一輪復(fù)習(xí)---電場(2) - 副本

1、一輪復(fù)習(xí)-電場（2）一靜電力做功的特點(diǎn)來源:.結(jié)合右圖，分析試探電荷q在場強(qiáng)為E的均強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運(yùn)動到B電場力做功的情況。（1） q沿直線從A到B（2） q沿折線從A到M、再從M到B（3） q沿任意曲線線A到B 結(jié)果都一樣即：W=qELAM =qELABcos來源:.【結(jié)論】：在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與電荷的運(yùn)動路徑無關(guān)。與重力做功類比，引出：二電勢能（1） 電勢能：由于移動電荷時(shí)靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。（2） 靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系： 靜電力做的功等于電勢能的變化量。寫成式子為：注 意：電

2、場力做正功，電荷的電勢能減??；電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加電場力力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。在正電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢能都為正。求電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能電荷在電場中某一點(diǎn)A具有的電勢能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)電場力所做的功W的。即EP=W判斷電荷在電場中A、B兩點(diǎn)具有的電勢能高低將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點(diǎn)電勢能大

3、于在B點(diǎn)的電勢能，反之電場力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在B點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能。電勢能零點(diǎn)的規(guī)定若要確定電荷在電場中的電勢能，應(yīng)先規(guī)定電場中電勢能的零位置。關(guān)于電勢能零點(diǎn)的規(guī)定：（大地或無窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）所以：電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零電勢能位置時(shí)電場力所有做的功。如上式若取B為電勢能零點(diǎn)，則A點(diǎn)的電勢能為： 三、電勢電場的力的性質(zhì)我們必須用場強(qiáng)E來描述，那么電場的能的性質(zhì)我們又應(yīng)該用什么物理量來描述呢？能否用“電勢能”呢？問題1：同樣的電荷處在電場中不同位置，具有的電勢能相同嗎？問題2：不同的電荷放在電場中同一點(diǎn)，具有的電勢能相同嗎？不同的電荷在電場中同一點(diǎn)具

4、有的電勢能不同,但電場中同一點(diǎn)的電場的能的性質(zhì)是一定的,故不能用“電勢能”來描述電場的能的性質(zhì)。 1. 定義: 電荷電場中在某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值2. 公式: (計(jì)算時(shí)要代入正負(fù)號)3. 單位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C 可以類比重力場中的高度注意1.電勢是表征電場中某點(diǎn)能的性質(zhì)的物理量，僅與電場中某點(diǎn)性質(zhì)有關(guān)，與電場力做功的值及試探電荷的電荷量、電性無關(guān)。2.電勢的具體值只有在選定了零電勢點(diǎn)后才有意義，故電勢是相對的。電勢零點(diǎn)的選取是任意的，但以方便為原則，如果沒有特別規(guī)定，一般選無窮遠(yuǎn)或大地的電勢為零3.電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點(diǎn)的電勢可以是正值，也可以是

5、負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零低。4.若以無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正點(diǎn)電荷周圍各處的電勢都為正，負(fù)點(diǎn)電荷周圍各處的電勢都為負(fù)。圖9375例1如圖9-37-5所示，固定在點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場中有、兩點(diǎn)，已知，下列敘述正確的是（ ）A.若把一正的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，則電場力對該電荷做功，電勢能減少B.若把一正的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，則電場力對該電荷做功，電勢能增加C.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，則電場力對該電荷做功，電勢能減少D.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，再從點(diǎn)沿不同路徑移回到點(diǎn)；則該電荷克服電場力做的功等于電場力對該電荷所做的功，電勢能不變ab圖8-C-16例2如

6、圖8-C-16所示，a、b為豎直向上的電場線上的兩點(diǎn)，一帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)由靜止釋放，沿電場線方向向上運(yùn)動，到b點(diǎn)恰好速度為零，下列說法中正確的是（ ）(A)帶電質(zhì)點(diǎn)在a、b兩點(diǎn)所受的電場力都是豎直向上的(B)a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高(C)帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的電勢能小(D)a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大NM圖8-C-18E例3如圖8-C-18所示，如果把正電荷q從N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，q的電勢能將；如果把負(fù)電荷從N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，電荷的電勢能將。5. 沿電場線 (場強(qiáng))方向電勢越來越低 即電場線指向電勢降低的方向 圖8-C-17例4如圖8-C-17所示的電場中， 下列關(guān)于A點(diǎn)和B點(diǎn)場強(qiáng)和電勢

