选修3-1 006电势和等势面
人教版高中物理选修3-1《静电场》电势能和电势课件
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
b
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
一、如何比较电荷电势能的大小呢？
根据电场力做功的正负判断： 电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。
二、如何判断电势的高低呢？
沿着电场线的方向，电势逐渐降低。
例4. 如图所示,在同一条电场线上有A . B
.C 三点,将 q=-6×10 -6C的点电荷由A点移动
到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变
化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力 做什么功A?做多少功?电C势能变B化了多少?
A 5V
C 2V
B 0
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。 2、几种常见的等势面
(对于非匀强电场也适用)
一、静电力做功的特点
与电荷的始、末位置有关，与电 荷经过的路径无关。
做功的过程是一个
能量转化的过程，
那么电场力做功的
过程是什么能转化
为什么能呢？
+
A
B
如图所示，在 一个正电荷Q形 成的电场中，将 +q从A点由静止 释放，只在电场 力的作用下，该 电荷怎么运动？ 电场力做正功还 是负功？点电荷 +q的动能怎么变？
5、重电力势势能能是是电物荷体和和电地场球所所共共有有的的，，具有系统 性 6、具电有势系能统是性标量，负值说明该点的电势能 小于零。
由此可见，电场力做功与重力做功，电势能 与重力势能都很相似，所以大家在学习电势 能过程中应该多联系重力做功与重力势能的
比较同一电荷在A、B两点的电势能的大小
+ A+
⑴电场方向由A→B还是B→A？ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？ (3)如果取A B点为零势能B 点，A点的电势 能是多少？
高中物理选修3-1知识总结即公式总结
物理选修3-1知识点即公式总结第一章 电场一．电场基本规律 1．电荷 电荷守恒定律。
自然界中只存在正、负电荷。
(1)三种带电方式：摩擦起电—掠夺式、接触起电—均分式、感应起电—本能式(2)元电荷：最小的带电单元，自然界任何物体的带电荷量都是元电荷(e=1.6×10-19c)的整数倍，电子、质子的电荷量都等于元电荷，但电性不同，前者为负，后者为正。
2．库伦定律：(1)定律内容：真空．．中两个静止点电荷．．．．．之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式：122kQ Q F r=k=9.0×109N ·m 2/C 2——静电力常量。
q 1、q 2是电荷带电量(C) r 是两个电荷的距离(m) (3)适用条件：真空中静止的点电荷。
二．电场 力的性质：1．电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度E ：(1)定义：电荷在电场中某点受到的电场力F 与电荷的带电量q 的比值，就叫做该点的电场强度。
(2)定义式：FE q=． E 与F 、q 无关，只由电场本身决定。
E 是电场强度(N/C 或V/m ²均可，1N/C=1V/m ²)F 是电场力(N) q 是电荷量(C)(3)电场强度是矢量：大小：在数值上为单位电荷受到的电场力。
方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与E 的方向相反。
(4)单位：N/C,V/m 1N/C=1V/m (5)其他的电场强度公式 ①点电荷的场强公式：2kQE r =——Q 场源电荷；E 是点电荷电场强度(N/C 或V/m ²均可，1N/C=1V/m ²)；k 是静电力常量(=9.0×109N •m²/C ²) ；Q 是点电荷带电量(C) r 是半径(m)； ②匀强电场场强公式：UE d=——d 沿电场方向等势面间距离；U AB 是A ．B 两点的电势差(V) d 是距离(m)；E 是电场强度(N/C 或V/m ²均可，1N/C=1V/m ²) (6)场强的叠加：遵循平行四边形法则3．电场线：(1)意义：形象直观描述电场强弱和方向的理想模型，实际上是不存在的 (2)电场线的特点：①电场线起于正电荷(无穷远)，止于(无穷远)负电荷 ②不封闭，不相交，不相切。
鲁科版 物理 选修3-1课本习题第一、二章答案
第一章 静电场 第1节 静电现象及微观解释课本习题1．D2．B3．解答：可以是A 、B 都带电，A 、B 带异种电荷相互吸引；也可以只有A 或B 带电，带电小球由于静电感应吸引轻小物体。
说明：该题答案并不唯一，可鼓励同学们发表自己的看法，再由同学们或教师归纳总结。
同时可复习静电力的相互作用规律。
4 解答：能。
先将丝绸和玻璃棒相互摩擦过的地方充分接触，然后再分别将两者用验电器检验是否带电。
由于两者带的是异种电荷，充分接触时，两者所带的电荷会被部分或全部中和，从而使验电器的金属箔的张开幅度减小或完全闭合。
5．解答：小球a 向左摆动，接触金属球b 后迅速弹开。
当绝缘金属球b 带上电荷后，由于静电感应，会使小球口靠近b 的一侧带上与b 的电性相反的电荷，而远离a 的一侧带上与b 的电性相同的电荷，虽然口的两侧所带的电荷电量相同，但由于它们离球b 的距离不一样，因此a 、b 两球表现为相互吸引，从而使小球a 向左摆动。
当两球接触后，整个a 球带上了与b 球的电性相同的电荷，因而两球相互排斥。
说明：本题要注意解释何为绝缘金属球，要与绝缘体相区别。
6．解答：如果让一个金属球带上正电荷，它的质量是减少的，因为它失去了电子；如果让它带上负电荷，它的质量是增加的，因为它得到了电子。
说明：教师应说明减少或增加的质量非常小，在一般情况下可忽略不计。
7．解答：(1)由于静电感应。
(2)可在传送带上镀银或增加空气湿度。
第2节 静电力 库仑定律课本习题1．解答：由库仑定律得，它们之间的静电力变为3F ；由库仑定律得，它们之间的静电力变为F /9。
2．解答：氢原子核对核外电子的静电引力提供电子做匀速圆周速动的向心力。
静电力大小22re k F = 由匀速圆周运动规律得r v m F 2= 所以rv m r e k 222= 从上式可得速率 所以周期krm e r v r T ππ22== 3．解答：如下右图所示，对右边小球进行受力分析，它受重力G 、静电力F 1、细线拉力F 2。
