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(2)电势是相对量,它的大小和电势零点选取
(3)在选取了参考点以后,在确定的电场中的确定点的电势是 ,和该点有无试探电荷无关。
(4)正电荷由静止开始仅在电场力作用下一定由 电势处向 电势处运动;负电荷由静止开始仅在电场力的作用下一定由 向 运动。 二、电场力的功 1、特点
电场力做功与路径 ,只与 有关。 2、计算方法
(1)由公式W=qE·s(s为电荷初末位置在电场方向上的位移) (2)由公式WAB?qUAB(UAB为电荷初末位置间电势差的大小)
(3)由电场力做功和电势能的变化的关系:WAB?EPA?EPB(EPA.EPB分别是电荷电场中A、B两点的电势能) (4)由动能定理W电场力?W其他力?EK
三、等势面
1、定义:电场中 构成的面叫等势面。 2、等势面与电场线的关系
(1)电场线总是与等势面垂直,且从 等势面指向 等势面。
(2)电场线越密的地方,等势面也 。
(3)沿等势面移动电荷,电场力 做功,沿电场线移动电荷,电场力 做功。
(4)电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具
(5)实际中测量等电势点较容易,所以往往通过描绘等势线来确定电场线。
四、电势差与电场强度的关系
1、匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为U= 2、说明
(1)U=Ed只适用匀强电场的计算,对非匀强场可以用来定性分析,如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时,E越大处,d ,即等势而越 (2)式中d的含义是某两点 距离或两点所在等势面间的距离。由此可知电场强度的方向是电势降落最 的方向。 (3)匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落
【典型例题】
例1 图1.2—1中,a、b为竖直向上的电场线上的两点, 一带电质点在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到 b点恰好速度为零,下列说法中正确的是( )
A、带电质点在a、b 两点所受的电场力都是竖直向上的 B、a点的电势比b点的电势高
C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小 D、a点的电场强度比b点的电场强度大
(1)审题 (写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)
6
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(2)分析 (合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)
(3)解题过程
例2 如图1.2—2所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电
-8
场方向成60°角,一个电量为q=4×10C 的正电荷从
-7
a移到b电场力做功为W1=1.2×10J求: (1)匀强电场的场强E=?
(2)电荷从b移到c,电场力做功W2=? (3)a、c两点的电势差Uac=? 分析:(1)审题(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)
(2)(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)
(3)解题过程:
3
例3 1.2—3如图所示,在场强E=1.5×10N/C的匀强电场中,有A、B、C三点,AB垂直于电场线, BC平行于电场线,AB=3cm,BC=4cm,AC=5cm, A、B的电势差UAB=0,B、C电势差UBC与A、C电势差UAC相等,UBC=UAC=60V,把一正电荷q??1.0?10C放在A点,求:((做分 ( 解 例
1)电荷q在A点受到的电场力为多大?方向怎样?
2)电荷q沿A?B?C路线到达C点,电场力各做了多少功?电场力功有什么特点?电势能怎样变化?变化了多少? 析:(1)(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)
?82)(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)
题过程:
4如图1.2—4所示,两平行金属板A、B间接有直
7
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流电源,一电子从A板附近无初速释放,当电子到达B极板时速度为V1,现将B板向左移动一段距离,使A、B间距离变为原来的一半,仍让电子从A板附近无初速释放,当电子到达B板时速度为v2,则有( ) A、v1=v2 B、v1=2v2 C、v1?1v2 D、v1?2v2 2分析(1)(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)
(2)(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)
(3)解题过程:
【针对训练】
1、如图1.2—5所示,M、N两点分别放置两个等量异种电荷,
A为它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线中
垂线上处于A点上方的一点,在A、B、C三点中( ) A、场强最小的点是A点,电势最高的点是B点 B、场强最小的点是A点,电势最高的点是C点 C、场强最小的点是C点,电势最高的点是B点 D、场强最小的点是C点,电势最高的点是A点 2、如图1.2—6所示,Q是带正电的点电荷,
