2019版物理《学案导学与随堂笔记》人教版选修3-1课件：第一章静电场4
人教版选修3-1第一章静电场-简明实用笔记(知识要点)-图文
人教版选修3-1第一章静电场-简明实用笔记（知识要点）-图文第八章静电场一、库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷正电荷——丝玻正同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引负电荷——毛橡负2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．-193．元电荷：电子所带电荷量e=1.610C，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量e称为元电荷．电子的比荷：电子的电荷量e与电子质量m的比叫电子的比荷e/m=1.76某1011Ｃ/kg4．点电荷：点电荷是一种理想化的模型视为点电荷的条件：当带电体的尺寸比它们之间的距离小得很多，以致带电体的大小、形状对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6、物体带电的实质：物体带电的实质是物体得到或失去电子。
7．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷总量保持不变．8．库仑定律：（1）适用条件：①真空中，②静止点电荷（2）公式：FkQ1Q2r2静电力常量k=9.0某109N·m2/C2说明：1.①不论两个带电体的电量是否相等它们间的作用力一定大小相等、方向相反②均匀带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽略不计，电荷在电场中受力分析时，一般情况下物体的重力不计．2．应用方法：在要求不很精确时，空气可近似当作真空来处理。
计算库仑力大小可将电荷量的绝对值代入公式，方向根据电性来判断3．三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。
(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
人教版高中物理选修3-1：第一章 静电场复习 课件
2.在如图所示的装置中，A、B 是真空中竖直放置的两块平行金属 板，它们与调压电路相连，两板间的电压可以根据需要而改变．当两 板间的电压为 U 时，质量为 m、带电荷量为－q 的 带电粒子，以初速度 v0 从 A 板上的中心小孔沿垂直 两板的虚线射入电场中，在快要接触 B 时沿原路返 回．在不计重力的情况下，要想使带电粒子进入电 场后在 A、B 板的中心处返回，可以采用的方法是 ( ) B．使带电粒子的初速度变为 2v0 v0 A．使带电粒子的初速度变为 2
选 修 3-1
第3讲
第一章 静电场
电容器与电容
带电粒子在电场中的运动(一)
导
【学习目标】 1. 掌握平行板电容器的动态问题分析方法 2．掌握带电体在匀强电场中的直线运动问题的分 析方法 3．理解带电粒子在匀强电场中的偏转问题的分析 方法
基础夯实
思
1．电容 (1)定义：电容器所带的 电荷量 与电容器两极板间的
答案：D
2.如图所示， 静止的电子在加速电压为 U1 的电场作用下从 O 经 P 板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转 电压为 U2 的电场作用下偏转一段距离．现使 U1 加倍，要想使电 子的运动轨迹不发生变化，应该( A．使 U2 加倍 B．使 U2 变为原来的 4 倍 C．使 U2 变为原来的 2倍 D．使 U2 变为原来的 1 2 )
1 解析：电子经U1加速后获得的动能Ek＝ mv2＝qU1，电子 2 1 2 1 qU2l2 U2l2 在偏转电场中的侧移量为：y＝ at ＝ · 2 ＝ ，可见当U1 2 2 mdv 4U1d 加倍时，要使y不变，需使U2加倍，显然A正确．
答案：A
议
1.如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒．S 闭合时， 该微粒恰好能保持静止．在以下两种情况下：①保持 S 闭合，② 充电后将 S 断开. 下列说法能实现使该带电微粒向上运动打到上 极板的是( )
人教版高中物理新课标版选修3-1 第一章静电场(全章)(共164张PPT)[优秀课件资料]
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1.2《库仑定律》
教学目标
❖ （一）知识与技能 ❖ 1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定
律的含义及其公式表达，知道静电力常量． ❖ 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． ❖ 3．知道库仑扭秤的实验原理． ❖ （二）过程与方法 ❖ 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得
BE
课堂训练
4、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q
放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，
AB带何种电荷 _负__电__荷_____ ．若手的接触点
改在A端，情况又如何_负__电__荷______ 。
小结
1、自然界存在两者电荷 （1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体 (2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体 (3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分
