最新-2018版高中物理 22研究电场的能的性质一课时讲练通课件 沪科版选修3-1 精品
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高中物理2.3《研究电场的能的性质》教案(1)(沪科版选修3-1)
2.3研究电场的能的性质一、教学目标1.通过与重力场中重力做功 物体高度差改变 重力势能变化作类比，使学生掌握电场中相对应的电场力做功 电场中电势差改变 电势能变化，领悟电势、电势差、电势能的概念。
2.巩固用比值定义物理量。
3.加深功（电场力的功）和能量转化之间的关系。
二、重点、难点分析重点：明确电场力的功和电势能的变化之间的关系及建立电势差的概念。
难点：理解电场中两点间的电势差由qW 定义，但其值由场源电荷的分布及电场中两个点的位置决定，而与W 、q 无关。
三、主要教学过程（一）引入新课前面我们从电荷在电场中受到力的作用出发，研究了电场的性质。
我们引入电场强度矢量E 描述电场强弱，用矢量E 描述电场的力的性质。
规定单位正电荷在某点所受电场力的方向为该点场强方向，大小为场强大小。
这样表示出了电场（所具有的力）的性质。
电场对放入其中的电荷有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质。
下面我们从能量角度研究电场（所具有的能）的性质。
复习：1.功的量度θcos Fs W = 功等于力和物体在力的方向上位移的乘积。
（θ为F 与s 的夹角）2.重力功（1）重力功只与物体的起始位置和末位置有关而与路径无关。
如图1所示，物体沿不同路径经由A 到B ，重力功仅与AB 两点竖直方向高度差有关，与所走路径无关。
W=mgh 。
（2）重力功与重力势能的关系重力对物体做功，物体重力势能减小，物体克服重力做功，物体重力势能增加。
重力做多少功，重力势能就减少多少。
重力功等于重力势能增量的负值，即：P G E W ∆-=。
（3）重力势能是相对的，有零势能面。
（人为选定）（4）物体在某处的重力势能（可正可负），数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功，如前图1中，如设E pA =0，则E pB =-mgh ，如设E pB =0，则E pA =mgh 。
（5）重力势能应归物体与地球所共有。
一般我们只提物体不说地球，但不等于归物体自己所有，原因是如没有地球则谈不上物体受重力，所以也谈不上重力势能。
2018版高中物理第2章电场与示波器2.2研究电场的能的性质(一)课件沪科版选修3_1
电场力做功为零
√
C.正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线 运动，电场力对负电荷做正功 功与路径有关 D.在匀强电场中，电场力做功与路径无关，在非匀强电场中，电场力做
二、电势能 类比重力做功与重力势能变化的关系，电场力做正功，电势能如何变化？ 电场力做负功，电势能如何变化？电场力做功与电势能变化有怎样的数 量关系？ 答案 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加.
解析
场中只受电场力作用，则下列说法正确的是 答案 电势能减少 电势能增加
A.若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向B运动， √ B.若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向A运动， 图2 C.若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加 D.若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向B运动，电势能减少
中A、B两点的位置和电场强度有关.
3.电势差是标量，但有正、负之分. WAB 4.用UAB＝ q 或WAB＝qUAB计算时，各物理量符号的处理： (1)带正、负号进行运算：把电荷q的电性和两点间的电势差U的正、负号
代入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小；算出
的功为负，则说明电场力做负功，电荷的电势能增大.
B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功
C.若将1 C正电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，则两点间的电势 √
差为1 V
D.若电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作 用，则电荷电势题
例4
－5
在电场中把一个电荷量为6×10－6 C的负电荷从A点移到B点，克
有关 ，与电荷经过的路径 无关 .(填“有关”或“无关”)
2.电场力做功与重力做功相似，在任意静电场中，只要初、末位置确定 了，移动某电荷q做的功就是确定值.
√
C.正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线 运动，电场力对负电荷做正功 功与路径有关 D.在匀强电场中，电场力做功与路径无关，在非匀强电场中，电场力做
二、电势能 类比重力做功与重力势能变化的关系，电场力做正功，电势能如何变化？ 电场力做负功，电势能如何变化？电场力做功与电势能变化有怎样的数 量关系？ 答案 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加.
