2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1第2章电场与示波器2.3研究电场的能的性质二学案

2.3　研究电场的能的性质(二)

 

1．定义：把电荷在电场中某一点的电势能与其所带电荷量的比值，叫做这一点的电势．

2．电势的表达式：φM＝，单位：伏特(V)．

3．标量：只有大小，没有方向，但有正、负，表示比零电势点高或比零电势点低．

4．电势的相对性：电场中某点电势的大小，跟零电势位置的选择有关，通常取无限远或大地的电势为零．

5．电势差与电势之间的关系：UAB＝φA－φB.

1．电荷在电场中某点的电势能越大，该点的电势就越高．(×)

2．电势是相对的，常取无穷远处或大地的电势为零．(√)

3．电势是标量，没有方向，但有大小及正、负之分．(√)

电场强度越大的地方电势一定越高吗？

电势越高的地方电势能一定越大吗？

【提示】　因为电场强度大小与电势高低没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电势高的地方电势能也不一定大．

如图2­3­1所示的匀强电场，场强为E，取O点为零电势能点，A点距O点为l，AO连线与电场线的夹角为θ.

探讨1：

电荷量为q的正电荷在A点的电势能Ep为多少？电势能与电荷量的比值是多少？

图2­3­1

【提示】　Ep＝Eqlcos θ，＝Elcos θ.

探讨2：电荷量为2q的正电荷在A点的电势能Ep′为多少？电势能与电荷量的比值是多少？

【提示】　E′p＝2Eqlcos θ，＝Elcos θ.

1．电势和电势差的区别

2.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)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低．

(3)电势能判断法：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．

1．(多选)下列关于电势和电势能的说法中正确的是(　　)

A．克服电场力做功时，电荷的电势能减少

B．电荷在电场中某点的电势能与其电荷量的比值，叫做这一点的电势

C．沿着电场线的方向，电势逐渐降低

D．电场中电势为正值的地方，电荷的电势能必为正值

【解析】　克服电场力做功时，电势能增加，A错误．根据电势的定义知B正确．沿电场线方向，电势逐渐降低，C正确．电势为正，电势能的正、负与电荷的正、负有关，D错误．

【答案】　BC

2．(多选)如图2­3­2所示，电场中有A、B两点，则下列说法正确的是(　　)

【导学号：29682011】

图2­3­2

A．电势φA>φB，场强EA>EB

B．电势φA>φB，场强EA<EB

C．将＋q由A点移到B点，电场力做正功

D．将－q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB

【解析】　B处电场线密，场强大；沿电场线方向电势降低，A点电势大于B点电势．正电荷由A运动到B，电场力做正功，电势能减小；负电荷由A运动到B，电场力做负功，电势能增加，EpB>EpA.

【答案】　BC

3．(多选)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图2­3­3所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则(　　)

图2­3­3

A．a点的电场强度比b点的大

B．a点的电势比b点的高

C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大   

D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功

【解析】　由题图可知，a处电场线比b处密，所以Ea>Eb，选项A正确；沿着电场线的方向电势不断降落，a点电势高于金属球的电势，金属球的电势高于b点电势，所以φa>φb，选项B正确；负电荷在高电势点的电势能小，选项C错误；检验电荷－q从a点移到b点时，电势能增大，故电场力做负功，选项D正确．