出库仑定律 ❖ （三）情感态度与价值观 ❖ 培养学生的观察和探索能力 ❖ 重点：掌握库仑定律 ❖ 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 ❖ 教具：库仑扭秤(模型或挂图)．
同种电荷相互排斥、 异种电荷相互吸引。
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间 相互作用力的大小决定于那些因素呢
早互实的库影作在验增仑响我用表大定两国的明而律点东定，增1电.汉性s电大w荷时规f荷，间期律之随作人,定间着用库们量的距力仑就讨作离的定掌论用的因律握电力增素2了荷随大.：sw电间着而f荷相电减间互荷小相作量。
为__1_.6_×__1_0_－_19_C__ ；一个电子的电量为_－__1_.6_×_ _1_0－__19_C_ ，一个质 子的电量为__1_.6_×__1_0_－_19_C__ ；任何带电粒子，所带电量或者等 于电子或质子的电量，或者是它们电量的整__数__倍__．最早测出 元电荷的数值的是美国物理学家密立根 ，这位科学家还测出 了电子电量和质量的比值，叫做电子的 比荷 。 4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离， 发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是
人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》ppt课件
1
情 景 切 入
2
知 识 导 航
3
学 法 指 导
情景切入
电闪雷鸣，是一种常出现在暴风雨中的自然现 象，它是那样的神秘，来去匆匆，稍纵即逝。 它给人们带来甘霖，同时也给人们带来恐惧。 几千年以Байду номын сангаас人们一直想探究其中的奥秘，更想 将它驾驭于手中。美国科学家富兰克林就曾冒 着生命危险，尝试用风筝去捕捉雷电。 雷电是怎样形成的？物体带电是怎么回事？电 荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规 律？人类应该怎样利用这些规律？…… 这些问题正是本章要探究并做出解答的知识。
3．理清本章分析问题的两个角度。 一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的 角度研究，侧重于利用牛顿运动定律分析处 理问题。 二是电场能的性质——从电场力做功使能量变 化的角度研究，侧重于利用功能关系、能量 守恒分析处理问题。
学 法 指 导
1．要重视对基本概念、基本规律的理解。 基本概念多且抽象是这一章的突出特点。在 学习中要重视对物理现象的深入观察和对物 理规律的亲身体验，例如课本的“说一 说”“做一做”“静电感应”“电容器的电 容”等，经过深入观察和亲身体验后，物理 知识不仅容易领悟而且印象深刻。
2．要重视科学研究方法的学习。 本章中涉及许多重要的研究方法，例如理想 化物理模型——点电荷、电场线、等势面等； 比值法定义物理量——电场强度、电势及电容 器的电容等概念；类比方法的运用——电场与 重力场有许多相似之处，电场力做功与电势 能的变化关系和重力做功与重力势能的变化 关系也有相似之处。这些方法需要认真地体 会和理解，以提高认知的境界。
知识导航
本章是高中阶段电学内容的开始，在整个高 中物理知识体系中具有承上(力学)启下(电磁 学)的重要位置。 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3 节为第一单元，主要学习电学中两个最基本 的定律——电荷守恒定律和库仑定律，学习描 述电场力的性质的物理量——电场强度；4～6 节为第二单元，学习描述电场能的性质的物 理量——电势、电势差，电势差与电场强度的 关系；7～8节为第三单元，主要学习电场知 识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场 中的加速和偏转，还简单介绍了静电现象在
2019版学案导学高中物理选修3-1教科版配套课件：第一章 静电场1
(3) 原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷，说明通
过摩擦可以创造电荷.( × )
(4)电子的电荷量e的数值最早是由库仑通过实验测出的.( × )
(5)元电荷就是质子或电子.( × )
(6)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍.( √ )
答案
负 2.带正电的物体C靠近不带电的枕形导体AB，如图1所示，A端将带____ 正 电. 电，B端带____
第一章 静电场
1 电荷 电荷守恒定律
[学习目标] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的规律. 2.知道使物体带电的三种方式. 3.掌握电荷量的概念及其单位；掌握元电荷的概念. 4.掌握电荷守恒定律.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
②金属箔片仍张开，但张角变小；
③A、B接触，金属箔片都闭合.
答案
(3)带正电的导体A与不带电的导体B接触，使导体B带上了什么电荷？在 这个过程中电荷是如何转移的？ 答案 正电荷，在这个过程中，有电子从导体B转移到导体A，导体B中
电子数量减少，因此带正电.
答案
[知识深化] 三种起电方式的比较 摩擦起电 感应起电 接触起电 导体带上与带电体 电性相同的电荷 在电荷间相互作用 下，电子从一个物
三、静电感应与感应起电
1.静电感应
当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作用，使不带电的导体
两端出现 等量异种 电荷的现象.
