还剩52页未读，
继续阅读
人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场4 电势能和电势图文ppt课件
展开
这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场4 电势能和电势图文ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了零电势能，无穷远处，电势能，零势能，电荷量，零电势，无穷远，电场本身，不做功等内容，欢迎下载使用。
1.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_____位置和_____位置有关,与电荷经过的_____无关,这跟重力做功的特点类似。
2.电势能:任务驱动 重力做功与路径无关,电场力做功也与路径无关,重力与电场力存在着相似的性质。重力做功引起了重力势能的变化,电场力做功会引起什么能的变化?提示:电场力做功会引起电势能的变化。
(1)定义:电荷在电场中所具有的_____,单位是焦耳(J)。(2)标矢性:电势能是_____,但有正、负之分。当电荷的电势能为正值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能___;为负值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能___。
(3)相对性:电势能是相对的,只有当_________位置确定以后,电荷在电场中某点的电势能才有确定的值。通常规定:电荷在大地表面或_________的电势能为零。
(4)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于_______的减少量。电荷在某点的电势能等于把它从这点移到_______位置时静电力做的功。(5)电势能变化:同一电场中,在同样的两点间,移动正电荷与移动负电荷,电荷的电势能的增减是_____的。
3.电势:(1)定义:电场中某一点的电势等于电荷在该点的_______与它的_______的比值。(2)公式:________。(3)单位:国际单位制中,电势的单位是_____,符号是V,1 V= ______。
(4)特点。①相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的_______的位置有关,一般情况下取_______或大地为零电势位置。②标矢性:电势是标量,只有大小,没有_____,但有_____。
③固有性:电势是表示电场_____属性的一个物理量,在电场中某点电势的高低由_________决定,与在该点是否有试探电荷、电荷的电性、电荷量_____。(5)与电场线关系:沿电场线方向电势_____得最快。
4.等势面:(1)定义:电场中_____相同的各点构成的面。(2)等势面特点。①沿同一等势面移动电荷,静电力_______。②等势面一定和电场线(或电场强度方向)_____。
(3)等势面的形状如图所示。
主题一 静电力做功的特点 电势能【问题探究】如图所示:让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿几条不同路径从A点运到B点。
试结合上述情景,讨论下列问题:(1)分别计算甲、乙、丙三图中静电力对电荷做功的多少。提示:可以根据功的公式W=FLcsθ计算出各种情况下电场力做的功。①图甲中,静电力对电荷所做的功W=F·|AB|=qE·|AB|=qE·|AM|。
②图乙中,静电力对电荷所做的功W=F·csθ|AB| =qE·|AM|。③图丙中,用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB,与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|,因此静电力对电荷所做的功W=W1+W2+W3+…=qE·|AM|。
(2)通过问题(1)中三种情况下的做功的数据,请总结静电力做功的特点。提示:静电力做的功只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。
(3)结合图甲,类比重力做功与重力势能的关系,思考静电力做功与电势能有什么关系。提示:在图甲中,正电荷从A移到B静电力做正功,电势能减少,正电荷从B移到A静电力做负功,电势能增加。重力做的功等于重力势能的减少量,即WG=EpA-EpB。类似地,静电力做功与电势能的关系为:静电力做功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB。
【探究总结】1.静电力做功的特点:(1)静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷经过的路径无关。该结论不仅适用于匀强电场,而且适用于非匀强电场。
(2)在匀强电场中,电场力做的功为W=qEd,其中d为沿电场线方向的位移。(3)电场力和瞬时速度方向的夹角为锐角时电场力做正功,夹角为钝角时做负功。
2.电势能的性质:(1)系统性:电势能由电场和电荷共同决定,但我们习惯说成是电场中的电荷所具有的电势能。(2)相对性:电势能是一个相对量,其数值与零势能点的选取有关。
(3)标量性:电势能是标量,有正负、无方向。电势能为正值表示电势能大于在参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于在参考点的电势能。
【拓展延伸】1.重力势能与电势能类比:
2.电场力做功与电势能变化的关系:WAB=EPA-EPB,电场做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
【典例示范】 在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,以下说法中正确的是( )A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 JB.B点的电势是15 VC.电荷的电势能增加了6×10-8 JD.电荷的电势能减少了6×10-8 J