解析
场中只受电场力作用，则下列说法正确的是 答案 电势能减少 电势能增加
A.若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向B运动， √ B.若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向A运动， 图2 C.若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加 D.若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向B运动，电势能减少
中A、B两点的位置和电场强度有关.
3.电势差是标量，但有正、负之分. WAB 4.用UAB＝ q 或WAB＝qUAB计算时，各物理量符号的处理： (1)带正、负号进行运算：把电荷q的电性和两点间的电势差U的正、负号
代入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小；算出
的功为负，则说明电场力做负功，电荷的电势能增大.
B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功
C.若将1 C正电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，则两点间的电势 √
差为1 V
D.若电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作 用，则电荷电势题
例4
－5
在电场中把一个电荷量为6×10－6 C的负电荷从A点移到B点，克
有关 ，与电荷经过的路径 无关 .(填“有关”或“无关”)
2.电场力做功与重力做功相似，在任意静电场中，只要初、末位置确定 了，移动某电荷q做的功就是确定值.
上海科技教育出版社(沪科版)高中物理选修3-1：研究电场的能的性质(一)_课件2
研究电场的能的性质（一）
复习： 功是能转化的量度！
1、功的计算：W=FScosθ
2、重力做功的特点：
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.
(2)重力做功WG与重力势能变化的关系
重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能
增加
WG=EPA-EPB=-ΔEP,
重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。
UAB=WAB/q=(EPA-EPB)/q= EL
二.电势差
电场力的功与所移动的电荷的电量的比值，叫做电 场中A、B两点的电势差。
即 UAB=WAB/q=(EPA-EPB)/q
【说明】
1.电势差与移动的电荷无关，它只反映了电场自身的性质；
2.在国际单位制中，电势差的单位：伏特 ( V )
3.电势差即电压； 4.若已知电场中两点的电势差UAB，则
两点的电势能，电势的关系。
A
B
【结论】 1.电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关； 2.电势只与电场有关，与移动的电荷无关。 3.沿电场线方向，电势逐渐降低。
【例题】在－Q电荷的电场中的B点放一电量为q的正电荷， 若它从B移动到A，则电场力作正功还是负功?并比较A、B 两点的电势能，电势的关系。
电荷在电场中具有 的势能叫做电势能
【理论探究2】电荷在电场中的功能关系 1、物体在重力场中重力做功与重力势能变化的关系
可见： EPA=WG=EPA-EPB
(EPB=0)
A
mg
B
h1
h2
注：取B点为零势能参考平面
【理论探究2】电荷在电场中的功能关系
+q
A
L
WE=EPA-EPB
F=qE
BE
复习： 功是能转化的量度！
1、功的计算：W=FScosθ
2、重力做功的特点：
(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.
(2)重力做功WG与重力势能变化的关系
重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能
增加
WG=EPA-EPB=-ΔEP,
重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。
UAB=WAB/q=(EPA-EPB)/q= EL
二.电势差
电场力的功与所移动的电荷的电量的比值，叫做电 场中A、B两点的电势差。
即 UAB=WAB/q=(EPA-EPB)/q
【说明】
1.电势差与移动的电荷无关，它只反映了电场自身的性质；
2.在国际单位制中，电势差的单位：伏特 ( V )
3.电势差即电压； 4.若已知电场中两点的电势差UAB，则
两点的电势能，电势的关系。
A
B
【结论】 1.电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关； 2.电势只与电场有关，与移动的电荷无关。 3.沿电场线方向，电势逐渐降低。
【例题】在－Q电荷的电场中的B点放一电量为q的正电荷， 若它从B移动到A，则电场力作正功还是负功?并比较A、B 两点的电势能，电势的关系。
电荷在电场中具有 的势能叫做电势能
【理论探究2】电荷在电场中的功能关系 1、物体在重力场中重力做功与重力势能变化的关系
可见： EPA=WG=EPA-EPB
(EPB=0)
A
mg
B
h1
h2
注：取B点为零势能参考平面
【理论探究2】电荷在电场中的功能关系
+q
A
L
WE=EPA-EPB
F=qE
BE
2018版高中物理第2章电场与示波器2.3研究电场的能的性质二课件沪科版选修3_1
第二章
学案4 研究电场的能的性质(二)
目标定位
1.理解电势的概念，掌握电势的计算公式. 2.知道什么是等势面，掌握等势面的特点. 3.掌握电势差与电场强度的关系并会进行有关计算．
内容索引
知识探究
达标检测
1
知识探究
一、电势 1.如图1所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l， AO连线与电场强度反方向的夹角为θ.电荷量分别为q和2q的试探电荷在A
答案
在同一等势面上移动电荷时，电势能不变，所以电场力不做功，即电场 力方向与等势面垂直，如果不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分 量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功，所以等势面一定跟电场线 垂直.