2.感应起电
利用 静电感应 使导体带电的方法.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1) 用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，证明正电荷从丝绸转移到玻璃棒
人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)
物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结（详细）一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子(或质子)所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷)：电荷量q与质量m之比，(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
③感应起电：带电体靠近不带电的物体，使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2．公式：221 r QQkF k＝9．0×109N·m2／C2极大值问题：在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。
3．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定性判定。
人教版选修3-1 第一章 静电场 第4节 电势能和电势 (共18张PPT)
电场力做正功，电势能就减少
电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
பைடு நூலகம்
例与练
下列说法中正确的是（ABC ） A.当两正点电荷相互靠近时，它们的 电势能增大 B.当两负点电荷相互靠近时，它们的 电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠 近时，它们的电势能减小 D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠 近时，它们的电势能增大。
A+
E B
WAB 10J
设EPB =0
则EPA WAB 10J
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。
A-
E B
WAB 10J
负号表示电 设EPB =0 势能的高低
则EPA WAB 10J
1.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。
力学中我们研究问题时，是分别从动 力学和能量两个角度来进行的。现在电学中
我们要深刻认识电场的性质，也要采用类似
的方法。前面三节内容我们已经从电荷在电 场中受力的作用 ，说明电场具有力的性质， 建立了电场强度的概念，那么从能量的角度 来看，电场又有什么性质呢？
一个试探电荷在电场中某点由静止释 放,将如何运动? E + F
重力势能的减少量
WG mgh mgh E E 1 2 P1 P2
重力做的功等于重力势能的减 少量
E B
A+
WAB EPA EPB
电势能的减少 量
静电力做的功等于电势能的减 少量
零势能参考点
A+
WAB EPA EPB
E B
人教版高二物理选修3-1第一章静电场第4节电势能和电势课件
C.将一正点电荷q从A点沿直线移到C点，电场力 先做正功再做负功
D.B、A两点和B、C两点间的电势差满足UBA=UBC
（4）逆着电场线的方向移动负电荷电场力做 正功，电势能减少。
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，叫做这一点的电势。
2．电势定义式：如果用φ表示电势，用Ep表示 电荷q的电势能，则：φ=Ep/q 3．在国际单位制中，电势的单位是伏特，符 号为V。意义：如果电荷量为1C的电荷在该点 的电势能是 1J，这一点的电势就是1V，即
D．将负点电荷q沿AB方向移动电场力做负功
9.如图所示，a、b两点处分别固定有电荷量为 +4Q和-Q的点电荷，o是ab连线的中点，e、f是 ab连线中垂线上的两点，c、d是ab连线上的点， 已知ab＝4L，oc＝cb＝bd＝L，oe＜of，则下列 说法正确的是（ AD ）
A.c、d两点场强方向相反
A．φA＞φB B．φA＜φB C．EA＞EB D．EA＝EB
7.某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。 一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在 电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正 确的是（ A ）
A．粒子一定带负电
B．粒子在x1处受到 的电场力最大
C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大 D．粒子能够运动到x2处
3.如图所示的静电场中，实线表示电场线， 虚线表示等势面。则（A ）
A．b、c两点的电势相等 B．a、b两点的电势相等 C．b、c两点的场强相等 D．a、b两点的场强相等
4.如图所示，在A、D两点分别固定+Q和+3Q的 点电荷，B、C在AD的连线上，且AB=BC=CD。 一质子从B点由静止释放，不计重力，在其向 右运动的过程中（ B ） A．加速度一直在减小 B．动能先增加后减小 C．电场力一直做正功 D．电势能先增加后减小
2019-2020学年人教版选修3-1 第一章第4节 电势能和电势 课件(59张)
第一章 静电场
3．电势能增减的判断方法 (1)做功判断法：无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷 的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定 增大． (2)电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能 逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大． 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电 场线的方向移动时，电势能逐渐减小．
A．M、N 两点的场强大小相等 B．M、N 两点的场强方向相同 C．M 点的电势比 N 点的电势高 D．M 点的电势比 N 点的电势低
栏目 导引
第一章 静电场
提示：选 B．常见电场的电场线中，等量异种电荷的电场线 特点如图，由等量异种电荷的电场线的特点可知：M、O、N 三点的场强方向都水平向右，O 点的场强最大，N 点的场强 最小，故 A 错误，B 正确；中垂线 MN 是一条等势线，故 M、 O、N 三点的电势相等，故 C、D 错误．
栏目 导引
第一章 静电场
电场力做功与电势能变化的关系 1．静电力做功的特点 (1)静电力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷 经过的路径无关．该结论适用于任何静电场． (2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动，无论带 电体只受静电力作用还是受多个力作用， 无论静电力做正功 还是做负功，静电力做功的特点不变．
第一章 静电场
第 4 节 电势能和电势
第一章 静电场
1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功 与路径无关的特点． 2．将静电力做功与重力做功进行类比， 理解静电力做功与电势能变化的关系．认识电势能的相对 性． 3．知道电势的定义方法及其定义公式、单位． 4．知 道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面．
栏目 导引
2019版物理《学案导学与随堂笔记》人教版(浙江版)选修3-1课件：第一章+静电场+7
(2)处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，
则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？ 答案
空心部分场强为零 .静电屏蔽是利用 “处于静电平衡状态的导体内部场
强处处为零”，即使内部有自由电子，受到的电场力也为0，自由电子
不发生定向移动.
知识梳理 强电场 1.空气的电离： 导体尖端电荷 密度 很大， 电场很强， 带电粒子在________
凹陷的位置几乎没有电荷.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零.( √ ) (2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零.( × ) (3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为 0，所以 处于静电平衡的导体内部电场处处为0.( √ ) (4)静电平衡时，导体内的自由电子不再运动.( × )
4.尖端放电和静电屏蔽的应用、防止：
(1)尖端放电：
①应用： 避雷针 是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
②防止：高压设备中导体的表面尽量 光滑 会减少电能的损失. (2)静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两 条导线与大地相连.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线 导入大地.( × ) (2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔 片能张开.( × ) (3)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地.( √ ) (4)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的是铜丝衣服有屏蔽作用， 使体内场强为零.( √ )
甲
图2
乙
例2
如图3所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内
2019学年人教版高中物理选修3-1课件：第一章 静电场 4 电势能和电势课件
(1)该电荷从A移到B,再从B移到C的过程中,电势能共改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少? (3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
学习互动
[答案](1)增加1.8×10-5 J (2)3×10-5 J 1.8×10-5 J (3)-3×10-5 J -1.2×10-5 J [解析] (1)从A移到C,静电力做的功WAC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J,电势能增 加1.8×10-5 J.
