2021-2022學(xué)年高二物理必修三同步講義第04講 電勢能與電勢(學(xué)生版)

qq第電勢與電勢航課標(biāo)通過類理解靜電力做功的特點能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。通過類和討論理解電勢的概念電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。

課解知道電場力做功的特點掌握電場力做功與電勢能變化的關(guān)系理解電能、電勢的概念，知道參考點的選取原則．知道什是等勢面，掌握等勢面的特知道典電場的等勢面特點.會根據(jù)電場線和等勢面規(guī)律分析帶電粒子的運動軌跡問題．講在勻強電場中移動電荷時，電場力所做的功只與電荷的電量及其起點、終點的位置有關(guān)，與路無關(guān)．【識展】場做的點(1)電場力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與具體路徑無，這與重力做功特點相似．無論是勻強電場還是非勻強電場，無論是直線運動還是曲線運動，電場力做功均與徑無關(guān)．【學(xué)練】．電量未知的點電荷固定在半徑為R的上的A點AC為的水平直徑為圓的豎直直徑，空間存在電場強度大小為、行圓面的勻強電場，另一個電荷量為的電荷從點著圓弧沿逆時針移到D點，電場力做功為，當(dāng)該點電荷運動到點時受到的電場力大小為，靜電力常量為，則在A處的點電荷的電量為（）

pABApBABApABApBABABABppBA

2

2

B

3

2

C．

42

2

D．

43ER

2【學(xué)練】．如圖所示，在場強為的強電場中，有一個電量為q的正點電荷，使它從A點著電場線方向移到點，電場力對它做功W；果使它從點沿路徑移B，其中與CB直，此過程電場力做功為

W2

。則（）A

W1

B．

W12C．點電勢比B點勢高

D．點荷q從點到點過程，電勢能增．電勢能：電荷在靜電場中的某一位置具有的勢能，用E表示．．電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：電荷從點A移到點，場力做功等始點的勢能E減終點的電勢能，＝E－(1)電場力做正功，電荷的電勢能減少；(2)電場力做負功，電荷的電勢能增加．．電勢能的大?。弘姾稍谀滁c的電勢能，等于將電荷從該點移動到零電勢能位置時場力所做的功．．電勢能的系統(tǒng)性：電荷的電勢能是由電荷和電場共有的．【識展】電能理(1)系統(tǒng)性：電勢能是由電場和電荷共同決定的，是屬于電荷和電場所有的，我們習(xí)慣上說成電荷的電勢能．(2)相對性：電勢能是相對的，其大小與選定的電勢能為零的參考點有．確定電荷的電勢能，首先應(yīng)確定電勢零點．(3)標(biāo)量性：電勢能是標(biāo)量，有正負但沒有方向．計算：電荷在電場中某點的電勢能，等于把它從該點移動到零電勢能位置時電場力做的功．【識展】場做與勢變化關(guān)(1)＝E－E電場力做正功，電勢能減少；電場力做負功，電勢能增加．(2)在同一電場中，正電荷在電勢高的地方電勢能大，而負電荷在電勢的地方電勢能?。?/p>

【學(xué)練】．場是物理學(xué)中的重要概念。引力場是傳遞物體間萬有引力作用的媒介。類比電場性質(zhì)，下列關(guān)于引力場的說法正確的是（）A若質(zhì)量為m的體在引力場中某點受力為，則該點引力場強度大小為

Fm2B若引力場中物體質(zhì)量變原來的，則引力場強度變?yōu)樵瓉淼?/p>

C．體在某點的引力勢能等于將物體從引力勢能零點移動到該點時引力所做的功D．引場中，引力對物體做正功，則系統(tǒng)的引力勢能減小【學(xué)練】．如圖所示，在水平向右、大小為E

的勻強電場中，在

O

點固定一電荷量為

的正電荷，、、

、為以

為圓心半徑為r的同一圓周上的四點、D線與電場線平行C

連線與電場線垂直（）AA點點電場強度相同B點場強度大小可能為0C．一正電荷從A沿周移動到B，勢能不變D．、B、CD四點中D點勢一定最高的．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電量之比．E．公式：.．單位：在國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號是V,1V＝1J/C.．電勢高低的判斷：沿著電場線方向電勢逐漸降低．．電勢的相對性：只有在規(guī)定了電勢零點之后，才能確定電場中某點的電勢，一般大地或離場源無限遠處的電勢為．電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向．【識展】勢

ppppppE．對公式φ＝的解(1)取于電場本身；(2)公式中的E、均需代入正負號．．電場中某點的電勢是相對的，它的大小和電勢零點的選取有關(guān)．在物理學(xué)中，常離場源無限遠處的電勢為，在實際應(yīng)用中常取大地電勢為．電勢雖然有正負，但電勢是標(biāo)量．在同一電場中，電勢為正值表示該點電勢高于電勢，電勢為負值表示該點電勢低于零電勢，正負號不表示方向．．電勢高低的判斷方法(1)電場線法：沿著電場線方向電勢逐漸降低．E(2)公式計算法：由＝知對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電勢越高；對于負電荷，電能越小，所在位置的電勢越高．【學(xué)練】．如圖甲所示，邊長為a正方形，四個頂點上分別固定一個電荷量為的點電荷；在xa區(qū)間x軸上電勢的變化曲線如圖乙所示現(xiàn)一電荷量為的點電荷置于正方形的中心O點此時每個點電荷所受庫侖力的合力均為零P沿軸右略微移動后靜止釋放下判斷正確的）AQBQ