要点总结
1.电场中电势相同的各点构成的面叫等势面. 2.等势面的特点：
(1)在等势面上移动电荷时，电场力 不做功
答案 解析
－10 V
典型例题
例4 如图6所示，在xOy平面内有一个以 O为圆心、
半径R ＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O 、 P两点
零电势点，只有选取了零电势点才能确定某点的电势大小.
无关 4.电势是描述电场性质的物理量，决定于 电场 本身，与试探电荷______ (填“有关”或“无关”).
降低 5.判断电势高低的方法：(1)利用电场线：沿着电场线方向电势逐渐_____
(此为主要方法)； Ep (2)利用公式φ＝ 判断，即在正电荷的电势能越大处，电势越 高 ， 负 电 q 荷电势能越大处，电势越 低 .
点的电势能各为多少？电势能与电荷量的比值是否相同？
答案
图1
2.电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
答案
没有关系.
3.电场中两点间的电势差与两点的电势之间有怎样的关系？UAB与UBA意
学案4 研究电场的能的性质(二)
目标定位
1.理解电势的概念，掌握电势的计算公式. 2.知道什么是等势面，掌握等势面的特点. 3.掌握电势差与电场强度的关系并会进行有关计算．
内容索引
知识探究
达标检测
1
知识探究
一、电势 1.如图1所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l， AO连线与电场强度反方向的夹角为θ.电荷量分别为q和2q的试探电荷在A
答案
在同一等势面上移动电荷时，电势能不变，所以电场力不做功，即电场 力方向与等势面垂直，如果不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分 量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功，所以等势面一定跟电场线 垂直.
要点总结
1.电场中电势相同的各点构成的面叫等势面. 2.等势面的特点：
(1)在等势面上移动电荷时，电场力 不做功
答案 解析
－10 V
典型例题
例4 如图6所示，在xOy平面内有一个以 O为圆心、
半径R ＝0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O 、 P两点
零电势点，只有选取了零电势点才能确定某点的电势大小.
无关 4.电势是描述电场性质的物理量，决定于 电场 本身，与试探电荷______ (填“有关”或“无关”).
降低 5.判断电势高低的方法：(1)利用电场线：沿着电场线方向电势逐渐_____
(此为主要方法)； Ep (2)利用公式φ＝ 判断，即在正电荷的电势能越大处，电势越 高 ， 负 电 q 荷电势能越大处，电势越 低 .
点的电势能各为多少？电势能与电荷量的比值是否相同？
答案
图1
2.电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
答案
没有关系.