7、的比較正確的是（ ）(A)EAEB (B)(C)EAEB (D) 例5. 如圖(a）所示，AB是某電場中的一條電場線若有一電子以某一初速度并且僅在電場力的作用下，沿AB由點(diǎn)A運(yùn)動到點(diǎn)B，其速度圖象如圖(b)所示下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度E大小的判斷正確的是（ ）A. B. C. D. 21、（廣東卷）21圖8是某一點(diǎn)電荷的電場線分布圖，下列表述正確的是Aa點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢B該點(diǎn)電荷帶負(fù)電Ca點(diǎn)和b點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向相同Da點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度 【答案】BD22、（山東卷）2020.某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是A.點(diǎn)場強(qiáng)大于點(diǎn)場強(qiáng) B.點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢C.若

8、將一試電荷由點(diǎn)釋放，它將沿電場線運(yùn)動到點(diǎn)D.若在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷，將一試探電荷由移至的過程中，電勢能減小【答案】BD 四、電勢差電場力做功與電荷電量的比值叫電勢差1、 在電場中某兩點(diǎn)的電勢之差，也叫電壓 2、 3、意義：對應(yīng)于高度差，由電場本身的性質(zhì)決定電勢與選擇的零電勢點(diǎn)有關(guān)，電勢差與零電勢點(diǎn)的選擇無關(guān)4、運(yùn)用要求：1、UABAB 143 V 帶正負(fù)號2、UW/q或WqU 正負(fù)號要帶入計(jì)算 S M0V 2VS M0V 2VN5V例6：將電量為q2×10 8 C的點(diǎn)電荷從電場中點(diǎn)S移動到M點(diǎn)要克服電場力做功4×108 J，求M點(diǎn)的電勢？。若再從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，電場力又做正功

9、14×108 J，求N點(diǎn)電勢？例7：電子伏是研究微觀粒子時(shí)常用的能量單位。1ev就是電勢差為1V的兩點(diǎn)間移動一個(gè)元電荷電場力所做的功。1ev1.6×1019C×1V1.6×1019 J，把一個(gè)二價(jià)正離子從大地移動到電場中的A點(diǎn)，w6ev，求：UA？ 例8把電量為1×105C的負(fù)電荷從電場中的M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電勢能減少了1×104J，則M、N兩點(diǎn)間的電勢差為V，M、N兩點(diǎn)中電勢較高的是點(diǎn)。若將電量為3×105C的正電荷從N點(diǎn)移到M點(diǎn)，則電場力做功為J。例9有一帶電量-3×106C的檢驗(yàn)電荷，從勻強(qiáng)電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，

10、電荷克服電場力做了6×104J的功。把它從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功9×104J。則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為V，B、C兩點(diǎn)間的電勢差為V，三點(diǎn)中電勢最高的是點(diǎn)，電勢最低的是點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷在點(diǎn)電勢能最大，把檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功為J，兩點(diǎn)間電勢差為V。21如圖所示是一勻強(qiáng)電場的電場線（未標(biāo)出方向），電場中有a、b、c三點(diǎn)，a、b相距4cm，b、c相距10cm，ab與電場線平行，bc與電場線成60°角。將一個(gè)帶電荷量為-2×10-8C的電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)，電場力做9×10-6J的正功。則a、b間電勢差為 v，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為 v/m

11、。21. -200v，5000v/m25如圖，在豎直平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球在力F的作用下沿圖中虛線由A至B做豎直向上的勻速運(yùn)動。已知力F和AB間夾角為，AB間距離為d，重力加速度為g。則電場強(qiáng)度E的最小值為_。若電場強(qiáng)度時(shí)，小球從A運(yùn)動到B電勢能變化量大小可能為_。25. ，或020. 如圖所示，一個(gè)帶電粒子以大小為vA的水平速度從A點(diǎn)垂直電場線射入場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，經(jīng)過電場中B點(diǎn)時(shí)速度大小為vB， AB間水平距離為d，不計(jì)重力和空氣阻力則由上述四個(gè)已知量可以求得以下的未知量，它們是（ ）A帶電粒子電量與質(zhì)量的比值B帶電粒子在A、B兩點(diǎn)電勢能之差C速度vB的方

12、向DA、B兩點(diǎn)間的電勢差20.ACDyOxABC24如圖，勻強(qiáng)電場空間內(nèi)某xOy坐標(biāo)系中，將質(zhì)量為m（重力不計(jì)），電量為q的負(fù)電荷由y軸上的A點(diǎn)移至x軸上的B點(diǎn)，電場力做功為W（W0）；若將其從A點(diǎn)移至x軸上的C點(diǎn)時(shí)，電場力做功也為W。則此電場場強(qiáng)方向應(yīng)為 ；若是在恒定外力作用下使電荷沿AB做直線運(yùn)動，OA長為d，ABO60°，此外力的最小值是 。24. y方向， 等 勢 面一、等勢面電場中，電勢相等的各點(diǎn)所構(gòu)成的面(等高線和等壓線)二、等勢面的特點(diǎn)201001、 在等勢面上移動電荷，電場力不做功2、 電場線（或E）等勢面3、 電場線由高的等勢面指向低的等勢面4、 閉合、等勢面不相交