P1、P2为其电场中的两点,若E1、E2为P1和P2两点的
电场强度的大小,?1、?2为P1和P2两点的电势,则( ) A、
E1?E2,?1??2
B、E1?E2,?1??2 C、E1?E2,?1??2 D、E1?E2,?1??2
3、如图1.2—7所示为某一电场的电场线和等势面,
,c?V3ab,?bc,则( ) 已知?a?5V?A、?b?4V B、?b?4V
C、?b?4V D、上述三种情况都有可能
4、在静电场中,将一电子从A点移到B点,电场力
做了正功,则( )
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A、电场强度的方向一定是由A点指B、电场强度的方向一定是由B点指C、电子在A点的电势能一定比在BD、电子在B点的电势能一定比在A5、某带电粒子仅在电场力作用下由向B点 向A点 点高 点高
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1.2—8所示,可以判定( )
A、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B点的电势
【能力训练】
1、如图1.2—9所示,在真空中有两个带相等 电荷量的正电荷q1 和q2,它们分别固定在A、B 两点,DC为AB连线的中垂线,现将正电荷q3由C 沿CD移至无穷远处,在此过程中( ) A、q3的电势能逐渐增加
B、q3的电势能先逐渐增加,后逐渐减少 C、q3受到电场力逐渐减小
D、q3受到电场力先逐渐增大,后逐渐减小
2、如图1.2—10所示,在某电场中,沿ABCDA 移动一负电荷,电场力分别做功为
WAB??4eV,WBC??2eV,WCD?3eV.
则以下判断正确的是
A、D点的电势最高,且?A??B B、C点的电势最高,且?A??B C、B点的电势最高,且?A??D D、A点的电势最高,且?D??B
3、如图1.2—11所示,虚线a、b和C是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为?a、?b和?C,?a??b??c.一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMNA、粒子从K到L的B、粒子从L从M的C、粒子从K到L的D、粒子从L到M的
所过过过过示程程程程,中中中中由,,,,图电电电动可场场势能知力力能减(做做增少 负负加
) 功 功
4、一带电粒子射入一固定在O点的点电荷电场中, 粒子运动轨迹如1.2—12图中细线abc所示,图中 粗线是同心圆弧,表示电场等势面,不计重力,则以 下判断正确的有( )
A、此粒子一直受静电斥力作用
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B、粒子在b点的电势能一定大于a点的电势能
C、粒子在b点的速度一定和在c点的速度大小相等 D、粒子在a,c两点的动能、速度大小相等
5、如图1.2—13中虚线表示等势面相邻两等势面间 电势差相等,有一带正电的粒子在电场中运动,实线 表示该带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹, 粒子在a点的动能为20eV,运动到b点时的动能为
2eV,若取c点为零势点,则当粒子的电势能为—6eV时, 它的动能是( )
A、16eV B、14eV C、6ev D、4ev 6、(山东济南联考题)如图1.2—14所示,实线为匀强 电场中的电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的 电势差相等,一正电荷在等势面A处的动能为20J, 运动到等势面C处动能为零,现取B等势面为零电
势能面,则当此电荷的电势能为2J时的动能是 J, (不计重力和空气阻力) 7、(2005·湖北宜昌模拟)图1.2—15中的虚线 a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面,两个 带电粒子M、N(重力忽略不计)以平行于等势 面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN 和NQM所示,已知M是带正电的带电粒子, 则下列说法中正确的是( ) A、N一定也带正电
B、a点的电势高于b点的电势,a点的场强大于b点的场强 C、带电粒子N的动能减小,电势能增大 D、带电粒子N的动能增大,电势能减小
8、如图1.2—16所示,带电体Q固定,带电体 P的电荷量为q,质量为m,与绝缘的水平面间 的动摩擦因数
?,将P在A点由静止放开,
则在Q的排斥下运动到B
点停下,A、B相距为s,下列说法正确的是( )
A、若将P从B点由静止拉到A点,水平拉力至少做功2?mgs B、若将P从B点拉到A点,水平拉力至少做功C、P从A点运动到B点,电势能增加D、P从A点运动到B点,电势能减少
?mgs
?mgs ?mgs
势差静电5eV。,它
9、图中虚线1.2—17所示为
静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电相等,其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26eV和当这一点电荷运动到某一位置,其电热能变为—8eV时的动能为多大?
10、一端固定的长为L的绝缘线,另一端拴住质量为
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物理选修3-1全书全套(导学案)
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