3.电场中两点间的电势差与两点的电势之间有怎样的关系？UAB与UBA意
沪科版高中物理选修(3-1)2.2《研究电场的能的性质(一)》ppt课件
－7
J，那么 A、B 间的电势差
UAB 是多大？B、A 间的电势差 UBA 是多大？
【提示】 AB 间的电势差
－7 WAB 1× 10 UAB＝ ＝ －9 V q － 5×10
＝－20 V BA 间的电势差 UBA＝－UAB＝20 V
电场力做功与电势能
【问题导思】 1．电场力做功的特点是什么？ 2．怎样判断电场力做功的正、负？
●新课导入建议 户外的高压线，电压高达几十万伏，周围的电场强度一 定很大，落在高压线上的小鸟并没有被电死，你能解释这是 为什么吗？
+ ●教学流程设计
演示结束
课 标 解 读 1.通过探究电场力对带电粒 子做功的特点知道电场力做 功和路径无关． 2.将静电力做功与重力做功 进行类比，理解静电力做功 与电势能变化的关系，认识 电势能的相对性． 3.理解电势差的概念，会用 WAB UAB＝ 进行有关计算. q
A．放上＋ q 时，它的电势能 EA>EB>EC B．放上＋q 时，它的电势能 EA<EB<EC C．放上－ q 时，它的电势能 EA>EB>EC D．放上－ q 时，它的电势能 EA<EB<EC
3．探究交流 重力做功与重力势能的变化有什么关系？你能通过类 比，得出电场力做功与电势能变化的关系吗？
【提示】
重力做功 电场力做功 重力做正功，重力势 电场力做正功，电势 能减少 能减少 重力做负功，重力势 电场力做负功，电势 能增加 能增多
电势差
1.基本知识 (1)定义：物理学中，把电荷从 A 点移动到 B 点的过程中
1．电场力做功的特点 电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电 荷经过的路径无关． (1)在匀强电场中，电场力做功为 W＝qEd，其中 d 为电 荷沿电场线方向上的位移． (2)电场力做功与重力做功相似，只有初末位置决定，移 动电荷 q 的过程中电场力做的功就是确定值．
J，那么 A、B 间的电势差
UAB 是多大？B、A 间的电势差 UBA 是多大？
【提示】 AB 间的电势差
－7 WAB 1× 10 UAB＝ ＝ －9 V q － 5×10
＝－20 V BA 间的电势差 UBA＝－UAB＝20 V
电场力做功与电势能
【问题导思】 1．电场力做功的特点是什么？ 2．怎样判断电场力做功的正、负？
●新课导入建议 户外的高压线，电压高达几十万伏，周围的电场强度一 定很大，落在高压线上的小鸟并没有被电死，你能解释这是 为什么吗？
+ ●教学流程设计
演示结束
课 标 解 读 1.通过探究电场力对带电粒 子做功的特点知道电场力做 功和路径无关． 2.将静电力做功与重力做功 进行类比，理解静电力做功 与电势能变化的关系，认识 电势能的相对性． 3.理解电势差的概念，会用 WAB UAB＝ 进行有关计算. q
A．放上＋ q 时，它的电势能 EA>EB>EC B．放上＋q 时，它的电势能 EA<EB<EC C．放上－ q 时，它的电势能 EA>EB>EC D．放上－ q 时，它的电势能 EA<EB<EC
3．探究交流 重力做功与重力势能的变化有什么关系？你能通过类 比，得出电场力做功与电势能变化的关系吗？
【提示】
重力做功 电场力做功 重力做正功，重力势 电场力做正功，电势 能减少 能减少 重力做负功，重力势 电场力做负功，电势 能增加 能增多
电势差
1.基本知识 (1)定义：物理学中，把电荷从 A 点移动到 B 点的过程中
1．电场力做功的特点 电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电 荷经过的路径无关． (1)在匀强电场中，电场力做功为 W＝qEd，其中 d 为电 荷沿电场线方向上的位移． (2)电场力做功与重力做功相似，只有初末位置决定，移 动电荷 q 的过程中电场力做的功就是确定值．
2018版高中物理第2章电场与示波器2.3习题课：电场能的性质的应用课件沪科版
目标定位 1.进一步掌握电势、电势差、电势能的概念. 2.进一步掌握电场力做功与电势能、电势差的关系，并会进行有 关计算. 3.进一步增强运用力学规律处理电场问题的能力．
内容索引
知识探究
达标检测
1
知识探究
一、电势、电势能、电场力做功的综合分析
计算电场力做功的方法，常见的有以下几种： (1)利用电场力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB. (2)利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场． (3)利用公式WAB＝qUAB求解． (4)利用动能定理求解．
所以 sm＝2mv20m2g＝
2v0 4g
2
，方向与
v0
相同.
2
达标检测
1.(等势面、电场线和运动轨迹的综合) (多选)如图6所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的 电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运 动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 答案 解析 A.三个等势面中，a的电势最高
1234
(3)将q＝1.0×10－10 C的点电荷由B移到C，再经过D最后回到P，电场力所 做的功WBCDP.
