第2题 【解析】：A点电势φ=Ep/q=；q2放在A点所具有的电势能Ep2=q2φ=-3J。 [链接知识]电势能与电势 [方法、规律]电荷在某位置所具有的电势能Ep=qφ 【教材习题】P30，“练习与应用”第3题 【解析】：（1）φA>φB （2）φD>φC （3）φE<0,φF>0，∴φF>φE [链接知识]电势与电势能 [方法、规律]对于正电荷，电势越高的位置，其电势能越高；对于负电荷，电势越高的位置，其电势能越低。 【教材习题】P30，“练习与应用”第4题 【解析】：（1）M点比N点电势高 （2）M点电势高 [链接知识]电势 [方法、规律]沿着电场线方向，电势逐渐变低。 【教材习题】P30，“练习与应用”第5题 【解析】：把q1移动到A点，电场力做功，即在A点具有电势能-，∴电势φA=-40V。把q2移动到B点，做了，具有电势能，∴φB=-30V。∴φA<φB<0，无穷远是电势为0的 位置，即右侧，∴电场线方向向左。∴场源在A的左侧，是负电荷。 [链接知识]电场力做功与电势能的变化 [方法、规律] 1、 电场力做正功，电势能增加，做了多少功，就增加多少电势能；做了多少负功，就减少多少电势能。 2、 无穷远的位置电势为0 3、 沿着电场线方向，电势逐渐降低。 【教材习题】P30，“练习与应用”第6题 【解析】：q1放在A点有电势能，则φA=V；q2放在B点具有电势能，则φB=-30V。所以做负功W=q3φA—q3φB=-30V）= [链接知识]电场力做功与电势能的变化 [方法、规律]电场力做功WAB=EpA—EpB 【教材习题】P30，“练习与应用”第7题 【解析】：水平线上从A运动到B点，电场力对负电荷做负功，电势能增加；从B到C，电场力继续做负功，电势能增加。 [链接知识]电场力做功与电势能变化；等量同种电荷，等量异种电荷的电场分布。 [方法、规律] 等量同种电荷，连线上电势降低，中垂线上电势降低。 ( 精准变式题 ) 【变式1】将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，求： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ (2)如果规定A点的电势为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ (3)如果规定B点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ 【解析】(1)电荷从A移到B克服静电力做了3×10－5 J的功，即WAB＝－3×10－5 J，从B移到C的过程中静电力做了1.2×10－5 J的功，即WBC＝1.2×10－5 J，整个过程电场力做功，即WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J电场力做负功，则电势能增加了1.8×10－5 J。 (2)如果规定A点的电势为零，则EpA＝0由WAB＝EpA－EpB得EpB＝EpA－WAB＝0－(－3×10－5) J＝3×10－5 J同理EpC＝EpA－WAC＝0－(－1.8×10－5) J＝1.8×10－5 J (3)如果规定B点的电势为零，则EpB＝0，电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，若电荷从电场中的B点移到A点，则静电力要做3×10－5 J的功，即WBA＝3×10－5 J所以WBA＝EpB－EpAEpA＝EpB－WBA＝0－3×10－5 J＝－3×10－5 J同理EpC＝EpB－WBC＝0－1.2×10－5 J＝－1.2×10－5 J 【变式2】如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把10－8 C的负电荷从A点移到B点，静电力做功6×10－8 J，AB长6 cm，AB与AC成60°角。求：(1)场强方向；(2)设B处电势为1 V，则A处电势为多少？电子在A处电势能为多少？ 【解析】(1)将负电荷从A移至B，静电力做正功，所以所受静电力方向沿A至C，又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向由C指向A。 (2)由WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)可知φA＝＋φB＝(＋1) V＝－5 V；电子在A点的电势