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1.4 电势能 电势与电势差,1,（一）、考纲解读 围绕电场的基本性质，考查有电场的场强、电势以及电势能的比较与计算。 （二）、知识要点,2,一、电势能,1.定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫电势能。,2.电场力做功与电势能的变化关系（类比重力场）,重力做正功,重力势能减小.,电场力做正功,电势能减小.,重力做负功,重力势能增加.,电场力做负功,电势能增加.,3,正电荷从A点移到B点时,电场力做 _，电荷的电势能怎么变化? _,负电荷从A点移到B点时,静电力做_ 功,该电荷在 点的电势能较大.,负,B,思考,减小,正功,4,练习1、右图中MN为电场中某一条电场线方 向向右，在线取两点a、b 今将一电荷q 从a移到b则（ ） A.电场力做正功，q的电势能增加； B.电场力做负功，q的电势能增加； C.电场力做正功，q的电势能减少； D.电场力做负功，q的电势能减少。,C,5,练习2、(2016全国卷IT20) 如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知 ( ),【解析】选A、B。带负电荷的油滴在匀强电场中运动,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称,由此可知电场力指向曲线凹侧，即判断匀强电场方向竖直向下,Q点的电势比P点高,匀强电场油滴的加速度不变,A对、D错;油滴由P到Q过程电场力做正功,电势能减小,动能增大,B对、C错。故选A、B。,A.Q点的电势比P点高 B.油滴在Q点的动能比它在P点的大 C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小,AB,6,二、电势,1.定义:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功.,4.单位: 伏特(V),3.标量:正负代表高低,5.电势差和电势的关系:,UAB= A- B,(计算时要代入正负号),7,如以无穷远处电势为零，则： (1)正电荷（+Q）形成的电场中各点的电势均为正值（且离场源近处电势大）； (2)负电荷（-Q）形成的电场中各点的电势均为负值（且离场源近处电势小）。,8,方法二:根据电势差定义式来判断.,思考:怎么比较电场中两点电势高低呢?,方法一:根据电场线方向来确定电势高低： 沿着电场线的方向，电势逐渐降低。,(计算时要代入正负号),UAB= A - B,9,练习3、 (2013江苏高考) 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所示,金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点,则 ( ),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】选A、B、D。电场强度的大小由电场线的疏密决定,由题图可知,a点的场强较大,A项正确;沿着电场线电势降低,可见a点的电势较高,B项正确;对于带负电的检验电荷,从a点移至b点,电场力做负功,电势能增大,C项错误,D项正确。,10,三、等势面,1、等势面：电势相等的点所构成的面。,2、等势面的特点：,（1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功,（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面,（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏,11,匀强电场的等势面,2、典型电场的等势面（优化设计P109页）,12,类比地理等高线,正点电荷的等势面,13,等量同种正点电荷的等势面,14,等量异种点电荷的等势面,15,一头大一头小的导体的等势面,等势面越密集的地方，电场强度越大。,16,练习、(2016全国卷IIIT15) 关于静电场的等势面,下列说 法正确的是 ( ) A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功,【解析】选B。等势面的特点:两个电势不同的等势面不可能相交,故A错误;电场线与等势面处处相互垂直,故B正确;等势面的疏密程度表示电场强度的大小,故C错误;电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,负电荷受力与电场线的方向相反,故负电荷受力由电势低的等势面指向电势高的等势面,那么它从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,D错误。,B,17,练习、(2015全国卷) 如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则( ),A.直线a位于某一等势面内,MQ B.直线c位于某一等势面内,MN C.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功 D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功,【解析】选B。根据电子移动过程中电场力做负功,且电场力做功相等,可知、两点电势能相等且大于、两点电势能，又电子带负电,可知MN,MP,直线d位于同一等势面内,根据匀强电场的特点,可判断直线c也位于同一等势面内,故选项B正确,A错误;由于M=Q,电子由M点到Q点,电场力做功为零,C错误;因为PM=Q,电子由P点到Q点,电场力应做正功,选项D错误。,18,练习6.(2014新课标全国卷) 关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是( ) A.电场强度的方向处处与等电势面垂直 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.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,【解析】选A、D。由于电场线与等势面垂直,而电场强度的方向为电场线的方向,故电场强度的方向与等势面垂直,A项正确。电场强度为零的地方电势不一定为零,如等量同种正电荷连线的中点处的电场强度为零,但电势大于零,B项错误。电场强度大小与电场线的疏密有关,而沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场线的疏密与电场线的方向没有必然联系,C项错误。任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致,沿电场线的方向是电势降落最快的方向,D项正确。,19,练习7、（2016海南高考T10）如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是 ( ),A.M带负电荷,N带正电荷 B.M在b点的动能小于它在a点的动能 C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功,【解析】选A、B、C。由图中带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹可知,粒子M受到引力作用所以带负电,粒子N受到斥力作用所以带正电,选项A正确;由于a点比b点更靠近带正电的点电荷,所以粒子M由a点运动到b点的过程中粒子要克服电场力做功,动能减小,选项B正确;d点和e点在同一个等势面上,所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能,选项C正确;粒子N带正电,从c点运动到d点的过程中电场力做正功,选项D错误。,20,
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