答案 解析
0 由于电场力做功与路径无关，只与初、末位 置有关，所以WBCDP9所示，Q为固定的正点电荷，
A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一
答案 解析
正电荷
mgd U
图5
(2)小球受到的合外力；
答案 解析
2mg 方向与 v0 反向
由图(b)知，F 合＝ qE2＋mg2＝ 2mg，方向与 v0 反向
(3)在入射方向上小球运动的最大位移sm.(电场足够大)
答案 解析
2v0 2 4g
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知识探究
达标检测
1
知识探究
一、电势、电势能、电场力做功的综合分析
计算电场力做功的方法，常见的有以下几种： (1)利用电场力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB. (2)利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场． (3)利用公式WAB＝qUAB求解． (4)利用动能定理求解．
所以 sm＝2mv20m2g＝
2v0 4g
2
，方向与
v0
相同.
2
达标检测
1.(等势面、电场线和运动轨迹的综合) (多选)如图6所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的 电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运 动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 答案 解析 A.三个等势面中，a的电势最高
1234
(3)将q＝1.0×10－10 C的点电荷由B移到C，再经过D最后回到P，电场力所 做的功WBCDP.
答案 解析
0 由于电场力做功与路径无关，只与初、末位 置有关，所以WBCDP9所示，Q为固定的正点电荷，
A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一
答案 解析
正电荷
mgd U
图5
(2)小球受到的合外力；
答案 解析
2mg 方向与 v0 反向
由图(b)知，F 合＝ qE2＋mg2＝ 2mg，方向与 v0 反向
(3)在入射方向上小球运动的最大位移sm.(电场足够大)
答案 解析
2v0 2 4g
研究电场的能的性质 PPT课件 课件2 沪科版
•
44、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。
•
45、不可能！只存在于蠢人的字典里。
•
46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。
•
47、小事成就大事，细节成就完美。
•
48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。
•
49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。
•
61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。
•
62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。
•
63、彩虹风雨后，成功细节中。
•
64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。
•
65、只要有信心，就能在信念中行走。
•
66、每天告诉自己一次，我真的很不错。
复习回顾：
电场的基本性质： 对放入其中的电荷有力的作用 电荷发生移动 电场力对电荷做了功 功是能量变化的量度 该过程中肯定有能的变化
问题： 电场中的什么能变化？它与电场力做
功有什么关系？
2.2 研究电场的能的性质（一）
从能量的角度认识电场
一、研究电场力做功的特点
回顾功的计算： W F S c o s
N的 =+1Cc从A
A
移动到B,AB相距 LAB =1 m则A、B +q
两点间的电势差UAB等于多少？
解：由电势差定义式：
U AB
W AB q
得：UAB =103V
BE
案例分析：
见教材分析过程 电子伏特（能量的单位）
小结
一、电场力做功的特点： 二、电场力做功与电势能的关系： 三、对电势差概念的理解：
最新-2018版高中物理 23研究电场的能的性质二课时讲练通课件 沪科版选修3-1 精品
Байду номын сангаас
A.此粒子一直受到静电排斥力作用 B.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能 C.粒子在b点的速率一定大于在a点的速率 D.粒子在a点和c点的速度大小一定相等 【思路点拨】(1)在同一等势面上，电场力不做功. (2)做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧.
【自主解答】选C.由粒子的运动轨迹可以判定带电粒 子与O点的电荷是同种电荷，彼此相互排斥，A对.由a 到b过程中，斥力做负功，动能减小，电势能增加，B 对，C错.a、c两点电势相等，电势能、动能及速度的 大小相等，D对.
线方向由P指向Q，沿电场线方向电势越来越低，故
P> Q,故A正确，B、C、D错误.
2.(2011·杭州高二检测)下列关于静电场的说法中正 确的是( ) A.场强为零处,电势不一定为零;电势为零处,场强不一 定为零 B.正电荷只在电场力作用下,一定从高电势向低电势运 动 C.在点电荷形成的电场中没有场强完全相同的两点,但 有电势相等的两点 D.初速度为零的正电荷在电场力作用下一定沿电场线 运动
【解析】选A、C.场强和电势是分别从力和能的角度 描述电场的物理量,二者并无直接联系,A对.正电荷只在 电场力作用下不一定沿电场线方向运动,还与初速度及 电场线的分布形式有关,B、D错.在点电荷形成的电场 中,以点电荷为球心的同一个同心球面上各点的场强大 小相等,但方向不同,而各点的电势相同,故C对.