引入新课
新课导入
【导入】
高山耸立，峭壁嶙峋，攀岩者若要登上陡峭的山峰，不仅需要熟练的攀岩技巧， 而且需要过人的体力．攀岩者攀岩时，攀岩者克服重力做功，也一步步地增大 了自己的重力势能．而做自由落体运动的物体，由于重力做功，使得势能转化 成了动能．
电子在静电力的作用下沿着与电场强度相反的方向运动时，电场力做功吗？电
4.意义:描述电场的 能的性质
5.电势和电势能的关系:EpA=qφA.
的物理量.电场中某一点的电势在数值上等于
单位正电荷 在该点所具有的电势能.
知识必备
知识点四
等势面
1.等势面:电场中电势 相同的各点 构成的面叫作等势面. 2.常见的等势面 (1)点电荷的电场中的等势面是以点电荷为 示. 球心 的一簇球面,如图1-4-1甲所
子在电场中有势能吗？如果有，这个势能与静电力所做的功有什么关系？这个 势能与重力势能有无相似之处？
知识必备
知识点一
静电力做功 无关.
1.静电力做功的特点:移动电荷的静电力所做的功只与 起始位置和终止位置 有 经过的路径 关,而与电荷 2.匀强电场中静电力做功:在匀强电场中,静电力做功W=qE· d,其中d为沿 场强 方向的位移,不一定是被移动电荷的实际位移.
2019版学案导学高中物理选修3-1教科版配套课件：第一章 静电场3
3 电场 电场强度和电场线
[学习目标] 1.掌握电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算. 2.理解点电荷的电场强度公式及电场中某点场强的方向. 3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
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(3)几种特殊的电场线分布，如图1所示.
图1
2.匀强电场 (1)定义：如果电场中各点电场强度的大小 相等 、方向 相同 ，这个电场 就叫做匀强电场. (2)特点：①电场方向处处相同，电场线是 平行直线 . ②场强大小处处相等，电场线间隔 相等 . (3)实例：相距很近，带有 等量异号 电荷的一对平行金属板之间的电场 (边缘附近除外)，可以看做匀强电场.
力为多少？电荷受到的电场力F与电荷量q有何关系？ 答案 2F，nF.F与q成正比，即F与q的比值为定值.
答案
[知识深化] 1.电场强度是由电场本身所决定的，与检验电荷无关. 2.电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同， 与在该点的负电荷所受电场力的方向相反. 3.公式E＝ F 是电场强度的定义式，该式给出了测量电场中某一点电场强 q 度的方法. F 公式E＝ 可变形为F＝qE：电场强度E与电荷量q的乘积等于电场力的大 q 小；正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方 向与电场强度方向相反.
均不变 但方向相反
解析
电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与放入该点的检
解析 答案
验电荷无关，也与在该点是否放检验电荷无关，故选D.
例2
如图2所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1
人教版高中物理选修3-1第一章第4节.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第4节 电势能和电势1．静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从A 点移动到B 点，则W AB ＝E PA －E PB .2．电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时电场力做的功，若规定电荷在B 点的电势能为零，E PB ＝0则E PA ＝W AB .3．电势反映了电场的能的性质．电势与电势能的关系是：φ＝E P q.电势的大小仅由电场本身决定，与电荷q 的大小、电性无关．电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向就是电场线的方向．4．电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的性质有：(1)在等势面上移动电荷，电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向垂直，即等势面必定与电场线垂直．(2)沿着电场线的方向，电势降低，显然，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．5．下列说法正确的是( )A ．电荷从电场中的A 点运动到了B 点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同B ．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功为零C ．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D ．电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案 BC解析 电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项A 错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零，B 正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C 正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守恒定律，D 错．6．外力克服电场力对电荷做功时( )A ．电荷的动能一定增大B ．电荷的动能一定减小C ．电荷一定从电势能大处移到电势能小处D．电荷一定从电势能小处移到电势能大处答案 D7．如图1所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则( )图1A．E1>E2，φ1>φ2 B．E1>E2，φ1<φ2C．E1<E2，φ1>φ2 D．E1<E2，φ1<φ2答案 A8．图2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( )图2A．M点的电势大于N点的电势B．M点的电势小于N点的电势C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力答案AD解析本题考查考生对电场线的掌握情况．由于沿电场线方向电势逐渐降低，故φM>φN，A项正确，B项错误；由电场线疏密程度表示场强大小知，E M<E N，电场力F＝qE，所以粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，C项错误，D项正确．【概念规律练】知识点一电场力做功的特点图31．如图3所示，在电场强度为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________.由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是____________________．答案qELcos θqELcos θqELcos θ电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关解析路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝Lcos θ.