1、第2节电场能的性质考点一| 电势能和电势电势差1静电力做功(1)特点:静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关(2)计算方法WqEd,只适用于匀强电扬,其中d为沿电场方向的距离WABqUAB,适用于任何电场2电势能(1)定义:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功(2)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面的电势能规定为零3电场力做功与电势能电场力做功是电势能变化的量度,用公式表示为WABEpAEpB,即电场力做正功,电荷的电势能减少,电场力做负功,电荷的电势能增加4电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与
2、它的电荷量的比值(2)定义式:.(3)矢标性:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低)(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同(5)电势是描述电场能的性质的物理量,决定于电场本身,与试探电荷无关5电势差(1)电势差:电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关(选填“有关”或“无关”)(3)公式:电场中A点的电势为A,B点的电势为B,则 UABAB,UBABA,可见UABUBA.(4)电势差是标量,UAB是正值,A点的电势比B点的电势高;UAB为负值,A点的电势比B点的电势低(5)电荷q从A点移到B点
3、,静电力做功WAB与AB间电势差UAB的关系为WABqUAB.(2016浙江4月学考)如图621所示,真空中有两个点电荷Q19.0108 C和Q21.0108 C,分别固定在x坐标轴上,其中Q1位于x0处,Q2位于x6 cm处在x轴上()图621A场强为0的点有两处B在x6 cm区域,电势沿x轴正方向降低C质子从x1 cm运动到x5 cm处,电势能升高D在0x9 cm的区域,场强沿x轴正方向D因为Q10,Q2|Q2|,所以x0区域不会出现合场强为0的点;0x6 cm区域有一位置合场强为零,由kk得x9 cm,则6 cmx9 cm区域合场强沿x轴正方向,故A错,D对沿电场方向电势降低,B错质子带
4、正电,在电势高处电势能大,C错1关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A沿电场强度的方向电势降低B电场强度为零的地方,电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D电场强度决定于电场本身,而电势是由电场和试探电荷共同决定的A沿电场强度的方向,电势逐渐降低,选项A正确;场强为零的地方电势不一定为零,例如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零但是电势大于零,选项B错误;场强大小与电场线的疏密程度有关,而沿着电场线的方向电势逐渐降低,故随电场强度的大小逐渐减小,电势不一定降低,选项C错误;电场强度和电势都是描述电场性质的物理量,决定于电场本身,选项D错误2关于电势差的说法中,正确的
5、是() 【导学号:81370238】A两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,静电力所做的功B1 C电荷从电场中一点移动到另一点,如果静电力做了1 J的功,这两点间的电势差就是1 VC在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比B由公式UAB可知,两点间的电势差在数值上等于移动1 C的电荷时静电力所做的功,故选项A错误,B正确;两点间的电势差由电场决定,即电势差与试探电荷没有关系,由此知道选项D错误;由WABqUAB可知,静电力做功的多少与q、UAB均有关,选项C错误3一个电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时,
6、静电力做了5106 J的功,那么()A电荷在B点将具有5106 J的电势能B电荷在B点将具有5106 J的动能C电荷的电势能减少了5106 JD电荷的电势能增加了5106 JC电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时,静电力做正功,电势能减少,静电力做了多少正功,电荷的电势能就减少多少因电荷在A点的动能和电势能不知道,所以不能确定电荷在B点的动能和电势能选项C正确4.不带电的空腔导体P置于电场中,其周围电场线分布如图622所示,a、c为电场中的两点,b为导体空腔内的一点,则()图622Aa、b、c三点的电场强度依次减小Ba、b、c三点的电势依次降低C负试探电荷在a点的电势能比在b点的大D
7、正试探电荷从a点移到c点的过程中,克服电场力做功B电场中的空腔导体处于静电平衡,内部场强处处为零,导体是一个等势体,导体表面是一个等势面,在空腔导体的外部,电场线越密的地方场强越大,电场线上每点的切线方向表示该点场强的方向,沿着电场线的方向电势降低,由此可得EaEcEb,abc,A错,B对;电势越高,负电荷的电势能越小,正电荷的电势能越大,正电荷从a点移到c点电势能减小,电场力做正功,C、D均错考点二| 带电粒子的运动轨迹问题1运动粒子的曲线轨迹必定向电场力方向弯曲,即电场力方向指向曲线的内侧,且运动轨迹必定在v和F之间先画出入射点的轨迹切线,即画出初速度的方向;再根据轨迹的弯曲方向,确定电场
8、力方向2电场线从高电势指向低电势3先根据电场线的方向以及疏密情况,确定场强及电性情况,定性判断电场力(或加速度)的大小和方向;再根据电场力方向与速度方向的关系来判断速度的变化情况以及运动性质4根据电场力方向与速度方向的关系来判断电场力做功情况及判断电势能的变化情况,另外可以通过能量的转化和守恒确定电势能及动能的变化情况1.某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图623所示,可以判定()图623A粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B粒子在A点的动能小于它在B点的动能C粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D电场中A点的电势低于C点的电势B由电场线的
9、疏密可知场强EBEA,所以粒子的加速度aBaA.沿电场线方向电势降低,可知电势AC.由粒子运动轨迹的弯曲方向可知静电力做正功,所以动能、电势能的变化情况为EkBEkA,EpBEpA.故选项B正确2如图624所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的电荷运动轨迹,a、b为运动轨迹上的两点,可以判定() 【导学号:81370243】图624A电荷在a点的速度大于在b点的速度B电荷为负电荷C电荷在a点的电势能大于在b点的电势能Da点的电势低于b点的电势C沿着电场线方向电势越来越低,可得a点电势高于b点电势,D错误该电荷在电场中做曲线运动,电场力应指向轨迹的凹侧,即受力方向与电场强度的方向一致,电
10、荷必带正电,B错误电荷若从a运动到b,由于a点电势高于b点电势,a、b间电势差为正值,电荷带正电,由Wa bqUa b可得电场力做正功,所以电荷在b点动能大于在a点动能,电荷在b点速度大于在a点速度;电荷若从b运动到a,由WbaqUba可得电场力做负功,所以电荷在b点动能大于在a点动能,电荷在b点速度大于在a点速度,A错误由于a点电势高于b点电势,正电荷在电势高处电势能大,所以电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,C正确3.如图625所示,带正电的A球固定,质量为m、电荷量为q的粒子B从a处以速度v0射向A,虚线abc是B运动的一段轨迹,b点距离A最近粒子经过b点时速度为v,重力忽略不计则()图625A粒子从a运动到b的过程中,动能不断增大B粒子从b运动到c的过程中,加速度不断增大C可求出A产生的电场中a、b两点间的电势差D可求出A产生的电场中b点的电场强度C带电粒子B在运动过程中,受A球的排斥力作用,故电场力先做负功再做正功,由动能定理可知,粒子从a运动到b的过程中动能不断减小,选项A错误;粒子从b运动到c的过程中,因为电场强度不断减小,所以加速度不断减小,选项B错误;由能量守恒定律可知,带电粒子B的动能减小量等于电势能的增加量,又Epq,可求出A产生的电场中a、b两点间的电势差,选项C正确;因为带电粒子B在b点的加速度未知,所以不能确定该点的电场强度,选项D错误