提示：(1)三个电势降落方向中,沿A→C方向电势降落最 快. (2)电场强度的方向就是电势降落最快的方向.
【典例3】如图所示，A、B两平行金属 板间的匀强电场的场强E=2×105 V/m， 方向如图所示.电场中a、b两点相距 10 cm，ab连线与电场线成60°角，a点距A板2 cm，b点 距B板3 cm，求： (1)电势差UAa、Uab和UAB； (2)用外力F把电荷量为1×10-7 C的正电荷由b点匀速移 动到a点，那么外力F做的功是多少？
A.此粒子一直受到静电排斥力作用 B.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能 C.粒子在b点的速率一定大于在a点的速率 D.粒子在a点和c点的速度大小一定相等 【思路点拨】(1)在同一等势面上，电场力不做功. (2)做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧.
【自主解答】选C.由粒子的运动轨迹可以判定带电粒 子与O点的电荷是同种电荷，彼此相互排斥，A对.由a 到b过程中，斥力做负功，动能减小，电势能增加，B 对，C错.a、c两点电势相等，电势能、动能及速度的 大小相等，D对.
线方向由P指向Q，沿电场线方向电势越来越低，故
P> Q,故A正确，B、C、D错误.
2.(2011·杭州高二检测)下列关于静电场的说法中正 确的是( ) A.场强为零处,电势不一定为零;电势为零处,场强不一 定为零 B.正电荷只在电场力作用下,一定从高电势向低电势运 动 C.在点电荷形成的电场中没有场强完全相同的两点,但 有电势相等的两点 D.初速度为零的正电荷在电场力作用下一定沿电场线 运动
【解析】选A、C.场强和电势是分别从力和能的角度 描述电场的物理量,二者并无直接联系,A对.正电荷只在 电场力作用下不一定沿电场线方向运动,还与初速度及 电场线的分布形式有关,B、D错.在点电荷形成的电场 中,以点电荷为球心的同一个同心球面上各点的场强大 小相等,但方向不同,而各点的电势相同,故C对.
提示：(1)三个电势降落方向中,沿A→C方向电势降落最 快. (2)电场强度的方向就是电势降落最快的方向.
【典例3】如图所示，A、B两平行金属 板间的匀强电场的场强E=2×105 V/m， 方向如图所示.电场中a、b两点相距 10 cm，ab连线与电场线成60°角，a点距A板2 cm，b点 距B板3 cm，求： (1)电势差UAa、Uab和UAB； (2)用外力F把电荷量为1×10-7 C的正电荷由b点匀速移 动到a点，那么外力F做的功是多少？
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A.增加1.5×10-5 J,方向斜向下 B.增加3.0×10-5 J,方向斜向上 C.减少1.5×10-5 J,方向斜向上 D.减少4.5×10-5 J,方向斜向下 【解析】选C.由负电荷的运动轨迹可知，负电荷的受 力方向斜向下，所以电场线方向斜向上.由a到c电荷动 能增加量为4.5×10-5 J-3×10-5 J=1.5×10-5 J ，所以 电势能减少了1.5×10-5 J，故C正确，A、B、D错误.
功Wab=8.0×10-5 J-6.0×10-5 J=2.0×10-5 J，根据电
势差的公式得Uab=2.0
2.0
10V5=1.0×104
109
V,故B对.
4.如图所示，一带电液滴只在重 力和水平向左的匀强电场的共同 作用下，以某一初速度从d点出 发沿直线运动到b点时开始返回，db与竖直方向夹角为 45°.下列结论正确的是( ) A.此液滴带负电 B.液滴受到的电场力和重力大小相等 C.液滴做匀变速运动 D.从b到d过程液滴的电势能增加
4.应用公式WAB=qUAB应该注意些什么？ 提示：(1)公式WAB=qUAB适用于任何电场，UAB为电 场中A、B两点间的电势差. (2)式中各量在计算时可代入正负号，故W与U的下角 标要对应，即：WAB=qUAB，WBA=qUBA. (3)式中WAB仅是电场力做的功，不要理解成电荷所受 的所有力的合力做的功.