因此沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qELcos θ.因此电场力做功的特点是：与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．点评电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．知识点二电场力做功与电势能变化的关系2．如图4所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa>φb>φc，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示．由图可知( )图4A ．粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功B ．粒子从L 到M 的过程中，电场力做负功C ．粒子从K 到L 的过程中，电势能增加D ．粒子从L 到M 的过程中，动能减少答案 AC解析 因为运动的粒子带正电，从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力，所以场源电荷必定为正电荷，即电势高低关系为φa >φb >φc .因此φK ＝φN <φM <φL .所以由K 到L 过程中电场力做负功．电势能增加，A 、C 正确．由L 到M 过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，B 、D 错误．点评 (1)电场力做功与路径无关，所以当电场中两点的位置确定后，在两点间移动电荷时电场力做功是确定的值，也就是说电荷的电势能变化量是确定的．(2)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，其他力做功不会引起电势能的变化．(3)电场力对电荷做正功，电势能一定减少；电场力对电荷做负功，电势能一定增加．电场力做了多少正功，电势能就减少多少；电场力做了多少负功，电势能就增加多少．3．如图5所示，两个等量的正电荷分别置于P 、Q 两位置，在P 、Q 连线的垂直平分线上有M 、N 两点，另有一试探电荷q ，则( )图5A ．若q 是正电荷，q 在N 点的电势能比在M 点的电势能大B ．若q 是负电荷，q 在M 点的电势能比在N 点的电势能大C ．无论q 是正电荷，还是负电荷，q 在M 、N 两点的电势能一样大D ．无论q 是正电荷还是负电荷，q 在M 点的电势能都比在N 点的电势能小答案 AB解析 由两个等量的正点电荷周围的电场线的分布情况可知，两点电荷连线的中垂线上的电场方向是：由连线的中点沿中垂线指向无穷远处．正电荷从N 点移到M 点，电场力做正功，电势能减小；负电荷从N 点移到M 点，电场力做负功，电势能增大．选项A 、B 正确．知识点三 电势4．关于电势，下列说法正确的是( )A ．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功B ．电场中某点的电势与零电势点的选取有关C ．由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低D ．电势是描述电场能的性质的物理量答案 ABD解析 由电势的定义可知A 正确．由于电势是相对量，电势的大小与零电势点的选取有关，故B 正确．虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，因此C 错误．电势与电势能相联系，它是描述电场能的性质的物理量，故D 正确．点评 (1)电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关，电势的大小为φ＝E p q. (2)电势是相对的，电势零点的选取是任意的，但以方便为原则．如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零．(3)电势是标量，只有大小，没有方向，在规定了零电势点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势比零电势点电势高，负值表示该点电势比零电势点电势低，所以，同一电场中，正电势一定高于负电势．5．如果把q ＝1.0×10－8 C 的电荷从无穷远移到电场中的A 点，需要克服静电力做功W＝1.2×10－4 J ，那么，(1)q 在A 点的电势能和A 点的电势各是什么？(2)q 未移入电场前A 点的电势是多少？答案 (1)1.2×10－4 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V解析 (1)静电力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，即φ∞＝0，E p ∞＝0.由W ∞A ＝E p ∞－E pA 得E pA ＝E p ∞－W ∞A ＝0－(－1.2×10－4 J)＝1.2×10－4 J再由φA ＝E PA q得φA ＝1.2×104 V (2)A 点的电势是由电场本身决定的，跟A 点是否有电荷存在无关，所以q 移入电场前，A 点的电势仍为1.2×104 V.知识点四 等势面6．如图6所示，实线表示一簇关于x 轴对称的等势面，在轴上有A 、B 两点，则( )图6A ．A 点场强小于B 点场强B ．A 点场强方向指向x 轴负方向C ．A 点场强大于B 点场强D ．A 点电势高于B 点电势答案 AD解析 由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如右图所示，则可知A 、B 两点处的场强方向应与x 轴同向，由电场线的疏密可知，A 点处的场强E A 小于B 点处的场强E B ，故正确选项为A 、D.7．如图7所示，虚线a 、b 、c 为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷．现从c 外面一点P 以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM 、PN 运动到M 、N ，M 、N 两点都位于圆周c 上，以下判断正确的是( )图7A ．两粒子带同种电荷B ．两粒子带异种电荷C．到达M、N时两粒子速率仍相等D．到达M、N时两粒子速率不相等答案BD解析由两个粒子轨迹的弯曲情况可看出，到达M的粒子受的是库仑斥力，到达N的粒子受的是库仑引力，所以两个粒子电性一定不同，A错误，B正确；因为P和M、N不在同一个等势面上，所以由P到M和由P到N时电场力都要做功，但因P到M的过程中是在斥力作用下靠近，电场力做负功，所以动能减少，故v M<v P；由P到N的过程中是在引力作用下靠近，电场力做正功，所以动能增加，故v N>v P，因此到达M、N两点时速率v M<v N，C错误，D 正确．【方法技巧练】电场中电势高低的判断方法8．在静电场中，把一个电荷量q＝2.0×10－5C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4J，由N点移到P点，静电力做负功1.0×10－3J，则M、N、P三点电势高低关系是怎样的？答案φN>φM>φPN静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N 点在M点左侧．由N→N静电力做正功，而负电荷受静电力与场强方向相反，即逆着电场线移动，则可确定N点在M点左侧．