高中物理选修3-1第一章知识点总结
高中物理选修3-1第一章知识点总结高中物理学习过程中，需要掌握好选修3-1第一章的重点知识点，下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1第一章知识点，希望对你有帮助。
高中物理选修3-1第一章知识点(一)1. 电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意：系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。
(3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。
(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的，与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
)(6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
(7)电势能是标量。
3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
高中物理选修3-1第一章知识点(二)1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况导体内腔不受外界影响：接地导体空腔外部不受内部电荷影响：3. 静电屏蔽的本质：静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋5. 静电平衡导体的特性：(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直高中物理选修3-1第一章知识点(三)1. 点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
VS质点2. 带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小;②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3. 影响电荷间相互作用的因素：①距离;②电量;③带电体的形状和大小4. 库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
高中物理选修3-1 知识点总结
物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。
2．两种电荷自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．同种电荷相斥，异种电荷相吸．（相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？）不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电○1摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电．（正负电荷的分开与转移）○2接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)．（电荷从物体的一部分转移到另一部分）○3感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动．（电荷从一个物体转移到另一个物体）三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C，所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是1.6×10－19C的整数倍．）3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
物理选修3-1知识点
物理选修3-1知识点物理选修3-1是高中物理的重点学习内容，为了方便同学们复习，接下来店铺为你整理了物理选修3-1知识点总结，一起来看看吧。
物理选修3-1知识点：静电场一、基本规律1.电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创生，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
(2)变式表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
2.库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
二、电场力的性质1.电场强度定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做电场强度。
电场强度是反映电场的力的性质的物理量，与试探电荷的电荷量q及其受到的静电力F都无关。
2.电场线：为了形象地了解和描述电场中各点的电场强度的大小和方向而假想的线，电场线并不是带电粒子的运动轨迹。
其特点：(1)电场线是起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷的不闭合的曲线;(2)电场线在电场中不相交;(3)用电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线上某点的切线方向描述该点的电场强度的方向。
实例：(1)匀强电场的电场线是间距相等、互相平行有方向的直线;(2)等量同(异)种电荷连线和中垂线上电场强度和电势的特点。
三、电场能的性质1.能量描述(1)电势能：电荷在电场中具有的势能。
与重力势能类比，电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2)电势：电荷在电场中的某一点的电势能与它的电荷量的比值。
(3)等势面：电场中电势相同的点构成的面。
其特点：①等势面垂直电场线;②电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，等势面的疏密程度可表示电场强度的大小;③任意两个等势面都不会相交;④在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