【解析】选C。电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定零势能点,B点的电势、电势能才有确定的值,所以A、B错。克服静电力做功6×10-8 J,则电势能增加了6×10-8 J,所以C对,D错。
【规律方法】电势能增减的判断方法(1)做功判断法:无论正、负电荷,电场力做正功,电势能就减小,电场力做负功,电势能就增大。(2)由公式Ep=qφ判断:设φA>φB,当q>0时,qφA>qφB,即EpA>EpB。当q<0时,qφA
【探究训练】 (多选)如图,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是( )
A.粒子所受电场力沿电场方向水平向右B.粒子在M点的速率最小C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加
【解析】选B、C。带电粒子带负电,所以其受到的电场力的方向与电场方向相反,故电场力水平向左,故A错误;根据带电粒子的运动轨迹弯曲方向可知该粒子受到的电场力向左,在从N点运动到M点的过程中,电场力对电子做负功,速度减小,从M再向左运动时,电场力做正功,速率增大,所以粒子运动到M点时速率最小,故B正确;由于粒子是在匀强电场中运动的,受到的电场力的大小是
不变的,所以粒子在电场中的加速度也不变,故C正确;当电子向右运动的过程中,电场力对粒子做负功,电势能增加,在向左运动的过程中,电场力对粒子做正功,电势能减小,即粒子的电势能先增大后减小,故D错误。
【补偿训练】 1.(多选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图,乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线,O是连线的中点。现把正试探电荷分别在甲、乙两图中,从O点沿OA移动到无限远处,下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是( )
A.在甲图中,静电力做正功,电势能减小B.在甲图中,静电力不做功,电势能不变C.在乙图中,静电力做正功,电势能减小D.在乙图中,静电力不做功,电势能不变
【解析】选B、C。在甲图中,因为静电力方向与位移方向始终垂直,静电力不做功,所以电荷的电势能不变,故A错、B对;在乙图中,因为静电力方向沿OA方向,与位移方向一致,所以静电力做正功,电势能变小,故C对、D错。
2.在真空中有两个带正电的点电荷,分别置于M、N两点,M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量,A、B为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.q的电势能逐渐减小B.q的电势能逐渐增大C.q的电势能先增大后减小D.q的电势能先减小后增大【解析】选B。负电荷从A到B的过程中,电场力一直做负功,电势能增大,A、C、D错误,B正确。
主题二 电势 等势面【问题探究】 如图,在场强为E的匀强电场中,设O点的电势能为零,A为电场中的任一点,将电荷量为q、2q的正电荷分别放在A点。
(1)正电荷q、2q在A点的电势能的大小是怎样的?电势能与电荷量的比值的大小关系怎样?提示: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,设AO=l,则q在A点的电势能 =qElcsθ,
2q在A点的电势能 =2qElcsθ,故 > ;而 =Elcsθ, =Elcsθ,所以两者电势能与电荷量的比值的大小相等,我们将这一比值称为该点的电势。
(2)在上图中,设AO在电场方向的投影为A′O,则A点的电势φA=Elcsθ=E·A′O,如图所示,结合(1)中结论分析AA′上任意一点P的电势是多少,由此得出什么结论?
提示:由(1)中结论知:P点的电势φP=E·POcsθ′ =E·A′O=φA,由此可得AA′上各点的电势都相等,即在匀强电场中,垂直于电场方向上的同一平面(或直线)上各点电势都相等,称为等势面(或等势线)。
【探究总结】1.几种典型电场的等势面:
2.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空间两等势面不相交。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,是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。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,可以定性地比较其中两点场强的大小。
【拓展延伸】电势和电场强度的比较:
【典例示范】 (2018·天津高考)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是( )
A.vM
【解析】选D。电场线越密,电场强度越大,同一个粒子受到的电场力越大,根据牛顿第二定律可知其加速度越大,故有aMvN,EpMφN。
若粒子从N运动到M,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方向如图乙所示,故电场力做正功,电势能减小,动能增大,即vM>vN,EpMφN。综上所述,D正确。
【探究训练】如图所示,两个等量异种电荷在真空中相隔一定距离,OO′代表两点电荷连线的中垂面,在两点电荷所在的某一平面上取图示1、2、3三点,则这三点的电势大小关系是( )A.φ1>φ2>φ3 B.φ2>φ1>φ3C.φ2>φ3>φ1 D.φ3>φ2>φ1
【解析】选A。本题所涉及的是带等量异种电荷周围的电场线和等势面,先画出等量异种点电荷周围的电场线和等势面如图所示。根据沿着电场线方向电势越来越低,知φ1>φ2>φ3。A正确。
【补偿训练】1.(多选)如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、 为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是( )