由N→P静电力做负功，即沿着电场线方向移动，又因1.0×10－3 J>6.0×10－4 J，所以肯定移过了M点，所以P点位于M点右侧．这样，M、N、P三点电势的高低关系是φN>φM>φP.方法总结电场中两点电势高低的比较方法：(1)根据电场力做功判断①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势是降低的，如果电场力做负功，则电势升高．②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高，如果电场力做负功，则电势降低．(2)根据电场线确定电场线的方向就是电势降低最快的方向．(3)根据电荷电势能的变化判断①如果在两点间移动正电荷时：电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低．②如果在两点间移动负电荷时：电势能增加，则电势降低；电势能减少，则电势升高．1．下列关于电势高低的判断，正确的是( )A．负电荷从A点移到B点时，电场力做负功，A点的电势一定较高B．负电荷从A点移到B点时，电势能增加，A点的电势一定较低C．正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点的电势一定较低D．正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点，A点的电势一定较高答案AC2．若带正电荷的运动小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内( )A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动答案 D解析由于不知小球的初速度情况，故不能确定小球运动方向．图83．如图8所示，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．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向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答案 C解析粒子带负电，所受电场力沿电场反方向，在接近M点的过程中电场力做负功，离开M点的过程中电场力做正功，所以在M点粒子的速率应该最小，A、B错误，粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，加速度不变，C正确，因为动能先减小后增加，所以电势能先增加后减小，D错误．4．某电场的部分电场线如图9所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点，下列说法中正确的是( )图9A．粒子一定是从B点向A点运动B．粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D．电场中A点的电势高于B点的电势答案 C5．如图10所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间距相等，一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点．由此可以判定( )图10A．电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等B．O处的点电荷一定带正电C．a、b、c三个等势面的电势关系是φa >φb>φcD．电子运动时的电势能先增大后减小答案AD解析电子在运动过程中只有电场力做功，只有电势能和动能的转化，因而电势能与动能的总和不变，A正确．从运动轨迹的弯曲情况可知电子受排斥力作用，所以可判断O点处的电荷为负电荷，根据负点电荷的电场分布可知D正确，C错误．6．下列4个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是( )答案 D解析匀强电场的等势面是一系列的平行平面，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，但这两点的场强矢量大小相等、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，但在中垂线上场强矢量的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强矢量的方向不同；在D中，a、b两点的电势相等，场强矢量的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选D.7．如图11所示，实直线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的三条等势线，由图可以得出的正确结论是( )图11A．M点的电势一定高于N点的电势B．M点的场强一定大于N点的场强C．由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关D．某电荷在M点或N点具有电势能与零电势的选取无关答案ABC8．如图12所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷＋Q和－Q，x轴上的P点位于－Q的右侧．下列判断正确的是( )图12A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷＋Q从P点移至O点，电势能增大D．若将一试探电荷＋Q从P点移至O点，电势能减小答案AC解析在＋Q、－Q连线上及延长线上三个区间内场强方向如图所示，由对称关系可知，在Q左侧与P(－Q)间等距的P′点应与P点场强相同，故选项A正确．在（-Q）、+Q之间各处场强均大于（-Q）、P之间各处场强，故试探电荷+Q从P移至O 点过程中，P→(－Q)做正功W1，由(－Q)→O电场力做负功W2，由上面分析知，|W2|>W1，故电势能增大．C正确．9．在光滑的绝缘平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图13所示．若将一个带负电的粒子置于 b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从 b点运动到d点的过程中( )图13 A ．先做匀加速运动，后做匀减速运动B ．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C ．电势能与机械能之和先增大，后减小D ．电势能先减小，后增大答案 D解析 这是等量同种电荷形成的电场，根据这种电场的电场线分布情况，可知在直线bd 上正中央一点的电势最高，所以B 错误．等量同种电荷形成的电场是非匀强的，所以A 错误．负电荷由b 到d 运动的过程中先加速后减速，动能先增大后减小，则电势能先减小后增大，而由能量守恒定律可知电势能与机械能之和保持不变，所以C 错误，D 正确．10．有一带负电的点电荷，从电场中的A 点移到B 点时，克服电场力做功6×10－4 J ．从B 点移到C 点，电场力做功9×10－4 J ，问：(1)若以A 为零势能点，B 、C 两点的电势能各为多少？A 、C 间的电势能之差为多少？(2)若以B 为零势能点，A 、C 两点的电势能各为多少？A 、C 间的电势能之差为多少？ 答案 见解析解析 电场力做功和电势能变化的关系，既适用于正电荷，又适用于负电荷．(1)电荷从A 点移到B 点，克服电场力做功6×10－4 J ，电势能增加6×10－4 J ．故B 点电势能为6×10－4 J.从B 点移到C 点，电场力做功9×10－4 J ，电势能减少9×10－4 J ，故C 点电势能为－3×10－4 J.