13、 5、 靜電平衡導(dǎo)體是等勢體，表面是等勢面 8V 0V 8V6、 等差等勢面相鄰的等勢面的電勢差相等（1） 差等勢面越密的地方，電場越強(qiáng)，場強(qiáng)越大（2） 相鄰的等差等勢面移動同一個(gè)電荷電場力做功相等7、沿電場方向電勢降低最快（場強(qiáng)方向是電勢 降落最快的地方）8、勻強(qiáng)電場中，平行等長的線段兩個(gè)端點(diǎn)間的電勢差相等，即勻強(qiáng)電場中的電勢均勻變化。三、常見等勢面的形狀例10如圖8-Z-4所示，實(shí)直線是某電場中一條電場線，虛圓弧線是兩條該電場的等勢線，由圖可以得出的結(jié)論是：EM EN （選填“大于”、“等于”或“小于”）；若從M點(diǎn)放一電子，則它由靜止向N點(diǎn)運(yùn)動，則電場方向。圖8-Z-5圖8-Z-4例11一

14、電子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場中，粒子運(yùn)動軌跡如圖8-Z-5中虛線abc所示，圖中實(shí)線表示電場的等勢面，則粒子在abc的運(yùn)動過程中，一直受靜電(填“引力”或“斥力”)作用，電子從bc，電勢能(填“減小”或“增大”)。abc17如圖所示，、是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷形成電場中的、位于同一平面內(nèi)的三個(gè)等勢線，其中為直線，與、與的電勢差相等。一重力不計(jì)、帶負(fù)電的粒子進(jìn)入電場，運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示。與、分別交于a、b、c三點(diǎn)，則（ ）（A）若粒子從a到b電場力做功大小為W1，從b到c電場力做功大小為W2，則W1> W2 （B）粒子從a到b再到c，電勢能不斷增加（C）a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高（D）

15、粒子在c點(diǎn)時(shí)的加速度為零17.BC12空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的4個(gè)點(diǎn)。則（ ）abcdPQ（A）P、Q兩處的電荷等量同種（B）a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同（C）a點(diǎn)的電勢等于c點(diǎn)的電勢（D）b點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢12.D AB5V0-5V11如圖所示，虛線表示某電場的等勢面，一帶電粒子僅在電場力作用下由A運(yùn)動到B的徑跡如圖中實(shí)線所示。粒子在A、B點(diǎn)的加速度分別為aA、aB，電勢能分別為EA、EB，下列判斷正確的是（ ）（A）aA>aB，EA>EB（B）aA>aB，EA<EB（C

16、）aA<aB，EA>EB（D）aA<aB，EA<EB11.D 電 勢 差 與 電 場 強(qiáng) 度 的 關(guān) 系一、公式的推導(dǎo) 說明：1、適用于勻強(qiáng)電場 2、U是兩點(diǎn)間的電勢差，d是沿電場方向的距離 3、單位 1 V ./ m=1 N / C 4、在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢。二、場強(qiáng)的三種求法1、 EF / q 定義式，適用于任何電場（真空、介質(zhì)）2、 EKQ / r2 適用于點(diǎn)電荷的電場（真空、點(diǎn)電荷）3、 EU / d 適用于勻強(qiáng)電場（真空）(1)勻強(qiáng)電場電勢差與電勢的計(jì)算例12、在場強(qiáng)E=1000N/C的勻強(qiáng)電場中有A、B、C、D四點(diǎn)，

17、如圖8-C-20所示，已知AB=BC=1cm，AD=DC，A=10V，求B、D、C。圖8-C-20圖8-C-22例13、如圖8-C-22所示，A、B兩平行金屬板之間相距6cm，板間是一勻強(qiáng)電場，兩板間的電勢差是30V，A板電勢高，板間有M、N兩點(diǎn)，M距A板2cm，N距B板1cm，如圖所示。求：（1）M點(diǎn)和N點(diǎn)的電場強(qiáng)度（2）M、N兩點(diǎn)之間的電勢差（3）如果B板接地，求M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢。（4）如果A板接地，求M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢。例14、如圖8-C-23所示，勻強(qiáng)電場中有A、B兩點(diǎn)，它們間的連線跟電場線成60°角，把一個(gè)電量為1.0×10-8C的正電荷放在A點(diǎn)時(shí)，它具有的電勢能是

