6.2 电场能的性质

学案2 电场能的性质考点1 电场力做功的特点和电势能

Ep=q

1.电势能大小的比较方法(1)场源电荷判断法 ①离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小。 ②离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大。 (2)电场线判断法 ①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。 ②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。 (3)做功判断法 电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势 能较小的地方。反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷从电势能较小的地方移 向电势能较大的地方。

(1)电势、电势能的正、负表示大小，正的电势、电势能比负的电势、 电势能高，而电势差的正负表示两点电势的相对高低。 (2)电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大，但电势不一定越高。

2.电场中的功能关系及电场力做功的计算方法(1)功能关系 ①若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变； ②若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变； ③除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 ④所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化。 (2)电场力做功的计算方法 ①由公式W=Flcos 计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为： W=qElcos 。 ②由W=qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场。 ③由动能定理来计算：W电场力+W其他力= Ek。 ④由电势能的变化计算：W=Ep1-Ep2。电场力做功等于电势能增量的负 值

电势能大小的比较【例1】如图所示，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( ) A.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

AC

【解析】本题考查电场强度的合成、电势的高低判断、电势能，考查学生 的理解能力和抽象思维能力，中等难度。判断P点合场强方向及O、P点电势高 低，是解答本题的关键。 P点场强方向沿x轴的负方向，在x轴上+Q的左侧，还有一点与P点电场强 度相同，该点与P点以O点对称，选项A正确，选项B错误。由于O点电势高于 P点电势，将试探电荷+q从P点移至O点的过程中，电势能增大，选项C正确， 选项D错误。

电势能的变化情况仅与电场力做功有关，与有无其他外力做功无关。

1一带电粒子在电场中仅在电场力

作用下， 从A点运动到B点，速度随时间变化的图 象如图所示，tA、tB分别是带电粒子 到达A、B两点时对应的时刻，则下列说 法中正确的有( A D ) A.A处的场强一定大于B处的场强 B.A处的电势一定高于B处的电势 C.电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能 D.电荷在A到B过程中，电场力一定对电荷做正功

电场中的功能关系【例2】如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖 直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量 为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与 以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点， O、C在同一水平线上，∠BOC=30°,A距离OC的竖直高 度为h。若小球通过B点的速度为v,则下列说法正确的是 ( BD ) A.小球通过C点的速度大小是 2 gh B.小球通过C点的速度大小是 v 2 gR C.小球由A到C的电场力做功是(1/2)mv2-mgh D.小球由A到C机械能的损失是mg(h-R/2)-(1/2)mv2 【解析】小球从A到B运动的过程中，设电场力做功为WF,则由动能定理可得 从A到B:mg(h-R· sin30°)+WF=(1/2)mv2-0 从A到C:mgh+WF=(1/2)mvC2 联立以上两式可得：vC= v 2 gR ,A错，B对；小球由A到C电场力做功 (1/2)mvC2-mgh,C错；小球由A到C机械能的损失等于除重力以外其他的力(电场力) 所做的功，由B到C电场力做功为0,则 E=-WF=mg(h-R/2)-(1/2)mv2,D正确。 由 B= C得WBC=0则WAB=WAC,由动能定理分析可得结论。

2质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖 直向上、大小为2g的加速度向下运动。在小球下 落h的过程中( B D ) A.小球的重势能减少了2mgh B.小球的动能减少了2mgh C.电场力做负功2mgh D.小球的电势能增加了3mgh

考点2

电势

电势高低的判断方法(1)依据电场线方向:沿电场线方向电势降低。 (2)依据电场力做功：因UAB=WAB/q,若WAB>0且q是正电荷，则 A> B;若UAB<0,则 A< B。 (3)依据电势能判断：正电荷在电势较高处电势能较大，负电荷在 电势较低处电势能较大。(正电荷从低电势到高电势克服电场力做功 ，负电荷从高电势到低电势电场力做正功) (4)依据点电荷位置判断：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势 为正值，负电荷周围电势为负值，靠近正电荷处电势高，靠近负电荷 处电势低。

电势是反映电场能的性质的物理量，只由电场本身性质决定，与 是否放入电荷及电荷的电量、电性无关。

场强的大小及电势高低的判断【例3】如图所示，某区域电场线左右对称分布， M、N为对称线上的两点，下列说法正确的是 ( AC ) A.M点电势一定高于N点电势 B.M点场强一定大于N点场强 C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D.将电子从M点移动到N点，电场力做正功【解析

】因沿电场线方向电势越来越低，所以M点电势一定高于N点电势， 故A选项正确。 电场线的疏密程度反映了场强的强弱，电场线越密集的区域场强越强；反 之则越弱，故B选项错误。 正电荷沿电场线方向运动时，电场力做正功，其电势能将减少，而负电荷 则相反，故C选项正确，而D选项错误。

电势高低由电场线方向判断；电场强度由电场线疏密判断；电势能的大小 关系由电场力做功的正、负判断。

3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 P 和 Q,则( A ) A.EP>EQ, P> Q B.EP>EQ, P< Q C.EP<EQ, P> Q D.EP<EQ, P< Q

考点3

等势面

电场中电势相同的各点构成的面对等势面的理解(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，电场力不做 功。 (2)在空间没有电荷的地方，两等势面不相交。 (3)等势面和电场线的关系：①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；②在电场线密集 的地方，等差等势面也密集;在电场线稀疏的地方，等差等势 面也稀疏。 (4)等势面和电场线一样，也是人们虚拟出来形象描述电 场的。

等势面特点的应用【例4】[2010年高考四川理综卷]如图所示， 圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻 两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿 电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一 带正电的小滑块(可视为质点),滑块通过绝 缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度 从M点运动到N点，OM<ON。若滑块在M、 N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性 限度内，则( ) A.滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大 B.滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小 C.在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置 D.在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置

【解析】由于滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，所以滑块在M点 时弹簧被压缩，滑块在N点时弹簧被拉伸。在导轨MN之间靠近左半部分， 滑块一直加速，在靠近N点附近若电场力大于弹力沿MN方向的分力时， 加速度向右，滑块继续加速，所以选项A …… 此处隐藏：3626字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……