由于A 为零势能点，故A 、C 间的电势能之差为3×10－4 J.(2)由(1)知，以B 点为零势能点，电荷从A 点移到B 点，电势能增加6×10－4 J 后电势能成为零，故A 点电势能为－6×10－4 J.从B 点移到C 点，电势能减少9×10－4 J ，故C 点电势能为－9×10－4 J ．A 、C 间的电势能之差为3×10－4 J.11．图14为电场的电场线，现将一电荷量q ＝－3.0×10－9 C 的负电荷从A 点移到B 点、从B 点移到C 点，从C 点移到D 点电场力做功分别为：W AB ＝3.0×10－8 J 、W BC ＝1.5×10－8 J 、W CD ＝9.0×10－9 J ．若取C 点电势为零，试求A 、B 、D 三点电势．图14答案 －15 V －5 V 3 V解析 根据电势的概念求解：电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势能点时，电场力所做的功．由于本题中移动的是负电荷，故不难理解：A 、B 、D 三点的电势应等于单位负电荷由该点移到零势能点(C 点)时，电场力所做的功的负值，即φA ＝－W AC |q|＝－W AB ＋W BC |q|＝－3.0×10－8＋1.5×10－83.0×10－9 V ＝－15 V φB ＝－W BC |q|＝－1.5×10－83.0×10－9 V ＝－5 V φD ＝－W DC |q|＝W CD |q|＝9.0×10－93.0×10－9 V ＝3 V.。
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第一章静电场4电势能和电势学习目标1•知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势高低.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点.知识探究达标检测知识探究一、静电力做功的特点导学探究静电力F二qE,静电力与位移夹角为&,静电力对试探电荷Q做的功W二F-lABIcos。
二qEIAMI.在线段4M上静电力做的功二必・LAMI,在线段MB 上静电力做的功巴二0,总功W二W] + W2 = qE^\AM\.(2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结Array论？W=qE-\AM\.电荷在匀强电场中从不同路径由A点运动到B点，静电力做功相同•说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关.静电力做功的特点⑴静电力做功的特点：静电力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量—有关，填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径无关丄填“有关” 或“无关”)，该结论在任何电场中均成立.(2)静电力做功与—重力—做功相似，只要初、末位置确定了，移动电荷Q 做的功就是确定值.判断下列说法的正误.(1)电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同.(X )(2)电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则电场力做功为零.(V )(3)正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功.(V )(4)在匀强电场中，电场力做功与路径无关，在非匀强电场中，电场力做功与路径有关.(X )对对答案吧二、电势能(1)物体从高处向低处运动，重力做什么功？物体的重力势能如何变化? 重力做正功 重力势能减少 W G 二Epi-Ep2(2)正电荷顺着电场线移动，电场力做什么功？电荷的电势能如何变化? 负电荷顺着电场线移动，电场力做什么功？电荷的电势能如何变化？电W 电二Epl-Ep2 o 重力做功和物体的重力势能变化有什么关系? 场力做功与电势能的变化有什么关系?1•电势能：电荷在—电场一中具有的势能，用Ep表示.2.静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的一减少量表达式：W AB - _ ^pA ~静电力做正功，电势能一减少_；静电力做负功，电势加一.3.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一_能位置—时静电力做的功.4.电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷一无限远一处或把电荷在—大地表面_上的电势能规定为零.判断下列说法的正误.(1)电场力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功,(2)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减少.(X )(3)确定电荷在某点的电势能应先规定零势能点.(7 )(4)因电势能有正负之分，所以电势能是矢量.(X )三、电势导学探究如图2所示的匀强电场，场强为E,取0点为零势能点, 4点距0点为Z, A0连线与电场线的夹角为&把电荷量分别为g和2g的试探电荷由4点移到0点，电场力做功分别是多少？电荷Q、2g在A点的电势能各为多少？电势能与电荷量的比值各是多少？答案=Eqlcos 0, W AO2 = 2Eqlcos 0,由E pA^W A。
知，电荷量为q和勿的试探电荷在A点的电势能分别为Eqlcos 0、2E/C0S 0;电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos 0.对电势的理解(1)定义及公式：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的一比值即卩二?,单位为伏特符号为(2)电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐一降低_•(3)电势的标量性：电势是_标_量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，电势为正表示比零电势一高一，电势为负表示比零电势一低，⑷电势的相对性：零电势点的规定原则，一般选一大地_或_无限远—处的电势为0,只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小.(5)电势描述电场能的性质，决定于一电场—本身，与试探电荷—无关_(填“有关”或“无关”).对对答案吧判断下列说法的正误.（1）电势有正负之分，因而是矢量•（X ）（2）电荷在电势高处具有的电势能大.（X ）（3）场强为零处，电势一定为零.（x ）⑷沿电场线方向电势降低，与试探电荷的电性无关.（V ）等势面导学探究电场中电势相等的各点构成的面(2)当电荷从同一等势面上的A点移到B点时，电荷的电势能是否变化? 不发生变化电场力不做功(1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面? 答案电场力做功情况如何? 答案1・等势面的特点(1)在等势面上移动电荷时静电力不做功(2)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.(3)等势面密的地方，电场强度较—强_；等势面疏的地方，电场强度较一弱(4)任意两个等势面都不相交.2 •几种常见电场的等势面(1) 点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.