電勢 電勢能 學(xué)案- 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

新高二學(xué)案：電勢電勢能。高中物理人教版（2019）【新教材】必修第三冊電場四：電勢能電勢1．電勢能（1）檢驗電荷在電場中由于受到電場力的作用而具有的勢能叫電勢能ε（2）電勢能的特點電勢能是檢驗電荷和電場共同擁有的能量。電勢能是相對量，是相對選取的零勢能面而言的。零能勢面的選取是任意的，理論上一般取無窮遠(yuǎn)處為零勢能面。（3）電場力做功和電勢能變化的關(guān)系：與重力場類似，電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增加。并且，電場力做多少功，電勢能就變化了多少。W電場力=??ε電荷在電場中某點具有的電勢能等于把此電荷從該點移動到零勢能面電場力所做的功。2．電勢（1）檢驗電荷在電場中某點具有的電勢能與它所帶電量的比值叫電場這一點的電勢。=ε/q（比值法定義）（2）電勢的單位是伏特（V）（3）物理意義：電勢是電場的屬性,是描述電場能的性質(zhì)的物理量.電場中某點電勢的大小由電場本身決定,與這一點是否存在檢驗電荷無關(guān).（4）電勢是標(biāo)量，但有正負(fù)。（5）電勢具有相對性.電勢與零電勢位置的選取有關(guān)，通常以地或無窮遠(yuǎn)為電勢零點.（6）判斷電勢高低的方法：沿電場線方向電勢降低（順線勢降）。（7）在取無窮遠(yuǎn)為零電勢時，正點電荷電場中各點電勢為正；負(fù)點電荷電場中，各點電勢為負(fù)。（8）知識擴展：點電荷電場中各點的電勢公式在取無窮遠(yuǎn)為零電勢的前提下。場源電荷Q，在距自己距離r處產(chǎn)生的電勢為=kQ/r注意：必須取無窮遠(yuǎn)為零電勢且只適用于點電荷電場。Q為場源電荷的電量，計算時要帶正負(fù)號。r是場源電荷到判斷點的距離。k是靜電力恒量。由此公式也可以看出，電勢只與場源電荷及該點在電場中位置有關(guān)，與檢驗電荷無關(guān)，電勢是描述電場本身的物理量。（9）由多個點電荷產(chǎn)生的電場中某點的電勢，等于各個電荷單獨在該點產(chǎn)生的電勢的代數(shù)和?！纠}1】電場線分布如圖所示，電場中a，b兩點的電場強度大小分別為已知Ea和Eb，電勢分別為a和b，則（）（A）Ea＞Eb，a＞b（B）Ea＞Eb，a＜b（C）Ea＜Eb，a＞b（D）Ea＜Eb，a＜b【例題2】兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢隨位置變化規(guī)律的是圖（）【例題3】如圖是一勻強電場，已知場強E=2×102N/C?，F(xiàn)讓一個電量q=-4×10－8C的電荷沿電場方向從M點移到N點，MN間的距離s=30cm。試求：（1）電荷從M點移到N點的過程中，電場力對電荷做的功和電荷電勢能的變化；（2）若取M處為零電勢點，電荷在N點的電勢能是多少？N點電勢是多少？練習(xí)：1．某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P、Q兩點的電場強度的大小分別為EP和EQ，電勢分別為P和Q，則()A．EP＞EQ，P＞QB．EP＞EQ，P＜QC．EP＜EQ，P＞QD．EP＜EQ，P＜Q2．下列說法中正確的是（ ）（A）場強大的地方電勢一定高 （B）場強為零的地方電勢一定為零（C）電勢相等的地方場強一定相等 （D）以上說法都不對3．下列說法中正確的是（ ）（A）只在電場力作用下，電荷總是從電勢高處向電勢低處運動（B）只在電場力作用下，電荷總是從電勢能大處向電勢能小處運動（C）只在電場力作用下，初速為零的電荷總是從電勢高處向電勢低處運動（D）只在電場力作用下，初速為零的電荷總是從電勢能大處向電勢能小處運動4．