2.能量量度(1)电场力做功的特点：电场力对电荷做的功只与电荷的初、末位置有关，而与电荷经过的路径无关;电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减小，电场力对电荷做负功时，电荷的电势能增加。
高二物理选修3-1(理科生)_《电势能和电势》知识要点和常见题型
第四节电势能和电势【知识要点】要点一判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低．1．在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低．2．电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负．3．利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低．4．根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点．要点二理解等势面及其与电场线的关系1．电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功．2．在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密，电场也强，反之则弱．3．已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面．4．电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的．要点三等势面的特点和应用1．特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交．(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集．在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面．2．应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别．(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况．(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.【问题探究】1.重力做功和静电力做功的异同点如何？相关因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的大小正负电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势的正负相同．负点电荷(－q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系φ＝E pqE p＝qφ3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图1－4－5所示．图1－4－5(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如图1－4－6所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φA>φA′；在中垂线上φB＝φB′.图1－4－6(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图1－4－7所示，在AA′线上O点电势最低；在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和B、B′对称等势．图1－4－7【例题分析】一、电势能【例1】下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少答案 D解析电荷的电势能与电场强度无直接关系，A、B错误；如果电荷的初速度为零，电荷只在静电力的作用下，做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能减少，但如果电荷的初速度不为零，电荷可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确．二、判断电势的高低【例2】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3 J，则M、N、P三点电势高低关系是________．答案φN>φM>φP解析首先画一条电场线,如上图所示.在中间位置附近画一点作为M点.因为由M→N静电力做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.【对点练习】1.有一电场的电场线如图1－4－9所示，图1－4－9电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则() A．E A>E B，φA>φBB．E A>E B，φA<φBC．E A<E B，φA>φBD．E A<E B，φA<φB2．有关电场，下列说法正确的是()A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零3．将一个电荷量为－2×10－8 C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8 J，则M点电势φM＝________ V．若将该电荷从M点移到N点，静电力做功14×10－8 J，则N点电势φN＝________ V，MN两点间的电势差U MN ＝________ V.4．如图1－4－10所示．图1－4－10(1)在图甲中，若规定E p A＝0，则E p B________0(填“>”“＝”或“<”)．(2)试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况．【常见题型】题型一静电力做功和电势能变化之间的关系如图1所示，图1把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势U A＝15 V，B点的电势U B＝10 V，则此过程中静电力做的功为________ J.[思维步步高] 电势能变化和静电力做功有什么关系？