提分宝典05 电势能与电势-2022-2023学年寒假高二物理（揭秘物理本质）

提分宝典05 电势能与电势 一、划重点 1.静电力做功的特点 （1）静电力做功的特点的理解 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关，这是静电力做功的特点，与重力做功特点相似。 不管电场是否为匀强电场，静电力做的功都只与电荷的始末位置有关，与电荷经过的路径无关。 （2）静电力做功正负的判断 (1)根据静电力方向和位移方向的夹角判断：夹角为锐角，静电力做正功；夹角为钝角，静电力做负功。 (2)根据动能的变化情况判断(粒子只受静电力作用)：若粒子的动能增加，则静电力做正功；若粒子的动能减少，则静电力做负功。 2.电势能 （1）静电力做功与电势能的变化 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp 静电力做正功，电荷的电势能减少；静电力做负功(电荷克服静电力做功)，电荷的电势能增加。 （2）电势能的数值 (1)WAB＝EpA－EpB，令B处的电势能为零，则EpA＝WA0。即电荷在某点的电势能等于把电荷从这点移动到电势能为零处静电力所做的功。 (2)WA∞＝EpA－Ep∞，令无限远处的电势能为零，则WA∞＝EpA，即EpA＝WA∞。 注意：①因通常规定离场源电荷无限远处或大地表面的电势能为0，故(2)比(1)说法更常用。 3.电势 （1）电势的定义式：φ＝，公式中的Ep、q在运算时均需代入正、负号。 （2）对电势的理解 相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷无限远处或大地选为零电势点。 固有性：与电场强度类似，电势也是用比值定义的物理量。电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量均无关。 标量性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势点后，电场中各点的电势就确定了，可能是正值，也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势。显然，电势的正负只表示大小，不表示方向。 规定离场源电荷无限远处电势为零，由“沿着电场线方向电势逐渐降低”可得：正电荷周围空间的电势为正值，负电荷周围空间的电势为负值。 二、求真相 1.电场力做功的特点 在任何电场中，静电力做功都与路径无关，只由初、末位置及电荷量决定，而W＝qELcosθ仅适用于匀强电场。 2. 电场中的功能关系 (1)若只有静电力做功―→电势能与动能之和保持不变。 (2)若只有静电力和重力做功―→电势能、重力势能、动能之和保持不变。 (3)除重力和系统内弹力之外，其他各力对物体做的功之和等于物体机械能的变化。 (4)所有力对物体所做的功之和等于物体动能的变化(动能定理)。 3.电势高低的判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)电势能判断法：由φ＝知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 三、实践应用 一、单选题 1．（2022·山东济南·高二统考学业考试）如图所示是矿料分选器的原理示意图，带静电的矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有( ) A．带负电的矿粉落在左侧 B．带正电的矿粉落在左侧 C．矿粉下落过程电场力对矿粉不做功 D．矿粉下落过程电场力对矿粉做负功 2．（2022·高二课时练习）如图是静电除尘集尘板与放电极间的电场线，A、B是电场中的两点，E表示电场强度，表示电势，则（　　） A．， B．， C．，电子在A点具有的电势能大于在B点具有的电势能 D．电子分别从不同的路径由A运动到B，电场力做功不同 3．（2022秋·四川雅安·高二雅安中学期中）电子枪常用于产生并形成高速，聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光.如图所示是电子枪的部分原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（  ） A．电子在A点的机械能比B点的大 B．C点的电势比A点高 C．电子从A运动到B的过程电势能增大 D．从A到B电子受的电场力不断增大 4．（2022秋·北京海淀·高二首都师范大学附属中学期中）如图所示为某示波管内的聚焦电场横截面示意图，实线和虚线分别表示电场线和等势线。电场中a、b两点的场强大小分别为和，电势分别为和。下列说法中正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2022秋·北京通州·高二期中）场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。如图所示为两个等量异种点电荷所形成电场的一部分电场线，P、Q是电场中