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江苏省江阴市峭岐中学高中物理选修3-1:1.4电势能和电

内容:电势能与电势
新课引入:
如图所示,在匀强电场中静止释放A小球,请问如何运动?是什么转化为试探电荷的动能?
一、静电力做功的特点
结合课本图1.4-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的匀强电
场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。

(1)q沿直线从A到B
(2)q沿折线从A到M、再从M到B
(3)q沿任意曲线线A到B
W=
总结:静电力做功的特点:(该特点对于非匀强电场中也是成立的。


问题1.力做功只与物体位置有关,而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢?属于什么能?(通过类比,思考静电力做功的特点和对应的能的形式)
1.电势能E P
定义:(标量)
问题2.(学生讨论)如果做功与路径有关,那能否建立电势能的概念呢?
如何求解电荷在电场中具有的电势能?(类比如何去寻找重力势能表达式的)
2.静电力做功与电势能变化的关系
总结:静电力做功与电势能变化的关系:(用数学表达式)
问题3.(学生讨论)对不同的电荷在AB之间运动的过程中,电势能的变化情况:
(1)正、负电荷分别顺着电场线的方向
(2)正、负电荷分别逆着电场线的方向
可分析得出:
3.求电荷在某点处具有的电势能
问题4:在上面讨论的问题中,请分析求出A点的电势能为多少?(提示仍用类比)
总结:电荷在某点的电势能E PA=
4.零势能面的选择
通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。

问题5.电势能可能为负吗?是不是场源电荷是负电荷,则试探电荷的电势能就是负值呢?
总结:
问题6.如何比较电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低?
当堂练习:
1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3×10-5J的功,再从B移到C,电场力做了1.2×10-5J的功,则
(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点的电势能为零,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点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
2.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×10-6J的功,那么( )
A.电荷在B处时将具有5×10-6J 的电势能
B.电荷在B处将具有5×10-6J 的动能
C.电荷的电势能减少了5×10-6J
D.电荷的动能增加了5×10-6J
3.如图1所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是()
A.把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减少
B.把正电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加
D.从a到b电势逐渐降低
课后巩固:
1.如图所示,在静止负电荷形成的电场中,有M、N两点,比较M、N两点的场强大小和电势高低,则有()
A.N点的场强大,电势低 B.N点的场强小,电势高
C.M点的场强大,电势高 D.M点的场强小,电势低
2.在静电场中,下列说法正确的是()
A.电势相等的地方,场强必定相等
B.在场强处处相等的地方,电势不一定相等
C.场强为零的点,电势必定为零
D.在负点电荷形成的电场中,离电荷越近,电势越高,场强则越小
3.在静电场中,让电子逆着电场线的方向由A点移到B点,如图所示,则()
A.电场力做正功,A点电势高于B点
B.电场力做正功,A点电势低于B点
C.电场力做负功,A点电势高于B点
D.电场力做负功,A点电势低于B点
4.下列说法正确的是 ( )
A.电荷在电场中运动,其电势能一定变化
B.电场力对电荷做正功,电荷电势能一定减少,且电势能减少量一定等于电场力做的功
C.电场力对电荷做正功,电荷电势能一定减少,但电势能减少量不一定等于电场力做的功
D.电场力对电荷做正功,电荷电势能增加
5.在静电场中,下述说法正确的是()
A.正电荷由高电势处运动到低电势处,电势能增加
B.正电荷由高电势处运动到低电势处,电势能减小
C.负电荷由低电势处运动到高电势处,电势能增加
D.负电荷由高电势处运动到低电势处,电势能减小
6.电场中电势越高的地方则有()
A.那里的电场强度越大 B.放在那里的电荷的电势能越大 C.放在那里的正电荷的电势能越大 D.那里的电场线分布越密
7.一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则()
A.a、b两点场强一定相等 B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的D.a、b两点的电势一定相等
8.下述说法正确的是()
A.在同一等势面上移动电荷,电场力不做功B.等势面上各点场强大小一定相等C.电场中电势高处,电荷的电势能就大 D.电场强度大处,电荷的电势能就大9.在静电场中,将一电子从A点移到B点,电场力做了正功,则()
A. 电场强度的方向一定是由A点指向B点
B. 电场强度的方向一定是由B点指向A点
C. 电子在A点的电势能一定比在B点高
D. 电子在B点的电势能一定比在A点高
10.在电场线如右图所示的电场中,下述说法正确的是()
A.A点的电场强度大于B点的电场强度
B.A点的电势小于B点
C.负电荷在A点的电势能比在B点的电势能小
D.正电荷从B点移到A点时,电场力作正功
11.如图所示,a、b两点电势相同,电场强度也相同的是()
12.(多选)一负电荷仅受电场力作用,从电场中的A 点运动到B 点。

在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A 、B 两点电场强度E A 、E B 及该电荷在A 、B 两点的电势能εA 、ε
B
之间的关系为( )
A .E A =E
B B .E A <E B
C .εA =εB
D .εA >ε
B
13.(多选)关于公式 =
q
E P
可知:( ) A .电场中某点的电势,与放在该点电荷具有的电势能成正比 B .电场中某点的电势,与放在该点电荷的电荷量成反比
C .电场中某点的电势,与该点是否有电荷,电荷的正负及电荷量的大小无关
D .放入电场中某点的点电荷不同,电势能也不同,但电势能与电荷量的比值保持不变 14.(多选)在场强大小为
E 的匀强电场中,一质量为m ,带电量为q 的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m ,物体运动S 距离时速度变为零。

则( ) A .物体克服电场力做功qES B .物体的电势能减少了0.8qES C .物体的电势能增加了qES D .物体的动能减少了0.8qES
15.将电荷量为-4×10-8C 的电荷沿一跳电场线由A点移到B点克服电场力做功为2.4×10-5J ,再由B点移到C 点电场力做功1.2×10-5J ,求: (1)电荷从A到B 电势能的变化
(2)若规定A点的电势能为零,则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少?
16.有一个电量q=-3×10-6C 的点电荷,从某电场中的A 点移动到B 点,电荷克服电场力何做了6×10-4J 的功,从B 点移至C 点,电场力对电荷做了9×10-4J 的功,设B 点为零电势,求:A 、
C 两点的电势A ϕ和C ϕ各为多少?。

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