，放后將向右運動，放后將左運動C．QD．Q

22

，放后將右運動，放后將左運動

【學(xué)練】．正方形

ABCD

四個頂點上放置著電荷量相同的、電性如圖所示的點電荷O

為正方形兩對角線的交點，、、P、分為、BO、CO、DO的點取窮遠處電勢為零列說法正確的（）AM、、P、Q四點的場強相同BM、、P、Q四點的電勢均為零C．一質(zhì)子從點

MON

移動到

點的過程中，電場力先做正功再做負功D．一子從點

MOP

移動到P點過程中，電勢能先增加后減?。x：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面．．等勢面的特點(1)在同一等勢面上移動電荷時電場力不做(填“做功”或“不做功”．(2)等勢面一定跟電場線垂直，即跟場強的方向垂直．(3)電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．【識展】勢的點應(yīng)(1)在等勢面上移動電荷時電場力不做功，電荷的電勢能不變．(2)電場線跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面由此可以繪制電場線，從而可以確定電場的大體分布．(3)等差等勢面密的地方，電場強度較強；等差等勢面疏的地方，電場度較弱，由等差等勢面的疏密可以定性確定場強大小．(4)任意兩個等勢面都不相交．【識展】種見場等面

(1)點電荷的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面．(2)等量異號點電荷的等勢面：點電荷的連線上，從正電荷到負電荷電越來越低，兩點電荷連線的中垂線是一條等勢線．(3)等量同號點電荷的等勢面①等量正點電荷連線的中點電勢最低，兩點電荷連線的中垂線上該點的電勢最高，從中點沿中線向兩側(cè)，電勢越來越低．②等量負點電荷連線的中點電勢最高，兩點電荷連線的中垂線上該點的電勢最低．從中點沿中線向兩側(cè)，電勢越來越高．(4)勻強電場的等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面．【學(xué)練】．如圖，金屬板帶有等量異種電荷，板間某一豎直平面內(nèi)電場線的分布如實線所示等勢線如虛線所示，PO是一勢線上的兩點MN是一電場線上的兩點。一帶電油滴在O點于靜止?fàn)顟B(tài)。下列選項正確的是（）AM的電勢一定比N點的高B油滴在的電勢能一定比在點的小C．油滴置于處仍能靜止

ACABACABAD．場、等勢線都是客觀存在的，兩者相互垂直【學(xué)練】．如圖所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。其BC三點的電場度大小分別為、、，電勢分別為、、。關(guān)于這三點的電場強度大小和勢高低的關(guān)系，下AB列說法中正確的是（）A

B．E

C．

D．

B能力拓展考場做【例】．如圖所示為某一點電荷產(chǎn)生的電場中的電場線，電場線的分布關(guān)于軸稱，是坐標(biāo)原點，、、、Q是O為心的一個圓周上的點，其中M、兩在軸，點在x軸，P點第電場線上，則下列說法正確的是（）AM點電勢和P的電勢相等B將一負點電荷由

點分別移到

點和P，電場力做功

NQNPC．一正點電荷由M點到點電能減小D．

點的電場強度小于點的電場強度考電能【例】

．如圖，有一帶負電的粒子，自點電場線運動到點在此過程中帶電粒子（）A所受的電場力逐漸增大，電勢能逐漸增大B所受的電場力逐漸增大，電勢能逐漸減小C．受的電場力逐漸減小，電勢能逐漸增大D．受電場力逐漸減小，電勢能逐漸減小考勢【例】x軸有個點電荷Q場中電勢在x軸正半軸上分布如圖所示說法正確的12

）AQ為電荷，為電荷12BQ電大于1

2

的電量C．x

處的電勢最低、電場強度也是最小的D．量的正檢驗電荷從移無窮遠的過程中，電場力功為考等面【例】

1211212AkApAB1211212AkApABkBpB．如圖，在點電荷產(chǎn)的電場中，兩個帶正電的試探電荷q分置于AB兩，虛線為等勢線，取無窮遠處為零電勢點。若將q、q移到無窮遠的過程克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是（）A點電勢高于B點勢B．A點強低于點強C．q的荷量小于q的荷量D．在A點電勢能小于q在點電勢能分題基過練．如圖所示勻強電場的區(qū)域內(nèi)，在點放置一點電荷Q、、cd、以O(shè)點球心、半徑為R的面上的點，、a、c、法下中正確的是（）

點共面且與電場平行O、、、、

點共面且與電場垂直，則下列說Aab、c、d、

各點的電場強度均相同Ba點與c點電勢相等C．b點d點勢不相等D．點與點勢相等．如圖所示，虛線表示某電場的等勢面，實線表示帶電粒子僅在電場力作用下運動徑跡，粒子A點加速度為、能、勢能為；點的加速度為、能為、勢能為E，下列結(jié)論正確的是（）