负电荷从A点移动到B，静电力做正功还是负功？静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系？[解析]将电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势能为E p A＝qU A，B点的电势能为E p B＝qU B，静电力做功等于电势能变化量的相反数，即W＝E p A－E p B＝－2.5×10－8 J.[答案]增加－2.5×10－8 J[拓展探究]如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷的带电荷量是5×10－9 C，电势能怎么变化？静电力做功如何？[答案]减少 2.5×10－8 J增加－2.5×10－8 J[解析]如果把该电荷从B点移动到A点，静电力做正功，电势能减少．静电力做功为2.5×10－8 J；如果电荷的带电性质为正电荷，从B点移动到A点，静电力做负功，电势能增加了，静电力做负功，数值为－2.5×10－8 J.[方法点拨]电场中的功能关系：①静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值．②电荷仅受静电力作用时，电荷的电势能与动能之和守恒．③电荷仅受静电力和重力作用时，电荷的电势能与机械能之和守恒.题型二电场中的功能关系质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为F ＝⎩⎨⎧ 0，0<r <r 1，－F 0，r 1≤r ≤r 2，0，r >r 2.式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2－r 1)，取无穷远为零势能点．下列U －r 图示中正确的是( )[思维步步高] 零势能面的规定有何用处？无穷远处的势能和r ＝r 2处的势能是否相同？当r <r 1之后势能怎么变化？[解析] 从无穷远处电势为零开始到r ＝r 2位置，势能恒定为零，在r ＝r 2到r ＝r 1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此过程图象为A 、B 选项中所示；r <r 1之后势能不变，恒定为－U 0，由引力做功等于势能减少量，故U 0＝F 0(r 2－r 1)．[答案] B[拓展探究]空间存在竖直向上的匀强电场，图2质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图2所示，在相等的时间间隔内( )A．重力做的功相等B．静电力做的功相等C．静电力做的功大于重力做的功D．静电力做的功小于重力做的功[答案] C[解析]根据微粒的运动轨迹可知静电力大于重力，故选项C正确．由于微粒做曲线运动，故在相等时间间隔内，微粒的位移不相等，故选项A、B错误．[方法点拨]电势能大小的判断方法：①利用E p＝qφ来进行判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时把电荷量和电势都带上正负号进行分析判断．②利用做功的正负来判断，不管正电荷还是负电荷，静电力对电荷做正功，电势能减少；静电力对电荷做负功，电势能增加.【课后作业】一、选择题1．一点电荷仅受静电力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点．点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B、E C表示，则E A、E B 和E C间的关系可能是()A．E A>E B>E C B．E A<E B<E CC．E A<E C<E B D．E A>E C>E B2．如图3所示电场中A、B两点，图3则下列说法正确的是()A．电势φA>φB，场强E A>E BB．电势φA>φB，场强E A<E BC．将电荷＋q从A点移到B点静电力做了正功D．将电荷－q分别放在A、B两点时具有的电势能E p A>E p B3．如图4所示，图4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，静电力做正功4．两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A．静电力做正功，电势能增加B．静电力做负功，电势能增加C．静电力做负功，电势能减少D．静电力做正功，电势能减少5．如图5所示，图5O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，比较O、P 两点的电势和场强大小()A．φO＝φP，E O>E PB．φO＝φP，E O＝E PC．φO>φP，E O＝E PD．φO＝φP，E O<E P6．在图6中虚线表示某一电场的等势面，图6现在用外力将负点电荷q从a点沿直线aOb匀速移动到b，图中cd为O点等势面的切线，则当电荷通过O点时外力的方向()A．平行于abB．平行于cdC．垂直于abD．垂直于cd7．如图7所示，图7固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ.下列叙述正确的是()A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点；则该电荷克服静电力做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变二、计算论述题8．如图8所示，图8平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放．(1)求该粒子在x0处的电势能E p x0.(2)试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变．9.图9一根对称的“∧”型玻璃管置于竖直平面内，管所在的空间有竖直向上的匀强电场E.质量为m、带电荷量为＋q的小球在管内从A点由静止开始沿管向上运动，且与管壁的动摩擦因数为μ，管AB长为l，小球在B端与管作用没有能量损失，管与水平面夹角为θ，如图9所示．求从A开始，小球运动的总路程是多少？10．如图10所示，图10一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量＋q，质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度v A的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用．