如圖（a），直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點，將一帶負(fù)電荷的粒子從a點處由靜止釋放，粒子從a運動到b過程中的v-t圖線如圖（b）所示，設(shè)a、b兩點的電勢分別為a、b，場強大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點的電勢能分別為εa、εb，不計重力，則有()A．a(chǎn)＞bB．Ea＞EbC．Ea＜EbD．εa＞εb5．以下描述的這些情況中電勢能增加的有（）A、將兩個同種電荷拉開一些B、將兩個異種電荷拉開一些C、將負(fù)電荷移到電勢較高處D、將正電荷移到電勢較低處6．關(guān)于電勢與電勢能的四種說法中，正確的有（）A、在電場中，電勢較高的地方，電荷在那一點具有的電勢能較大B、在電場中某一點，若放入電荷的電量越大，它具有的電勢能越大C、在點電荷電場中的任一點，取無窮遠(yuǎn)為零電勢，正檢驗電荷具有的電勢能一定大于負(fù)檢驗電荷具有的電勢能D、在負(fù)點電荷電場中的任一點，取無窮遠(yuǎn)為零電勢，負(fù)檢驗電荷具有的電勢能一定大于正檢驗電荷具有的電勢能7．如圖所示，a、b是真空中兩個等量異種點電荷，A、B為兩點電荷連線中垂線上的兩點?，F(xiàn)將一正點電荷由A點沿中垂線移到B點，下列說法中正確的是（）A．A點場強小于B點場強B．A點電勢小于B點電勢C．電荷移動過程中的電勢能減少D．電荷移動過程中，電場力做正功8.如圖所示，P、Q是兩個電量相等的正的點電荷，它們連線的中點是O，A、B是中垂線上的兩點，，用EA、EB、φA、φB分別表示A、B兩點的場強和電勢，則( )(A)EA一定大于EB，φA一定大于φB(B)EA不一定大于EB，φA一定大于φB(C)EA一定大于EB，φA不一定大于φB(D)EA不一定大于EB，φA不一定大于φB9．如圖所示，在粗糙水平面上固定一點電荷Ｑ，在Ｍ點無初速釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Ｑ的電場中運動到Ｎ點靜止，則從Ｍ點運動到Ｎ點的過程中()A．小物塊所受電場力逐漸減小B．小物塊具有的電勢能逐漸減小C．Ｍ點的電勢一定高于Ｎ點的電勢D．小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10．在場強大小為E的勻強電場中，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體以某一初速沿電場反方向做勻減速直線運動，其加速度大小為0.8qE/m，物體運動S距離時速度變?yōu)榱悖畡t（）A．物體克服電場力做功qESB.物體的電勢能減少了0.8qESC．物體的電勢能增加了qESD.物體的動能減少了0.8qES11．如圖所示為正點電荷Q形成的電場，現(xiàn)把一個q=－2.0×10－8C的檢驗電荷由無窮處移到電場中A點，試求：(1)電場力做正功還是負(fù)功？檢驗電荷的電勢能增加還是減??？(2)若電場力做功為4.0×10－7J，以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點，檢驗電荷在A點的電勢能是多少？A點電勢是多少？LαAB12．如圖所示，帶正電的A球固定在足夠大的光滑絕緣斜面上，斜面的傾角α＝37°，其帶電量Q＝EQ\F(8,3)×10-5C；質(zhì)量m＝0.1kg、帶電量q＝+1×10-7C的B球在離A球L＝0.1m處由靜止釋放，兩球均可視為點電荷。（靜電力恒量k＝9×109N·m2/C2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）LαAB（1）A球在B球釋放處產(chǎn)生的電場強度大小和方向；（2）B球的速度最大時兩球間的距離；（3）若B球運動的最大速度為v＝4m/s，求B球從開始運動到最大速度的過程中電勢能怎么變？變化量是多少？θEA13