(2) 等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一条等势线.正点电荷 等量异&点电荷 等量正点电荷 匀强电场(3) 等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂 线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低.等量负点 电荷连线的中点电势最高，中垂线上该点的电势最低•从中点沿中垂线向 两侧，电势越来越高.(4) 匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.正点电荷 等量异号点电荷 等量正点电荷 匀强电场题型探究一.静电力做功与电势能变化的关系1•静电力做功的特点(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但是与具体路径无关，这与重力做功特点相似.(2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变.2•静电力做功与电势能变化的关系⑴ ^AB二EpA ~ EpB・静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加.(2)正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小. O例1将带电荷量为6X10-6 C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服静 电力做了3X10-5J 的功，再从3移到C,静电力做了 1.2X10-5J 的功，则(1)电荷从4移到B,再从B 移到C 的过程中电势能共改变了多少？见解析(2)如果规定A 点的电势能为零，则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少?AB 5J.同理，c 点的电势能为Epc 二EpA-%c 二0-码c 二L8X10-5J. (3) 如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在A 点和C 点的电势能分别为多少?如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在4点的电势能为：垢/ =EpB‘ +W AB = 0+W AB = -3X10-5! 由公式得该电荷在B 点的电势能为C点的电势能为Ep/ 二Epf - %c = 0-二- L2X 10 5 J.势能应该是增加了 6X10-",选项C 正确, 选项D 错误.针对训练1在电场中，把电荷量为4X10-9 C 的正点电荷从A 点移到B 点, A.电荷在B 点具有的电势能是6X10-8J电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势能点，B 点 的电势、电荷在B 点的电势能才有确定的数值，故选项A 、B 错误；由 于电荷从A 点移到B 点的过程中克服静电力做功6X10-8J,故电荷电 克服静电力做功6X10-8!,以下说法中正确的是答案I 解析B.B 点电势是15V 8二.对电势的理解及电势高低的判断1.电势是反映电场性质的物理量，与放入的试探电荷无关.2.电势具有相对性，其大小与零电势的选取有关，常取无限远处或大地的电势为零.3.电势的定义式为（P二普,公式中的垢、g在运算时均需代入正、负号.例2如果把电荷量为2=1.0x10-8 C 的电荷从无限远处移到电场中的4 点，需要克服静电力做功W-1.2X10-4!,那么：(l)q 在A 点的电势能和A 点的电势各是多少？静电力做负功，电势能增加，无限远处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为零，即恥二0,坊8二0.由 W^A = 1.2X1Q-4J再由％二字得％二1.2X105 q1.2X10 —4J 1.2X10" %-%得 ％二％-仏A 二0-(- 1.2X10—4 J)例3 将一正电荷从无穷远处移入电场中M 点，电势能减少了8.0X10-9J, 若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能A.0M V (P N < 0B.(P N > 0M > 0 张V V°M <0D.(p M >(p N>0 9.0X10-9j,则下列判断中正确的是电势高低的判断方法1.电场线法：沿电场线方向，电势越来越低.2.电势能判断法：由卩二》知，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.三.等势面的特点及应用1.电荷在等势面上移动时，静电力不做功，电荷的电势能不变.2.由等势面可以确定电场线：因为电场线总和等势面垂直，所以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.3.由等差势面的疏密，可以定性地确定场强的大小，等势面密处，场强较大.例4 空间中P 、Q 两点处各固定一个点电荷，其中P 点处为正电荷，P 、 Q 两点附近电场的等势面分布如图3所示，b 、c 、〃为电场中的4个点. A.P 、0两点处的电荷等量同号B Q 点和方点的电场强度相同C.c 点的电势低于d 点的电势 占负电荷从。
到c,电势能减少答案 解析图3针对训练2 （多选）如图4所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有4、B两点，贝IJ 答案解析点场强小于B点场强B .4点场强方向指向兀轴负方向C.A点场强大于B点场强5 点电势高于B点电势由于电场线与等势面总是垂直，所以B点电场线上L4点密，B点场强大于4点场强，故A正确、C错误.电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误.由图中数据可知D正确.达标检测1.* 电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时, 电场力所做的功爭龟场中某点的电势与零电势点的选取有关C.由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低&电势是描述电场能的性质的物理量2.A.两个电势不同的等势面可能相交©龟场线与等势面处处相互垂直C.同-等势面上各点电场强度-定相等| ID.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功3. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹，带电粒 子只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐减少，它运动到b 处时的运动方向与受力方向可能是4.电场中等势面如图5所示，下列关于该电场描述正确的是答案I解析A A点的电场强度比C点的小B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大$龟荷沿等势面移动的过程中，电场力始终不做功D.正电荷由A移动到C,电场力做负功由等势面与电场线密集程度的关系可知，等势面越密集的地方电场强度越大，故A点的电场强度比C点的大，A错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，C正确；正电荷由A移动到C,电场力做正功，D错误.故选C.本课结束。