(1)求小环运动到A点的速度v A是多少？(2)当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力F B 是多少？参考答案 【对点练习】1.答案 D2.答案 D3.答案 －2 5 －7解析 本题可以根据电势差和电势的定义式解决． 由W SM ＝qU SM 得U SM ＝W SM q ＝－4×10－8－2×10－8V ＝2 V而U SM ＝φS －φM ，所以φM ＝φS －U SM ＝(0－2) V ＝－2 V 由W MN ＝qU MN 得U MN ＝W MN q ＝14×10－8－2×10－8 V ＝－7 V而U MN ＝φM －φN ，所以φN ＝φM －U MN ＝[－2－(－7)] V ＝5 V4.答案 (1)< (2)见解析解析(1)A→B 移动正电荷，W AB >0，故E p A >E p B ，若E p A ＝0，则E p B <0. (2)甲中从A→B 移动负电荷，W AB <0，E p A <E p B 乙中从B→A 移动负电荷，W AB >0，E p A <E p B . 【课后作业】 一、选择题1.答案 AD解析 点电荷在仅受静电力作用的情况下，动能和电势能相互转化，动能最小时，电势能最大，故E A ≥E B ，E A ≥E C ，A 、D 正确．2.答案 BC解析 场强是描述静电力的性质的物理量；电势是描述电场能的性质的物理量，二者无必然的联系．场强大的地方电势不一定大，电势大的地方，场强不一定大，另根据公式E p ＝φq 知，负电荷在电势低的地方电势能反而大．3.答案 AC解析 由图示电场线的分布示意图可知，MN 所在直线的电场线方向由M 指向N ，则M 点电势一定高于N 点电势；由于N 点所在处电场线分布密，所以N 点场强大于M 点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M 点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，静电力做负功．综上所述，A、C选项正确．4.答案 B解析异种电荷之间是引力，距离增大时，引力做负功，电势能增加．5.答案 A6.答案 D7.答案AD解析由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，静电力做正功，电势能减少，故A对，B错；负电荷由M点到N点，克服静电力做功，电势能增加，故C错；静电力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中静电力不做功，电势能不变，故D对．二、计算论述题8.答案(1)－qEx0(2)见解析解析(1)粒子由x0到O处静电力做的功为：W电＝－qEx0①W电＝－(0－E p x0)②联立①②得：E p x0＝－qEx0(2)在x轴上任取两点x1、x2，速度分别为v1、v2.F＝qE＝mav22－v21＝2a(x2－x1)联立得12mv 22－12mv21＝qE(x2－x1)所以12mv22＋(－qEx2)＝12mv21＋(－qEx1)即E k2＋E p2＝E k1＋E p1故在其运动过程中，其动能和势能之和保持不变．9.答案l tan θμ解析由题意知小球所受合力沿玻璃管斜向上，即qE sin θ>mg sin θ＋F f ，小球所受管壁弹力垂直管壁向下，作出受力分析如右图所示．小球最终静止在“∧”形顶端，设小球运动的总路程为x ，由动能定理知：qEl sin θ－mgl sin θ－μ(qE cos θ－mg cos θ)x ＝0，解得x ＝l tan θμ.10.答案 (1)qErm (2)6qE解析 (1)小球在A 点时所受的静电力充当向心力，由牛顿第二定律得：qE ＝mv 2A r解得v A ＝ qEr m(2)在B 点小球受力如右图所示，小球由A 运动到B 的过程中，根据动能定理qE·2r=221122B A mu mu -在B 点，FB 、qE 的合力充当向心力：2B B u F qE m r-=,得6B F qE =。
高二物理选修3-1电学知识点总结
高二物理选修3-1电学学问点总结电学是高二学生学习物理的重点内容，有哪些学问点须要了解?下面是给大家带来的高二物理选修3-1电学学问点，希望对你有帮助。
高二物理选修3-1电学学问点一、电场基本规律1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会歼灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
(1)三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。
(2)元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.610-19C密立根测得e的值。
2、库仑定律(1)定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式：k=9.0109N?m2/C2静电力常量(3)适用条件：真空中静止的点电荷。
二、电场能的性质1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。
2、电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。
(2)定义式：单位：伏(V)带正负号计算(3)特点：○1电势具有相对性，相对参考点而言。
但电势之差与参考点的选择无关。
○2电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。
○3电势的大小由电场本身确定，与Ep和q无关。
○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。
(4)电势凹凸的推断方法○1依据电场线推断：沿着电场线电势降低。
AB○2依据电势能推断：正电荷：电势能大，电势高;电势能小，电势低。
负电荷：电势能大，电势低;电势能小，电势高。
结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。
3、电势能Ep(1)定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置确定的能量。