2.电场力做功与电势差的关系是怎样推导出来的？ 提示：因为电场力做的功等于电势能变化的数值，所 以WAB=EpA-EpB=q A-q B= q(A- B)=qUAB.
3.公式WAB=qUAB的适用范围是什么？WAB是总功吗？ 提示：(1)公式WAB=qUAB适用于任何电场，UAB为电 场中A、B两点间的电势差. (2)式中WAB仅是电场力做的功，不要理解成电荷所受 的所有力的合力做的功.
5.下列说法正确的是( ) A.A、B两点的电势差在数值上等于将正电荷从A点移到 B点时电场力所做的功 B.电势差正负号表示方向 C.电势差跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置 有关 D.电场中A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB=UBA
【解析】选C.A、B两点的电势差在数值上等于将单位 正电荷从A点移到B点时电场力所做的功，A错误；电 势差是标量，正、负号不表示方向，B错误；电势差由 与电场力做功的说法中，正确的是( ) A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和 电荷的电荷量决定 B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电 势差和该电荷的电荷量决定 C.电势差是矢量，电场力做的功是标量 D.电场中两点间的电势差等于电场力做功后，电荷的 电势能减少量
【解析】选B.电势差的大小由电场本身的因素决定， 与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A项 错.由WAB=qUAB知，B项对.电势差、电场力做的功都 是标量，C项错.电场中两点的电势差等于单位电荷从 一点移到另一点电场力所做的功，D项错.
【思路点拨】本题可从以下几个方面考虑: (1)竖直方向速度由v0变为零必是重力作用的结果. (2)根据竖直方向的运动规律可求出重力做的功. (3)根据动能定理可计算出电场力所做的功.
【自主解答】(1)粒子由A到B重力做负功，动能增加，
设电场力做功为W，根据动能定理，有
W-mgh1=
2
m(2v0)122-
1.请讨论判断电场力做正功、做负功或不做功的方法. 提示： (1)根据电场力和位移之间的夹角判断，此法常 用于匀强电场中恒定电场力做功的判断.夹角为锐角做 正功，夹角为钝角做负功，夹角为直角不做功. (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用 于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角是锐角做 正功，夹角是钝角做负功，二者垂直不做功.
3.一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10-9 C，在静电
场中由a点移到b点过程中，除电场力外，其他力做的
功为6.0×10-5 J，质点的动能增加了8.0×10-5 J，则
a、b两点间电势差Uab为( ) A.3.0×104 V
B.1.0×104 V
C.4.0×104 V
D.7.0×104 V
【解析】选B.在电场中质点从a点移到b点电场力做的
2.电势能有什么特点？ 提示:(1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷 和电场所共有的，我们习惯上叫做电荷的电势能. (2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大 小. (3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关，要 确定电荷的电势能，应先确定参考点，也就是零势能 点的位置.
3.探究分析电场力做功与电势能变化之间存在何种关 系？电势能的变化与除电场力之外的其他力做功是否 有关? 提示:电场力做功与重力做功有类似的特点，具体总结 如下: (1)电场力做正功，电势能一定减小;电场力做负功，电 势能一定增加.电场力做多少功，电势能就变化多少. 即:WAB=EpA-EpB. (2)电势能的变化只与电场力做功有关，与其他力做功 无关.
【典例2】(2010·江西六校联考)一条平直的电场线上
有A、B、C三点,把m=2×10-9 kg、q=-2×10-9 C的粒子从
A点移到B点,电场力做了1.5×10-7 J的正功,再把该粒子
从B点移到C点,电场力做功-4×10-7 J,则UAB= _____V, UCB=_____ V,UAC= ___________V. 【思路点拨】(1)功是标量,但有正负,符合代数运算法 则,可直接相加减. (2)电势差与电场力做功的关系UAB=WqAB . (3)应用公式计算时,注意各量的符号.