A.b、d两点处的电势相同B.四个点中c点处的电势最低C.b、d两点处的电场强度相同D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
【解析】选A、B、D。根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知,b、d两点电势相同,电场强度大小相等、方向不同,选项A对,C错。c点电势为0,由a经b到c,电势越来越低,正电荷由a经b到c电势能越来越小,选项B、D对。
2.下列四个图中,a、b两点电势相等、电场强度也相等的是( )
【解析】选D。匀强电场的等差等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面,A中a、b两点不在同一等势面上,所以,这两点的电势是不相等的,但这两点的场强相等;B中a、b两点在同一个等势面上,电势相等,但这两点的场强大小相等、方向不同;C中a、b两点对称于两电荷的连线,所以电势相等,但在中垂线上场强的方
向是平行于中垂线的,而且都指向外侧,故两点场强的方向不同;在D中,a、b两点的电势相等,场强的方向是平行于两电荷连线方向的,而且方向相同。故选D。
3.(多选)如图所示,真空中M、N处分别放置两等量异种电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,d点和e点位于a等势线上,f点位于c等势线上,df平行于MN。以下说法正确的是( )
A.d点的电势高于f点的电势B.d点的电势与e点的电势相等C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点,则电场力先做正功、后做负功D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点,试探电荷的电势能增加
【解析】选A、B。电场线从M指向N,而沿电场方向电势降低,所以d点的电势高于f点的电势,A正确;d点和e点在同一条等势线上,所以两点电势相等,B正确;若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点,过程中电场力方向与运动方向夹角为钝角,所以电场力一直做负功,C错误;若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点,过程始末试探电荷的电势相等,所以电场力做功为零,电势能不变,D错误。
4.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为φP和φQ,则( )A.EP>EQ,φP>φQB.EP>EQ,φP<φQC.EPφQD.EP
1.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_____位置和_____位置有关,与电荷经过的_____无关,这跟重力做功的特点类似。
2.电势能:任务驱动 重力做功与路径无关,电场力做功也与路径无关,重力与电场力存在着相似的性质。重力做功引起了重力势能的变化,电场力做功会引起什么能的变化?提示:电场力做功会引起电势能的变化。
(1)定义:电荷在电场中所具有的_____,单位是焦耳(J)。(2)标矢性:电势能是_____,但有正、负之分。当电荷的电势能为正值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能___;为负值时,表示比电荷在零电势能位置的电势能___。
(3)相对性:电势能是相对的,只有当_________位置确定以后,电荷在电场中某点的电势能才有确定的值。通常规定:电荷在大地表面或_________的电势能为零。
(4)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于_______的减少量。电荷在某点的电势能等于把它从这点移到_______位置时静电力做的功。(5)电势能变化:同一电场中,在同样的两点间,移动正电荷与移动负电荷,电荷的电势能的增减是_____的。
3.电势:(1)定义:电场中某一点的电势等于电荷在该点的_______与它的_______的比值。(2)公式:________。(3)单位:国际单位制中,电势的单位是_____,符号是V,1 V= ______。
(4)特点。①相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的_______的位置有关,一般情况下取_______或大地为零电势位置。②标矢性:电势是标量,只有大小,没有_____,但有_____。
③固有性:电势是表示电场_____属性的一个物理量,在电场中某点电势的高低由_________决定,与在该点是否有试探电荷、电荷的电性、电荷量_____。(5)与电场线关系:沿电场线方向电势_____得最快。
4.等势面:(1)定义:电场中_____相同的各点构成的面。(2)等势面特点。①沿同一等势面移动电荷,静电力_______。②等势面一定和电场线(或电场强度方向)_____。
(3)等势面的形状如图所示。
主题一 静电力做功的特点 电势能【问题探究】如图所示:让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿几条不同路径从A点运到B点。
试结合上述情景,讨论下列问题:(1)分别计算甲、乙、丙三图中静电力对电荷做功的多少。提示:可以根据功的公式W=FLcsθ计算出各种情况下电场力做的功。①图甲中,静电力对电荷所做的功W=F·|AB|=qE·|AB|=qE·|AM|。
②图乙中,静电力对电荷所做的功W=F·csθ|AB| =qE·|AM|。③图丙中,用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB,与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|,因此静电力对电荷所做的功W=W1+W2+W3+…=qE·|AM|。