18、2.0×10-5J，而把這個(gè)電荷放在B點(diǎn)時(shí)，它具有的電勢能是4.0×10-5J。如果AB=4cm，求這一勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小。圖8-C-23x/my/mOP·8、（安徽卷）16如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R=0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與軸正方向的夾角為。若空間存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=100V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢差可表示為A BC D【答案】A23. 如圖，在勻強(qiáng)電場中，A、B、C、D和M在同一條直線上，AB=BC=CD=DM，若A點(diǎn)和M點(diǎn)的電勢分別為FA和FM，則FB= ；若AM=nAB, 則FB= 。2

19、3. ， 例15.如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為A=15 V，B =3 V，C=-3 V，由此可得D點(diǎn)的電勢D=_ V.例16.如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，某勻強(qiáng)電場的電場線平行于該三角形平面，現(xiàn)將電荷量為10-8C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功為3×lO-6J，將另一電倚量為10-8C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場力做功3×10-6J.(1)求電場線的方向及UAB、UAC、UBC的值.(2)若AB邊長為cm，求電場強(qiáng)度.【5】答案:(1)方向?yàn)橛葾指向BC連線的垂線，300V，300V，0

20、(2)104V/m18、如圖所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，cm，cm，電場線與矩形所在平面平行已知a點(diǎn)電勢為20V，abcd第18題b點(diǎn)電勢為24V，則（）A場強(qiáng)大小一定為E=40V/mBcd間電勢差一定為4 VC場強(qiáng)的方向一定由b指向aDc點(diǎn)電勢可能比d點(diǎn)低18.By/cmx/cmB (0, )A (6,0) O15如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場，其中坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為0V，點(diǎn)處的電勢為6V, 點(diǎn)處的電勢為3V， 則電場強(qiáng)度的大小為 A200V/m B200 V/m C100 V/m D100 V/m15.A 三電勢與

21、場強(qiáng)的關(guān)系：（1）沿電場方向電勢降低最快（場強(qiáng)方向是電勢降落最快的地方）（2）圖像的斜率表示： （3）下方的面積表示： 例17.如圖所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且AB=BC，電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢分別為、，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有( )A. B. ECEBEAC. UABUBC D. UABUBC9（09·江蘇物理·8）空間某一靜電場的電勢在軸上分布如圖所示，軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場強(qiáng)度在方向上的分量分別是、，下列說法中正確的有（ ） A的大小大于的大小 B的方向沿軸正方向 C電荷在點(diǎn)受到的電場力在方

22、向上的分量最大 D負(fù)電荷沿軸從移到的過程中，電場力先做正功，后做負(fù)功x/mx/m00/×105V0.20.40.612356P20如圖所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個(gè)平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢j與坐標(biāo)值x的關(guān)系可用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點(diǎn)（0.15 ，3）的切線?，F(xiàn)有一質(zhì)量為0.20kg，電荷量為+2.0´10-8C的滑塊P（可視作質(zhì)點(diǎn)），從x=0.10m處無初速釋放，其與水平面的動摩擦因素為0.02。則下列說法正確的是（ ）A滑塊運(yùn)動的加速度逐漸減小B滑塊運(yùn)動的速度先減小后增大C x=0.15m處的場強(qiáng)大小為2.0&

23、#215;106N/CD滑塊運(yùn)動的最大速度約為0.1m/s20.CD12、（江蘇卷）5空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（A）O點(diǎn)的電勢最低w w w.ks5 u .c om（B）x2點(diǎn)的電勢最高（C）x1和-x1兩點(diǎn)的電勢相等（D）x1和x3兩點(diǎn)的電勢相等【答案】C電場圖像問題5真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷M、N，分別固定于x軸上x1=0 和x2=3a的兩點(diǎn)上，在它們連線上各點(diǎn)場強(qiáng)隨x變化關(guān)系如圖所示，以下判斷中正確的是（ ）A點(diǎn)電荷M、N一定為同種電荷B點(diǎn)電荷M、N一定為異種電荷C點(diǎn)電荷M、N 有可能是同種電荷，也可能是異種電荷Dx=2a處的電勢一定為零5AEBxAO8空間存在一沿x軸方向的靜電場，電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，圖線關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對稱，A、B是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)。電子在該電場中僅受電場力作用，則（ ）A電子在A、B兩點(diǎn)的電勢能相等B電子在A、B兩點(diǎn)的加速度方向相反C電子從A點(diǎn)由靜止釋放后的運(yùn)動軌跡可能是曲線D取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點(diǎn)處電勢亦為零8AB 16兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的A、B兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢隨x變化的關(guān)系圖線如圖所示，其中P點(diǎn)電勢最低，且APBP，則（ ）OxABPq1q2（A）P點(diǎn)