内容正文:
第十章 静电场中的能量
10.1 电势能和电势
第三课时 比较电势
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学习目标及任务
1.知道判断电势高低的几种方法,进一步理解电场及电荷之间概念的联系;
2.能根据电势的理解,讨论分析出常见电荷的电势分布特点及并能理解对应的图像。
方法一: 依据电场线的方向
比较电势的高低
结论:沿电场线方向电势逐渐降低。
方法二: 电场力对电荷做功
+
结论:正电荷沿电场线方向移动,电场力做正功,电势能Ep减小,电势φ降低
负电荷沿电场线方向移动,电场力做负功,势能Ep增大,电势φ降低
-
比较电势的高低
方法三:
电势的定义式
说明:由公式进行计算,q、EP带正负号计算
结论:正电荷在电势能大的地方电势越高,
负电荷在电势能大的地方电势越小
比较电势的高低
方法四:
根据离场源电荷的远近来比较
结论:离正电荷越近的地方电势越高、
离负电荷越近的地方电势越低
取无穷远处的电势为零
正点电荷电场中各点的电势大于零
负点电荷电场中各点的电势小于零
1.如图所示,为电场某区域的电场线分布情况,由图可知( )
A.A点电势低于B点电势
B.A点场强大于B点场强
C.若正电荷由A点移动到B点,则电场力做负功
D.负电荷在A点电势能大于B点的电势能
B
2.(多选)关于电势与电势能的说法,正确的是( )
A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大
B.电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所具有的电势能也越大
C.在正点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能
D.在负点电荷的电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能
答案:CD
3.(多选)关于电势的高低,下列说法正确的是( )
A.沿电场线方向电势逐渐降低
B.电势降低的方向一定是电场线的方向
C.正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动
D.负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动
答案:AD
4.如图所示,a、b两点位于以负点电荷﹣Q为球心的球面上,将两个试探电荷q1、q2分别置于a、b两点,下列说法正确的是( )
A.a点电势大于b点电势
B.a点电场强度与b点电场强度相同
C.若规定无穷远处电势为零,a、b两点的电势均为负值
D.若将q1、q2分别移动到无穷远处,电场力做功一定相等
C
【解答】解:A、a、b两点位于同一等势面上,电势相等,故A错误;
B、a点电场强度与b点电场强度大小相同,方向不同,故B错误;
C、若规定无穷远处电势为零,则电场线由无穷远处终止于﹣Q,根据沿电场线方向电势降低可知a、b两点的电势均为负值,故C正确;
D、由于q1和q2的电性和电荷量不一定都相同,所以若将q1、q2分别移动到无穷远处,电场力做功不一定相等,故D错误。
故选:C。
典例分析
5.(2019·全国卷Ⅲ)(多选)如图,电荷量分别为q和-q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则( ) A.a点和b点的电势相等
B.a点和b点的电场强度大小相等 C.a点和b点的电场强度方向相同
D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加
答案:BC
等量的同种正电荷
常见电荷的电势分布特点
o
2.中垂线上中点电势最高,向两侧电势逐渐降低,以中点对称的两点电势相等。
1.两电荷中间的连线上中点o处电势最低,但不等于零;
等量同种正电荷连线上电势分布
以两电荷连线中点为坐标原点
等量的同种负电荷
常见电荷的电势分布特点
1.越靠近负电荷电势越低,两电荷中间连线上中点o处电势最高,但小于零
2.中垂线上中点电势最低,向两侧电势逐渐升高,以中点对称的两点电势相等。
等量同种负电荷连线上电势分布
以两电荷连线中点为坐标原点
小试牛刀
7.如图所示,两等量同种正点电荷固定在真空中。在它们连线的中垂线上有A、B两点,O为连线中点,C为连线上一点,下列结论正确的是( )
A.B点场强一定大于A点场强
B.B点电势一定高于A点电势
C.若电荷仅受电场力从O点运动到C点,电势能一定减小
D.若电荷仅受电场力从O点运动到C点,加速度不一定增大
B
10.(多选)如图所示,a、b、c、d、e、f点是以O为球心的球面上的点,分别在a、c两点处放上等量异种电荷+Q和-Q。则下列说法中正确的是( )
A.b、f两点电场强度大小相等,方向不同B.e、d两点电势不同
C.b、f两点电场强度大小相等,方向相同D.e、d两点电势相同
答案:CD
祝同学们学习愉快
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