(2)通过问题(1)中三种情况下的做功的数据,请总结静电力做功的特点。提示:静电力做的功只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。
(3)结合图甲,类比重力做功与重力势能的关系,思考静电力做功与电势能有什么关系。提示:在图甲中,正电荷从A移到B静电力做正功,电势能减少,正电荷从B移到A静电力做负功,电势能增加。重力做的功等于重力势能的减少量,即WG=EpA-EpB。类似地,静电力做功与电势能的关系为:静电力做功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB。
【探究总结】1.静电力做功的特点:(1)静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷经过的路径无关。该结论不仅适用于匀强电场,而且适用于非匀强电场。
(2)在匀强电场中,电场力做的功为W=qEd,其中d为沿电场线方向的位移。(3)电场力和瞬时速度方向的夹角为锐角时电场力做正功,夹角为钝角时做负功。
2.电势能的性质:(1)系统性:电势能由电场和电荷共同决定,但我们习惯说成是电场中的电荷所具有的电势能。(2)相对性:电势能是一个相对量,其数值与零势能点的选取有关。
(3)标量性:电势能是标量,有正负、无方向。电势能为正值表示电势能大于在参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于在参考点的电势能。
【拓展延伸】1.重力势能与电势能类比:
2.电场力做功与电势能变化的关系:WAB=EPA-EPB,电场做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
【典例示范】 在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,以下说法中正确的是( )A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 JB.B点的电势是15 VC.电荷的电势能增加了6×10-8 JD.电荷的电势能减少了6×10-8 J
【解析】选C。电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定零势能点,B点的电势、电势能才有确定的值,所以A、B错。克服静电力做功6×10-8 J,则电势能增加了6×10-8 J,所以C对,D错。
【规律方法】电势能增减的判断方法(1)做功判断法:无论正、负电荷,电场力做正功,电势能就减小,电场力做负功,电势能就增大。(2)由公式Ep=qφ判断:设φA>φB,当q>0时,qφA>qφB,即EpA>EpB。当q<0时,qφA
【探究训练】 (多选)如图,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是( )
A.粒子所受电场力沿电场方向水平向右B.粒子在M点的速率最小C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加
【解析】选B、C。带电粒子带负电,所以其受到的电场力的方向与电场方向相反,故电场力水平向左,故A错误;根据带电粒子的运动轨迹弯曲方向可知该粒子受到的电场力向左,在从N点运动到M点的过程中,电场力对电子做负功,速度减小,从M再向左运动时,电场力做正功,速率增大,所以粒子运动到M点时速率最小,故B正确;由于粒子是在匀强电场中运动的,受到的电场力的大小是
不变的,所以粒子在电场中的加速度也不变,故C正确;当电子向右运动的过程中,电场力对粒子做负功,电势能增加,在向左运动的过程中,电场力对粒子做正功,电势能减小,即粒子的电势能先增大后减小,故D错误。
【补偿训练】 1.(多选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图,乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线,O是连线的中点。现把正试探电荷分别在甲、乙两图中,从O点沿OA移动到无限远处,下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是( )
A.在甲图中,静电力做正功,电势能减小B.在甲图中,静电力不做功,电势能不变C.在乙图中,静电力做正功,电势能减小D.在乙图中,静电力不做功,电势能不变
【解析】选B、C。在甲图中,因为静电力方向与位移方向始终垂直,静电力不做功,所以电荷的电势能不变,故A错、B对;在乙图中,因为静电力方向沿OA方向,与位移方向一致,所以静电力做正功,电势能变小,故C对、D错。
2.在真空中有两个带正电的点电荷,分别置于M、N两点,M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量,A、B为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.q的电势能逐渐减小B.q的电势能逐渐增大C.q的电势能先增大后减小D.q的电势能先减小后增大【解析】选B。负电荷从A到B的过程中,电场力一直做负功,电势能增大,A、C、D错误,B正确。
主题二 电势 等势面【问题探究】 如图,在场强为E的匀强电场中,设O点的电势能为零,A为电场中的任一点,将电荷量为q、2q的正电荷分别放在A点。
(1)正电荷q、2q在A点的电势能的大小是怎样的?电势能与电荷量的比值的大小关系怎样?提示: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,设AO=l,则q在A点的电势能 =qElcsθ,
2q在A点的电势能 =2qElcsθ,故 > ;而 =Elcsθ, =Elcsθ,所以两者电势能与电荷量的比值的大小相等,我们将这一比值称为该点的电势。
(2)在上图中,设AO在电场方向的投影为A′O,则A点的电势φA=Elcsθ=E·A′O,如图所示,结合(1)中结论分析AA′上任意一点P的电势是多少,由此得出什么结论?