C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对 该电荷做负功,电势能增大 D.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,再从N点沿 不同路径移回到M点,则该电荷克服电场力做的功等于 电场力对该电荷所做的功,电势能不变
【解析】选B、D.把正电荷从M移到N,电场力做负功, 电势能增加,A错B对.把负电荷从M移到N,电场力做正 功,电势能减少,C错.把正电荷从M点移到N点,又移回到 M点，电荷的始末位置相同,电场力不做功,电势能不 变,D对.
4.为什么说在同一电场中，从A点到B点，移动正电荷 与移动负电荷，电荷的电势能的变化是相反的？ 提示：同一电场中，从A点到B点，移动正电荷与移动 负电荷电场力的方向是相反的，因此，电场力所做的 功也是正负相反的，所以电势能的变化相反.
【典例1】如图所示，质量为m，带 电荷量为q的粒子，以初速度v0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方 向的匀强电场中，粒子通过电场中 B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，求: (1)由A到B电场力做的功. (2)由A到B电势能变化了多少？增加了还是减少了？
【解析】选D.小金属块在电场力作用下先加速后减速, 电场力不断减小,合外力先减小后增大,其加速度先减小 后增大,在此过程中,电场力做正功,电势能不断减小,所 以B、C错.根据动能定理得W电-Wf=0,即电场力对金 属块做的功等于克服摩擦力做的功,所以A错D对.
二、非选择题(本题共2小题，共15分) 6.(7分)如图所示，把点电荷q=+2× 10-11 C由A点移动到B点，电场力所 做的功WAB=+4×10-11 J.A、B两点间 的电势差UAB=_______；B、A两点间 的电势差UBA=_______.如果将电荷q′ =-2×10-11 C由B点移动到A点，电场力所做的功 W′BA=________.
【解析】A、B两点间的电势差
UAB=WAB
q
41V0=11 2
2 1011
V.
B、A两点间的电势差UBA=-UAB=-2 V.
W′BA=q′UBA=(-2×10-11)×(-2) J=4×10-11 J.
答案:2 V -2 V 4×10-11 J
7.(2011·德州高二检测)(8分)如 图所示,BC是半径为R的 1 圆弧形
3.(2011·厦门高二检测)带正电的 点电荷固定于Q点,电子在库仑力作 用下,做以Q为一焦点的椭圆运动.M、 P、N为椭圆上的三点,P点是轨道上 离Q最近的点.电子在从M点到达N点的过程中( ) A.电场力先增大后减小 B.电势能先增大后减小 C.速度先减小后增大 D.速度变化率先减小后增大
【解析】选A.电子在从M经P到N的过程中,电子与正 点电荷之间的距离先减小后增大,电子受到的库仑力先 增大后减小,加速度也先增大后减小.速度的变化率先增 大后减小,故A对、D错.在此过程中,电子受到的电场力 先做正功后做负功,所以电势能先减小后增大,动能先增 大后减小,速度先增大后减小,故B、C错误.
【解析】选B.根据电场力做功与电势能变化的关系， 即电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势 能增加，首先确定A、D错误.带异种电荷的物体相互 吸引，距离增大时，电场力做负功，因此电势能增加， B正确，C错误.
2.如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两 点，下列说法正确的是( )
A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力 对该电荷做正功，电势能减小 B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对 该电荷做负功,电势能增加
【解析】选C.一根电场线不能判断电场强度的大小， A、B错误；由已知在a点电子速度为0，在b点电子有 一定速度，可知Eka<Ekb.由能量关系可判断电势能 Ea>Eb，C正确，D错误.
2.如图,实线表示电场线，一个负电 荷q由a点飞入图示的电场后，沿abc 运动，并从c点飞出电场.已知q由a 运动到b动能减少了3×10-5 J,由b运 动到c动能增加了4.5×10-5 J，忽略 重力.则从a到c，电荷的电势能的变化及电场线的方向 为( )
一、选择题(本题包括5个小题，每小题3分，共15分) 1.如图所示是某电场中的一条电场线,一电子从a点由 静止出发,仅在电场力作用下沿直线向b点运动,则下列 有关电场的情况判断正确的是( )
A.该电场一定是匀强电场 B.场强Ea一定小于Eb C.电子具有的电势能Ea一定大于Eb D.电子具有的电势能Ea一定小于Eb