四、电势、电势能学案.doc

四、电势、电势能

一、电场力做功的特点：
1、静电力的功 （与重力做功类比）
W=F· S =qES，S应是沿电场线方向的位移，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
二、电势能E
1概念：由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量，叫电荷的电势能。
电势能具有相对性，与零参考点的选取有关(通常选地面或∞远为电势能零点)
特别指出：电势能实际应用不大，常实际应用的是电势能的变化。
电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。E=q φA→0
三、电势（是指某点的）描述电场能性质的物理量。
必须先选一个零势点，（具有相对性）相对零势点而言，常选无穷远或大地作为零电势。
正点电荷产生的电场中各点的电势为正，负点电荷产生的电场中各点的电势为负。
①定义：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．
②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.
特点：
⑴ 标量：有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。
⑵ 电场中某点的电势由电场本身因素决定，与检验电荷无关。与零势点的选取有关。
⑶ 沿电场线方向电势降低，逆电场线方向电势增加（但场强不一定减小）。沿E方向电势降得最快。
⑷ 当存在几个场源时，某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。
电势高低的判断方法：1根据电场线的方向判断；2电场力做功判断；3电势能变化判断。
点评：类似于重力场中的高度．某点相对参考面的高度差为该点的高度．
注意：(1) 高度是相对的．与参考面的选取有关，而高度差是绝对的与参考面的选取无关．同样电势是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关．
(2) 一般选取无限远处或大地的电势为零．当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值．
(3) 电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB,沿电场线方向电势降低.
四、等势面：电场中电势相等的点构成的面
(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，等势面一定与电场线垂直。
(2)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。
五、电势能、电势的大小、正负的判断方法：
(1)根据场源电荷判断：离场源正电荷越近电势越高，检验正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小），离场源负电荷越近电势越低，检验正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）
(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向电势降低，检验正电荷（或负电荷）的电势能减少（或增加），逆着电场线的方向电势升高，检验正电荷（或负电荷）的电势能增加（或减少）。
(3)根据检验电荷判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（或电势能大）的点移向低电势（或电势能小）的点，电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（或电势能大）的点移向高电势（或电势能小）的点
1、下列说法正确的是（ ）
A. 在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B. 在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C. 在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
A
B
C
D. 在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
2、如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ）
A、若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小
B、若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大
C、若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大
D、若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小
3、图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求
(1) P、Q各带何种电荷？
(2) 把q=10－7C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？
(3) 把q从B移到C电场力做多少功？
(4) 把q从C移到A电场力做多少功？
(5) q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？

4、如图6，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．
5、如图7，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．
6、如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（ ）
　　A．小球在运动过程中机械能守恒
　　B．小球经过环的最低点时速度最大
　　C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）
7、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（ ）
　　A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
　　B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
　　C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
　　D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
8、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（ ）
　　A．电场强度大的地方电势一定高
　　B．电势为零的地方场强也一定为零
　　C．场强为零的地方电势也一定为零
　　D．场强大小相同的点电势不一定相同