ApAppAABAkkAkkAa<aE<EC．a(chǎn)>aE>E

B．a(chǎn)<a，E>ED．>a，<E．如圖所示，電場中有、B兩點，下列說法正確的是（）A電勢

AB電場強度ABC．一電荷在點力較大D．一荷在點具有的電勢能較大．如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷x軸直于環(huán)面且過圓心O。下列關(guān)于x軸場強度和電勢的說法中正確的是（）AO點勢最高B．O點電場強度最強C．點軸正方向，電場強度減小，電勢升高D．O點x軸方向，電場強度增大，電勢降低．關(guān)于電場中兩點電勢的高低的判斷，下列說法正確的是（）A若＋q在A的電勢能比在點的大，則點電勢高于B電勢B若q在C點電勢能比在D點大則電勢高于D點勢C．q在E的電勢能為負值，則點勢為負值D．勢低的方向即為電場線方向

1111圖所示方的頂點和點C處置帶電量分別+q的點電荷列法正確的）A頂點B的電勢大于頂點D的電勢B頂點B、處電場強度相同C．子從B點動到C點勢能減少D．子點動到D點勢能增加題B力升．空間存在著平行紙面的勻強電場，但電場的具體方向未知，現(xiàn)用儀器在紙面內(nèi)沿成角、兩個方向探測該靜電場中各點電勢，得到各點電勢與到O點離的函數(shù)關(guān)系如圖所示，下列關(guān)于該電場的電場強度的說法中，正確的是（）A=2V/m沿方B．E=200V/m沿方C．=200V/m，沿∠角分線向下D．E

40033

V/m沿∠xOy平分線向下．如圖甲所示為限大的不帶電的金屬平板，且與大地連接?，F(xiàn)將一個電量Q點電荷置于板的右側(cè)，電場線分布如圖乙所示、b、四個點是點電荷為圓心的上的四個點，四點的連線剛好組

aoao成一個正方形，其中ab、與屬平板垂直，下列說法正確的是（）Abc點具有相同的電勢B、兩點具有相同的電場強度EC．一個正試探電荷從平板上的沿著板移到f

點的過程中，電勢能先增大后減小D．一負試探電荷從沿著圓弧ad方移動到d點過中，電勢能先減小后增大．如圖所示為量異種點電荷連線的中點b為線上的點cd為中垂線上的點，且ac、在以點圓心的同一個圓周上，取無窮遠處的電勢為零。下列說法正確的是（）AO點勢為零，電場強度也為零B、b、個點的電場強度大小相等，方向相同C．a(chǎn)到的勢差U等于b到的勢差U

boD．一負電的試探電荷沿著連線從a點移到點再中垂線從O點到點其電勢能先增加后不變．如圖甲所示，在某電場中有一條電場線O軸重合，取點勢為零Ox方上點的電勢隨軸標(biāo)變化的關(guān)系如圖乙所示，若在O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用。則（）

A沿方電場強度先減小后增大B電子所受電場力沿x負方向C．子的電勢能將一直增大D．子動的加速度一直增大．如圖所示，兩正對著的足夠大的平行金屬板傾斜放置，與水平方向的夾角均為，間存在勻強電場。電量為，質(zhì)量為m的球由靜止出發(fā)，恰沿水平方向向右做勻加速直線運動，重力加速度為g，求：（1）兩極板間電場強度的大??；（2）小球出發(fā)后

時間內(nèi)，電場對小球做的功（始終未達到極板．如圖甲所示，電荷量為

的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的。求：電場，電場強度E的小與時間t加速度=10m/s2

的關(guān)系如圖乙所示，物塊運動速度與時間t

的關(guān)系如圖丙所示，取重力（1）物塊的質(zhì)量；（2）物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)（3）物塊運動過程中；其電勢能的改變量；題C培拔練．真空中點處有一正點電荷a、b、為以O(shè)點圓心、半徑為的上四點，ac線和、d連線分別過圓心。現(xiàn)在空間中加一電場強度大小為的勻強電場，結(jié)果a點電場強度為零，靜電力常量為k，則（）

121121121122A圓心處電荷的電荷量為

ER2k

B、兩點場強相同C．、b、點中點電勢最高D．個負電的試探電荷在c點電勢能小于在點的電勢能兩荷量分別為q和q的電荷放在軸的OM兩兩荷連線上各點電勢隨x變的關(guān)系如圖所示，其中、N兩點的電勢為零ND中點勢最高，則（）A

12

B．、兩點電場強度為0C．MN和之電場強度方向相反

D．子N點靜止釋放，無法到達D點．某靜電場在軸半軸上的電勢隨變的關(guān)系如圖所示Ex為場度在軸的量則（）A在、x兩，E與方向相同B在、x兩，E與大小相等C．把帶正電的粒子從x處到x處電力先做正功再做負功D．一帶正電的粒子在處有的電勢能于在