提示:由(1)中结论知:P点的电势φP=E·POcsθ′ =E·A′O=φA,由此可得AA′上各点的电势都相等,即在匀强电场中,垂直于电场方向上的同一平面(或直线)上各点电势都相等,称为等势面(或等势线)。
【探究总结】1.几种典型电场的等势面:
2.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空间两等势面不相交。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,是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。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,可以定性地比较其中两点场强的大小。
【拓展延伸】电势和电场强度的比较:
【典例示范】 (2018·天津高考)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是( )
A.vM
【解析】选D。电场线越密,电场强度越大,同一个粒子受到的电场力越大,根据牛顿第二定律可知其加速度越大,故有aM
若粒子从N运动到M,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方向如图乙所示,故电场力做正功,电势能减小,动能增大,即vM>vN,EpM
【探究训练】如图所示,两个等量异种电荷在真空中相隔一定距离,OO′代表两点电荷连线的中垂面,在两点电荷所在的某一平面上取图示1、2、3三点,则这三点的电势大小关系是( )A.φ1>φ2>φ3 B.φ2>φ1>φ3C.φ2>φ3>φ1 D.φ3>φ2>φ1
【解析】选A。本题所涉及的是带等量异种电荷周围的电场线和等势面,先画出等量异种点电荷周围的电场线和等势面如图所示。根据沿着电场线方向电势越来越低,知φ1>φ2>φ3。A正确。
【补偿训练】1.(多选)如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、 为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是( )
A.b、d两点处的电势相同B.四个点中c点处的电势最低C.b、d两点处的电场强度相同D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
【解析】选A、B、D。根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知,b、d两点电势相同,电场强度大小相等、方向不同,选项A对,C错。c点电势为0,由a经b到c,电势越来越低,正电荷由a经b到c电势能越来越小,选项B、D对。
2.下列四个图中,a、b两点电势相等、电场强度也相等的是( )
【解析】选D。匀强电场的等差等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面,A中a、b两点不在同一等势面上,所以,这两点的电势是不相等的,但这两点的场强相等;B中a、b两点在同一个等势面上,电势相等,但这两点的场强大小相等、方向不同;C中a、b两点对称于两电荷的连线,所以电势相等,但在中垂线上场强的方
向是平行于中垂线的,而且都指向外侧,故两点场强的方向不同;在D中,a、b两点的电势相等,场强的方向是平行于两电荷连线方向的,而且方向相同。故选D。
3.(多选)如图所示,真空中M、N处分别放置两等量异种电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,d点和e点位于a等势线上,f点位于c等势线上,df平行于MN。以下说法正确的是( )
A.d点的电势高于f点的电势B.d点的电势与e点的电势相等C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点,则电场力先做正功、后做负功D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点,试探电荷的电势能增加
【解析】选A、B。电场线从M指向N,而沿电场方向电势降低,所以d点的电势高于f点的电势,A正确;d点和e点在同一条等势线上,所以两点电势相等,B正确;若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点,过程中电场力方向与运动方向夹角为钝角,所以电场力一直做负功,C错误;若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点,过程始末试探电荷的电势相等,所以电场力做功为零,电势能不变,D错误。
4.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为φP和φQ,则( )A.EP>EQ,φP>φQB.EP>EQ,φP<φQC.EP
相关课件
人教版 (新课标)选修3第一章 静电场综合与测试复习课件ppt： 这是一份人教版 (新课标)选修3第一章 静电场综合与测试复习课件ppt，共6页。
高中物理人教版 (新课标)选修32 库仑定律授课课件ppt： 这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 库仑定律授课课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了电荷量，控制变量法，远小于，理想化，静电力，点电荷等内容，欢迎下载使用。
高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场4 电势能和电势多媒体教学课件ppt： 这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场4 电势能和电势多媒体教学课件ppt，共23页。PPT课件主要包含了什么能转换为动能的呢，沿甲路径电场力做功，沿乙路径电场力做功，沿丙路径电场力做功，ABC，φ标量，JC1V，EP及q含符号，φA＞φB，BCD等内容，欢迎下载使用。
