电势能电势电势差.ppt

电势能和电势电势差 复习课 A B 静电力做功 与路径无关 只与初末位置有关 电势能 与电荷量 电场及位置有关 电势 电势差 与电场和位置有关 与电场和位置有关 例1 某电场的电场线分布如图所示 以下说法正确的是 A a点场强大于b点场强B a点电势高于b点电势C 若将一试探电荷 q由a点移到d点的过程中电场力做负功D 若在d点固定一点电荷 Q 将一试探电荷 q由a移至b的过程中 电势能增加 B 总结提升 电势高低的判断与电势能大小的比较方法 1 电势高低的判断 同一电场线上的两点电势高低可用沿电场线方向电势降低判断 不同电场线上的两点电势高低 可先过两点作出等势面 然后用电场线由高等势面指向低等势面判断 2 电势能大小的比较方法 若能判断电荷所受电场力的方向 则可用电场力与电荷移动速度的夹角大小判断电场力做功的正负 从而得出电势能大小的关系 若已知等势面分布规律 可根据电势的大小和电荷量来比较电荷电势能的大小关系 例2 如图所示 A B C D E F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点 A B C三点电势分别为1V 2V 3V 正六边形所在平面与电场线平行 下列说法错误的是 A 通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B 匀强电场的场强大小为10V mC 匀强电场的场强方向为由C指向AD 将一个电子由E点移到D点 电子的电势能将减少1 6 10 19J G B 总结提升 确定匀强电场的场强方向及某点电势的技巧 分析三个点的电势大小关系 找出电势最高点与最低点连线上与第三点电势相等的点 连接等势点 画出等势线 根据电场线与等势线垂直画出电场线 例3 如图所示 同一竖直线上的A B两点 固定有等量的异种点电荷 电荷量为q 正 负如图所示 ABC为一等边三角形 边长为L CD为AB边的中垂线 且与右侧竖直光滑绝缘圆弧轨道的最低点C相切 已知圆弧的半径为R 现把质量为m 带电荷量为 Q的小球 可视为质点 由圆弧的最高点M静止释放 到最低点C时速度为v0 已知静电力常量为k 现取无穷远为电势零点 求 1 小球在C点受到的电场力的大小和方向 2 在等量异种点电荷的电场中 M点的电势 规范解答 1 小球到达最低点C时 q与 q对其的电场力F1 F2是大小相等的 有又因为 ABC为等边三角形 易知F1 F2的夹角是120 所以二者的合力为方向竖直向下 F1 F2 F 2 小球由最高点M运动到C的过程中 由动能定理得可得M C两点的电势差为又等量异种点电荷中垂线上的电势相等 且与无穷远电势相等 则故M点的电势为 静电力做功 与路径无关 只与初末位置有关 电势能 与电荷量 电场及位置有关 电势 电势差 与电场和位置有关 与电场和位置有关 思考辨析 1 电场力做功与重力做功相似 均与路径无关 2 有电场力做功时 电荷的机械能也可能守恒 3 电势差是一个矢量 有正值和负值之分 4 静电场中A B两点的电势差是恒定的 所以有UAB UBA 5 沿电场线方向电势越来越低 电场强度越来越小 6 电场力与速度方向夹角小于90 时 电场力做正功 7 某等势面上各点的场强方向均与此处等势面垂直 1 质量为m的带正电小球由空中A点无初速自由下落 在t秒末加上竖直向上 范围足够大的匀强电场 再经过t秒小球又回到A点 不计空气阻力且小球从未落地 则 A 整个过程中小球电势能变化了B 整个过程中小球速度增量的大小为2gtC 从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2D 从A点到最低点小球重力势能变化了 2 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示 一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行 最后离开电场 粒子只受静