电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2)定义式：带正负号计算(3)特点：○1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。
人教版高中物理选修3-1第四节 电势能和电势(等势面).docx
高中物理学习材料桑水制作第四节电势能和电势（等势面）【基础知识训练】1.关于等势面的说法，正确的是（）A．同一等势面、不同等势面上各点的电势都相等B．各等势面永不相交C．等势面总是和电场线垂直D．等势面都是封闭的曲面2.图13-7-1展示了等量异种点电荷的电场线和等势面。
关于场中的A、B、C、D四点，下列说法正确的是（）A．A、B两点的电势和场强都相同B．A、B两点的场强相同，电势不同C．C、D两点的电势和场强都不同D．C、D两点的电势相同，场强不同3.关于等势面、电场力做功和电场的关系，下列说法正确的是（）A．在等势面上移动电荷，电场力总是不做功B．电荷从A点移到B点，电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的C．在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的D．电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面4. 图13-7-2展示了不规则形状的带电导体周围的电场线和等势面。
从图中可以看出，越靠近导体，等势面的形状就越趋近导体表面的形状，这是因为，导体的表面本身就是一个，而且，导体内部的电势也处处相等，所以，导体是一个；而越是远离导体，等势面的形状就越趋近球面，这是因为，从足够远的地方看导体，它就是一个点电荷，而点电荷的就是球面。
5.电场线和等势面都可以形象、直观地描述电场。
由于电场线和等势面有着固定的空间位置关系，我们只要知道了其中之一，就可以根据相互关系描绘出另一个的情形。
而且，从测量方便性的角度看，我们一般是描绘更容易（填“电场线”或“等势面”）。
【能力技巧训练】6.图13-7-3展示了匀强电场的电场线和等势面。
针对它们的特点，下列说法正确的是（）A．该电场中，相临等势面的距离必然是相等的B．只要保证等势面和电场线垂直，等势面可以随意描绘C．相临等势面之间的电势差必须相等D．结合图13-7-2和图13-7-3可以看出，等势面的疏密也可以表征电场的强弱7.图13-7-4展示了等量同种点电荷的电场线和等势面。
人教版高中物理选修3-1：电场线、等势线与运动轨迹的综合分析
转换对象 思路立现
等势面→电场线
将等势面转化为电场线后，可以较容易地判断 出带电粒子的受力方向，确定电场力做功情况， 进而确定电势能的变化
[解析] 由题图等势面可知两固定的 等量异号点电荷的电场分布如图 所示。带负电的粒子在等量异号点电荷所 产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则 粒子在电场中做曲线运动。电场力对带负电的粒子先做正功
答案：CD
变式3（双选）图中5虚线为一组等距离的同心圆，圆心处 固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入
电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、 c三点是实线与虚线的交点。则该粒子( )
A．带负电
B．在c点受力最大
V
C．在b点的电势能大于在c点的电势能
V
D．由a点到b点的动能变化大于由b点
B． a虚线对应的粒子的加速度越来越大 C．b虚线对应的粒子的加速度大小不变 D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对
应的粒子的质量
• 4、解析 由于电场线没有明确方向，因此无法确 定三个带电粒子的电性；根据电场线的疏密程度 可知，a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚 线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒 子的加速度大小不变，故C选项正确；由于b虚线 对应的带电粒子所做的运动为匀速圆周运动，而c 虚线对应的粒子在不断地向场源电荷运动，故D 选项正确．
度 越大 ，反之__越__小______。
3.运动轨迹 带电粒子移动的路径（MN），带电粒子受力方 向指向运动轨迹的凹侧
F
典例1
（双选）一带电粒子从电场中的A点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受 的重力，则( ) BD A． A点的场强小于B点的场强 B．粒子带负电 C．粒子的加速度逐渐增加 D．粒子的速度不断减小 V
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挥公
实验中学
高一 物理 导学案
编号：121X—L物理030 课型： 新授 上课时间： 第十六周 主备人： 高春青 审核人： 物理组 班级： 小组： 姓名： 评价： 成绩：
1
课题：电势和等势面
学 习 内 容 个 性 笔 记
【学习目标】
1.理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
2.了解电势与电场线的关系以及电势与电势能之间的关系。
3.了解几种典型电场的等势面，明确等势面的意义及与电场线的关系。并且
知道电场力做功与等势面上的特点。
【学习重点】
理解电势的定义及物理意义，了解电势与电场线的关系，掌握几种典型电场
的等势面，能够总结几种判断电势高低的方法。
【大纲要求】
电势与等势面高考属于二级要求，尤其是能够熟练运用等势面的知识解决相
关问题。
【知识回顾】
1.电势能的定义及与静电力做功的关系？
2.总结一下你所知道的判断电势能高低的方法？
3.怎样计算电势能？
【问题导学】
一.电势
1.在重力场中可以把物体的重力势能与它的质量的比值定义为重力势。如果
物体在地面上的重力势能为零，试写出重力势的表达式
____________ 。
2.类比重力势的定义写出电势的定义
（1）定义：________________________________________________ 的比值，
叫做这一点的电势。用______表示。标量，只有大小，没有方向，但有正
负。
（2）公式：______ （与试探电荷______）
（3）单位：______
（4）电势与电场线的关系：____________________________________.
