物理第十章 静电场中的能量1 电势能和电势优秀习题课件ppt

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新课探究静电力做功特点电势能概念、性质电势定义、单位、性质电势能、电势的增减判断方法
理解电势能的概念，掌握电势能的性质
知道静电力做功与路径无关
知道电势的定义方法和定义式、单位
掌握电势能及电势的增减判断方法
重力做功只与物体运动的初末位置高度差有关，与运动路径无关。
如图，质量为m的物体，分别沿1、2、3号路径，从平面A运动至平面B。根据做功的定义，有W1=W2=W3=mgh1
做功=力×力的方向上发生的位移因重力方向竖直向下，所以只需找到竖直方向上的位移即可，也就是A、B平面的竖直高度差h1。
重力势能具有相对性，选择不同的零势能面，物体的重力势能数值是不同的，但重力势能的差值是一定的。
某点的重力势能，等于物体从该点运动到零势能面时重力所作的功
静电力做功只与电荷运动的初末位置有关，与电荷运动路径无关。
匀强电场中静电力做功： ，其中d为沿着电场力方向的位移。相当于重力做功中的高度差。
电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点，电场力做的功。
电荷在静电场中具有的势能。用Ep来表示。
电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无限远或大地的电势能规定为零。
静电力做功等于电势能的减少量:电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。
静电力做功与电势能变化的关系
判断力做正负功，根据力（F）的方向与速度（V）方向的夹角（ ）判断：当 时，力（F）做正功；当 时，力（F）做负功；当 时，力（F）不负功。
系统性：我们习惯上说成电荷的电势能，实际电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的。
相对性：电势能大小与选定的零势能点有关。因此，确定电荷的电势能，应先确定零势能点。
标矢性：电势能是标量，有正负但没有方向。
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V, 1 V＝1J/C。
电势的大小，与选取的零势能点有关。（电势的定义与电势能有关，电势能具有相对性）
电势是标量，没有方向，但有正负
电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关
因电势能和电势均具有相对性，两者大小不固定。而电场强度是电场本身决定的，是绝对的。因此，电势能、电势的大小与电场强度无任何关系。
电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。（与电荷正负无关）
对于正（负）电荷，电势越高，所在位置电势能越大（小）。（即正电荷的电势能与电势同变化，负电荷反变化）
同种电荷相距越近（远），电势能越大（小）；异种电荷相距越近（远），电势能越小（大）。
电性法是做功法的延伸：同种电荷靠近时，彼此间的电场力做负功，所以电势能增加；同理，异种电荷靠近时，电势能减小。
只有电场力做功时，电荷的动能增加（减少），则电势能减少（增加）。因能量守恒，电荷动能与电势能互相转化，总量不变。
沿电场线方向，电势降低。
离正场源电荷越近，电势越高；离负场源电荷越近，电势越低。
对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
场源电荷法是电场线法的延伸，更适合多个场源电荷形成的复杂场的环境。
应用电场线法时，不必考虑电荷正负。其次，应注意是沿电场线方向，不是沿电场线。
图像斜率 ，因静电力做功等于电势能的减少量: ，则 ，斜率 。 图像斜率为电场力大小。
1．（静电力做功特点）如图所示，正电荷q在匀强电场E中分别沿直线AB、折线AMB运动。已知AB间的距离为l，AM间的距离为d。AM方向平行于电场线，BM方向垂直于电场线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是（　　）A．电荷沿直线AB运动时，静电力做功为qElB．电荷沿直线AB运动时，静电力做功为qEdC．电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为0D．电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为qEl
【解析】电场力做功与路径无关，只跟初末位置的电势差有关，故电荷沿直线AB运动和沿折线AMB运动时电场力做功均相同，为 ；B正确。
2．（电势能、电势增减判断）下列关于电势高低的判断正确的是（       ）A．正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点电势一定较高B．正电荷只在电场力作用下从A点移到B点，A点电势一定较高C．负电荷从A点移到B点，克服电场力做功，A点电势一定较高D．负电荷从A点移到B点，电势能增加，A点电势一定较低
【解析】正电荷在电势越高的地方电势能越大，故 ，A错误；只在电场力作用下从A点移到B点，说明电场力做正功，故 ，B错误；负电荷从A点移到B点，克服电场力做功，电势能增加，由负电荷的电势与电势能反变化可知， ，C正确，D错误。
3．（电势能、电势增减判断）(多选)下列说法中，正确的是（ ）A.当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大 D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小
【解析】无论是同号点电荷还是异号点电荷，它们靠近时库仑力均增大。因此，选项D错误。同号电荷靠近时，库仑力做负功，电势能增大。异号电荷靠近时，电场力做正功，电势能减少。因此选项C错误。选项AB正确
4．（ 图像）（多选）两个点电荷 、 固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近 （位于坐标原点），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是（　　）A．M点电势为零，N点场强为零B．M点场强为零，N点电势为零C． 带负电， 带正电， 且电荷量较小D． 带正电， 带负电， 且电荷量较小
【解析】由图知，M点电势能EP=0由 分析得知，M点电势 ； 图像的斜率为电场力；则知N点场强为零， B错误A正确；根据正电荷在电势高处电势能大，可知，带正电的试探电荷从远处移近Q2的过程中，电势能先减小后增大，电势先降低后升高，说明Q1带负电，Q2带正电，N点场强为零，由 知，Q2电荷量较小，D错误C正确。
5．（通过电场线与运动轨迹判断电势能、电势增减）图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（     ）A．M点的电势高于N点的电势B．M点的场强大于N点的场强C．粒子在M点的速度大于在N点的速度D．粒子在N点的电势能大于在M点的电势能
【解析】根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势。故A正确；M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，故B错误；由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左上方，对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，在M点的动能小于在N点的动能，在M点的速度小于在N点受到的速度．故CD错误．故选A．
完成《10.1电势能和电势同步分题型练习题》