山东省2018_2019学年高中物理第一章静电场第4节电势能和电势讲义（含解析）新人教版

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1、第4节电势能和电势1.静电力做功与路径无关，只与电荷的初、末位置有关；静电力做的功等于电势能的减少量。2．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。3．沿电场线方向，电势逐渐降低。4．电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。5．无论粒子电性如何，当粒子垂直进入匀强电场后，电场力一定做正功。一、静电力做功的特点在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。二、电势能1．概念电荷在静电场中具有的势能。用Ep表示。2．静电力做功与电势能变化的关系

2、静电力做的功等于电势能的减少量，WAB＝EpA－EpB。3．电势能的大小电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。4．零势能位置电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。三、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．公式：φ＝。3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1V＝1J/C。　4．特点(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取无穷远或地球为零电势位置。(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没

3、有方向，但有正负。5．与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。四、等势面1．定义电场中电势大小相同的各点构成的面叫做等势面。2．等势面与电场线的关系(1)电场线跟等势面垂直。(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。1．自主思考——判一判(1)只要电荷在电场中移动，电场力一定做功。(×)(2)电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。(√)(3)电势有正、负，是矢量。(×)(4)在匀强电场中沿电场线方向，电势降低最快。(√)(5)等势面上，不仅各点电势相同，电场强度也一定相同。(×)(6)电势能是相对的，规

4、定不同的零势能点，电荷在电场中某点的电势能不同。(√)2．合作探究——议一议(1)一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点，电场力对该电荷做功吗？提示：不做功。由功的定义式可知，电荷运动一周位移为0，故电场力一定不做功。(2)电势能与重力势能类似，也有正负，其正负有何意义？提示：电势能为正值时，表明电荷在该处电势能大于零；当电势能为负值时，表明电荷在该处电势能比零小。(3)为何说当电荷沿等势面移动时，电场力不做功？提示：由于电场线与等势面垂直，即电荷所受的电场力与等势面垂直，即当电荷沿等势面移动时，电场力方向始终与速度方向垂直

5、，电场力不做功。对电场力做功的理解1．匀强电场中电场力做功的计算W＝qELcosθ，其中θ为电场力与位移间夹角。2．电场力做功的正负判断(1)根据电场力和位移方向的夹角判断：夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力做负功；电场力和位移方向垂直时不做功。此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况的判断。(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时不做功。此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电

6、场力做负功；若电势能减小，则电场力做正功。(4)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断：若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。1．如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功为W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则(　　)A．W1＞W2　　　　　B．W3＜W2C．W1＝W3D．W1＜W3解析：选C　电场力做功只与开始和结束位置有关，与路径无关。因此选项C正确

7、。2．两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为(　　)A．0B．qElC．2qElD．πqEl解析：选C　电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做的功为qEl，共为2qEl，故C正确。3．如图，光滑绝缘水平面上相距3L的A、B两点分别固定正点电荷Q1与Q2，与B点相距L的C点为连线上电势最低处。若可视为质点的滑块在BC中点D处，以初速度v0水平向右运

8、动，且始终在A、B之间运动。已知滑块的质量为m、带电量为＋q，则(　　)A．滑块从D向B的运动过程中，电场力先做正功后做负功B．滑块沿B→A方向运动过程中，电势能先增加后减小C．A、B之间，场强为零的地方应该有两处D．两点电荷的电量之比为Q1∶Q2＝4∶1解析：选D　沿电场强度的方向电势降