（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，
即电势的数值决定于零电势的选择．（通常大地或无穷远默认电势为零）
(6) 正试探电荷沿电场线方向移动，其电势能____________，电势
____________ ，故沿电场线方向电势________________________ 。
【典例1】
把q=4×10-9C的试探电荷放在电场中的A点,具有6×10-8J的电势能,求A点
的电势A.
二.等势面
⑴定义：__________________________________________
⑵请你概括等势面的性质：
⑶等势面的用途：
⑷画出几种电场的电场线及等势面（教材P19图1.4—5）
⑸电场中两个电势不同的等势面能不能相交？说明理由。
【典例2】
如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，相邻
两等势线间的电势差相等，一正的点电荷经过等
势线3时，具有动能20J，运动到等势线1时
动能为零，令02，则当该电荷的电势能为
4J时，动能为______J．（提示：电场中的能量守恒：在电场中只有电场力做
功，将发生电势能和动能的相互转化，电势能和动能的和保持不变）
挥公
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编号：121X—L物理030 课型： 新授 上课时间： 第十六周 主备人： 高春青 审核人： 物理组 班级： 小组： 姓名： 评价： 成绩：
2
【巩固训练】
1．在静电场中有A、B两点，关于这两点的场强和电势的关系，下列说法正
确的是（ ）
A．若场强相等，则电势一定相等
B．若电势相等，则场强一定相等
C．电势高处场强一定大
D．场强大处，电势反而可能低
2．关于电势与电势能的说法中正确的有（ ）
A．在电场中，电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能就越大
B．在电场中某一点，若放入的电荷电量越大，它所具有的电势能越大
C．在正的点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所
具有的电势能
D．在负的点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所
具有的电势能
3.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（ ）
A．电场强度 B．同一电荷所受电场力
C．电势 D．同一电荷具有的电势能
4. 一个带正电的质点，电量q=2.0×l0-9C，在静电场中由a点移到b点，在
这个过程中，除电场力外，其他力做功6.0×10-5J，质点的动能增加了8.0
×l0-5J，则a，b两点的电势差φa－φb为（ ）
A. 3×l04V B. 1×l04V C. 4×l04V D. 7×l04V
5.有一电场的电场线如图1所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别
用Ea、Eb和a、b表示，则（ ）
A．EA＞EB A＞B
B．．EA＞EB Ａ＜Ｂ
C．EＡ＜EＢ ，A＞B
D．EＡ＜EＢ Ａ＜Ｂ
6.如图2，A、B为两等量异号点电
荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的
中点，ab＝bc，则（ ）
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相同
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功
7.如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面，
且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电粒
子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N
是这条轨迹上的两点，则下面说法中正确的是（ ）
A. 三个等势面中，a的电势最高
B. 对于M、N两点，带电粒子通过N点时电势能较大
C. 对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大
D. 带电粒子由M运动到N时，加速度增大
8．带同种电荷的A、B球，质量分别为m和2m，开始均静止在光滑的绝缘水
平面上。现将两个小球由静止同时释放，时刻t，A球的速率为v；从释放到
时刻t，A、B两球的电势能改变量为_________________
【课堂小结】
【学习反思】