电场 第2课时

第2课时 电场的能的性质（2012-11-28）【知识梳理】1．电场力做功的特点(1)在电场中移动电荷时，电场力做功与________无关，只与____________有关，可见电场力做功与________做功相似．(2)在匀强电场中，电场力做的功W ＝________，其中d 为沿________________的位移．2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到__________位置时电场力所做的功．(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于________________________，即W AB ＝____________.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷____________的电势能规定为零，或把电荷在________表面上的电势能规定为零．3．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．(2)定义式：φ＝____________.(3)电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因__________的选取的不同而不同．(5)沿着电场线方向电势逐渐 ．4．电势差：U AB ＝________.单位：伏(V)．5．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____________方向的距离的乘积．即U ＝Ed ，也可以写作E ＝U d. 6．等势面(1)定义：电场中____________的各点构成的面．(2)特点：①电场线跟等势面________，即场强的方向跟等势面________．②在________上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是从__________的等势面指向__________的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度________；反之________．考点一 电势高低及电势能大小的判断:例1．某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是A ．c 点场强大于b 点场强B ．a 点电势高于b 点电势C ．若将一试探电荷+q 由a 点释放，它将沿电场线运动到b 点D ．若在d 点再固定一点电荷-Q ，将一试探电荷+q 由a 移至b 的过程中，电势能减小跟踪训练1-1如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 和c 关于MN 对称、b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是( )A ．b 点场强大于d 点场强B ．b 点场强小于d 点场强C ．a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差D ．试探电荷＋q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能跟踪训练1-2．如图所示，在x 轴上关于原点O 对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q 和-Q ，x 轴上的P 点位于-Q 的右侧．下列判断正确的是 A ．在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同 B ．在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同C ．若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点，电势能增大D ．若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点，电势能减小 跟踪训练1-3. 如图所示，某区域电场线左右对称分布，M 、N 为对称线上的两点．下列说法正确的是A. M 点电势一定高于N 点电势B. M 点场强一定大于N 点场强C. 正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能D. 将电子从M 点移动到N 点，电场力做正功考点二 电场力做功及电场中的功能关系例2 竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m 的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F 将小球向下压至某位置静止．现撤去F ，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W 1和W 2，小球离开弹簧时速度为v ，不计空气阻力，则上述过程中 ( )A ．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B ．小球的重力势能增加－W 1C ．小球的机械能增加W 1＋12m v 2 D ．小球的电势能减少W 2跟踪训练2-1 如图6所示，真空中的匀强电场与水平方向成15°角，AB 直线垂直匀强电场E .现有一质量为m 、电荷量为＋q 的小球在A 点以初速度大小为v 0方向水平向右抛出，经时间t 小球下落到C 点(图中未画出)时速度大小仍为v 0，则小球由A 点运动到C 点的过程中，下列说法正确的是 ( )A ．小球的电势能减小B ．电场力对小球做功为零C ．小球的机械能一定减小D ．C 可能位于AB 直线的左侧考点三 带电粒子在电场中做曲线运动时，能的转化与守恒例3 三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10 V 、20 V 、30 V ．实线是一带负电荷的粒子仅在电场力的作用下在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a 、b 、c 三点，下列说法中正确的是 ( )A ．带电粒子一定是先经过a ，再到b ，然后到cB ．带电粒子在三点所受电场力的大小F b >F a >F cC ．带电粒子在三点动能E k c >E k a >E k bD ．带电粒子在三点电势能的大小相等跟踪训练3-1．图中虚线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势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26 eV 和5 eV .当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV，它的动xO能应为()A．8 eV B．13 eV C．20 eV D．34 eV跟踪训练3-2．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子．运动轨迹如图中虚线所示．则()A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增加C．a的加速度将减小，b的加速度将增加D．两个粒子的电势能一个增加一个减小跟踪训练3-3 如图所示，在圆心处固定一正点电荷Q，大圆半径是小圆半径的2倍，一检验电荷q在Q的电场中由点M向点R运动．其运动轨迹为曲线MNR，下列说法中正确的是A．N点的电势低于M点电势B．N点电场强度是M点电场强度的2倍C．检验电荷q在N点的加速度是在M点加速度的4倍D．检验电荷q在M点的电势能大于在R点的电势能【课后练习】1．(2010·全国卷Ⅰ·16)关于静电场，下列结论普遍成立的是() A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零2．某静电场的电场线分布如图1所示，一负点电荷只在电场力作用下先后经过场中的M、N两点，过N点的虚线是电场中的一条等势线，则A．M点的电场强度小于N点电场强度B．M点的电势低于N点的电势C．负点电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．负点电荷在M点的动能小于在N点的动能3．如图，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是() A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B．负点电荷一定位于M点左侧C．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能D．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度4．如图，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称、b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是()A．b点场强大于d点场强B．b点场强小于d点场强C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能5．将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W＝6×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2＝7×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系()A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞06.如图在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动．已知金属块在移动的过程中，力F做功32 J，金属块克服电场力做功8 J，金属块克服摩擦力做功16 J，重力势能增加18 J，则在此过程中金属块的A．动能减少10 J B．电势能增加24 JC．机械能减少24 J D．内能增加16 J7.如图9所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝2 3 m，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个带电荷量q＝－2×10－6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10－5 J，由B移到C的过程中电场力做功6×10－6 J，下列说法正确的是A．B、C两点的电势差U BC＝3 VB．A点的电势低于B点的电势C．负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D．该电场的场强为1 V/m8．(2011烟台一模单科)如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆，圆心处为一个点电荷．现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个质量和电荷量大小都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到圆周c上的M、N两点，以下判断正确的是( )A．两粒子带同种电荷B．两粒子带异种电荷C．到达M、N时两粒子速率仍相等D．到达M、N时两粒子速率v M> v N9．(2011枣庄一模)在电荷量分别为+2q和-q的两个点电荷形成的电场中，电场线分布如图所示．在两点电荷连线的中垂线上有a、b两点，则以下说法正确的是A．a点的电势等于b点的电势B．a点的电场强度大于b点的电场强度C．将负试探电荷从a点向b点移动的过程中电场力做正功D．负试探电荷在a点具有的电势能比在b点具有的电势能小10．一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图10所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：(1)A、B两点的电势差U AB；(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小．。