辽宁省普兰店市高中物理 1.4电势能和电势导学案 新人教版选修31.doc

1.4 电势能和电势【学习目标】1.学生 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. 学生把静电力做功与重力做功相类比，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. 学生知道电势的定义方法及其定义公式、单位。4. 学生知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。【学习重点】电势能概念及相对性，电势概念【学习难点】电势能 电势【知识衔接】自主学习（阅读p15-19 ， 完成以下问题）1静电力做功的特点:（研究直线、折线、曲线情况）2什么是电势能？静电力做功与电势能变化的关系如何？电势能是否具有相对性？3电势的定义、定义式、单位、标失性、相对性4等势面的特点有哪些？5. 熟悉几种常见电场的电场线及等势面【合作探究】bace1. 如图所示，在匀强电场中有a、b两点，将一电量为q的正电荷从a点移到b点，第一次沿直线ab移动该电荷，电场力做功为w1；第二次沿路径acb移动该电荷，电场力做功w2；第三次沿曲线ab移动该电荷，电场力做功为w3，则( )aw1w2w3 bw1w3w2cw1= w2 = w3 dw1= w2w32.将一带电量为 -q的检验电荷从无限远处移到电场中的a点，该过程中电场力做功为w，则检验电荷在a点的电势能及电场中a点的电势分别为 ( ) aep = -w，a = bep = w，a = - cep = w，a = dep = -w，a = -3.有一电量为q=c的点电荷，从电场中的a点移动到b点时，克服静电力做功j从b点移动到c点时静电力做功j。问：（1）以b为零势能点，电荷在a点的电势能epa是多少？（2）以c为零势能点，电荷在a点的电势能epa又是多少？【练习反馈】1在电场中，把电荷量为4109 c的正点电荷从a点移到b点，克服静电力做功6108 j，则以下说法中正确的是( )a电荷在b点具有的电势能是6108 j b.b点的电势是15 vc. 电荷的电势能增加了6108 j d电荷的电势能减少了6108 j2电场中有a、b两点，a点的电势a30 v，b点的电势b10 v，一个电子仅在该电场作用下由a点运动到b点的过程中，下面几种说法正确的是( )a电场力对电子做功20 ev，电子的电势能减少了20 evb电子克服电场力做功20 ev，电子的动能增加了20 evc电场力对电子做功20 ev，电子的电势能和动能之和增加了20 evd电子克服电场力做功20 ev，电子的电势能增加了20 ev，动能和电势能之和不变3关于等势面，下列说法正确的是()a等势面与电场线处处垂直b同一等势面上的各点场强大小必定相等c电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向d电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动4.在电场中，已知a点的电势高于b点的电势，那么 ( )a把负电荷从a点移到b点，电场力做负功 b把负电荷从a点移到b点，电场力做正功c把正电荷从b点移到a点，电场力做负功 d把正电荷从b点移到a点，电场力做正功【例题1】将带电量为610-6c的负电荷从电场中的a点移到b点，克服电场力做了310-5j的功，再从b移到c，电场力做了1.210-5j的功，则（1）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？归纳总结【变式训练1】如图6所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判断a、b两点电势高低【变式训练2】在静电场中，把一个电荷量q2.0105 c的负电荷由m点移到n点，电场力做功6.0104 j，由n点移到p点，电场力做负功1.0103 j，则m、n、p三点电势的高低关系是_【例题2】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷q为圆心的某一圆周交于b、c两点，质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上的a点无初速度下滑，已知qq，abh，小球滑到b点时速度大小为，则小球从a运动到b的过程中，电场力做多少功？若取a点电势为零，c点电势是多大？【变式训练3】如图k146所示，在场强e104 n/c的水平匀强电场中，有一根长l15 cm的细线，一端固定在o点，另一端系一个质量m3 g、电荷量q2106 c的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，取g10 m/s2.求：(1)小球到达最低点b的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取a点电势为零，则小球在b点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到b点时速度为多大？绳子张力为多大？图2【例题3】下列说法正确的是()a在同一等势面上各点的电场强度必定相等b两等势面一定相互平行c若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大d沿电场强度的方向，等势面的电势逐渐降低【变式训练4】某静电场的电场线分布如图7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up和uq，则()aepeq，upuqbepeq，upuqcepeq，upuqdepeq，upuq【达标检测】1如图k142所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有a、b、c三点，分别把q和q的试验电荷依次放在三点上，关于它们所具有的电势能的正确说法是( )a放上q时，它们的电势能epaepbepcb放上q时，它们的电势能epaepbepcc放上q时，它们的电势能epaepbepcd放上q时，它们的电势能epaepbepc2关于等势面的说法，正确的是（ ）a同一等势面、不同等势面上各点的电势都相等 b各等势面永不相交c等势面总是和电场线垂直 d等势面都是封闭的曲面3在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是( )a电场强度 b同一电荷所受电场力 c电势 d同一电荷具有的电势能4.关于电场中的电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）a.电场强度大的地方，电势一定高b.等势面上各点的电场强度大小一定相等c.等势面不一定跟电场线垂直d.沿着电场线的方向，电势越来越低5.下列说法中正确的是( )a无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大b无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大 c无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大 d无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大6.关于电势的高低，下列说法正确的是 ( ) a沿电场线方向电势逐渐降低 b电势降低的方向一定是电场线的方向c正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动d负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动7某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图中实线所示)，图中未标明方向的一组虚线是电场线，则下列说法正确的是( )a电子在a点动能较小b电子在b点动能较小ca点的场强大于b点的场强da点电势低于b点电势8. .一带电粒子沿着右图中曲线jk穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的电势面，其中abcd，若不计粒子受的重力，可以确定( )a该粒子带正电b该粒子带负电c从j到k粒子的电势能增加d粒子从j到k运动过程中的动能与电势能之和不变9某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( )ac点场强大于b点场强ba点电势高于b点电势c若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点d若在d点再固定一点电荷q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减少10.如图k141所示，在矩形abcd的ad边和bc边中点m和n各放一个点电荷，它们带等量正、负电荷e、f分别是ab边和cd边的中点，p、q两点在mn连线上，mpqn，则电场强度和电势都相同的两点是( )ae和f bp和qca和b dc和d11.如图所示，q1和q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零现将另一正点电荷q由a点沿连线移到c点在移动的过程中，点电荷q的电势能变化的情况是( )a不断减小 b不断增大 c先减小后增大 d先增大后减小12.如图所示，p、q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是o，a、b是中垂线上的两点，oaob，用、分别表示a、b两点的场强和电势，则( ) a一定大于，一定大于 b不一定大于，一定大于c一定大于，不一定大于 d不一定大于，不一定大于 13如右图所示，光滑绝缘细杆ab，水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方，小球的电荷量为q，可视为点电荷a、b是水平细杆上的两点，且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环(可视为质点)套在细杆上，由a点静止释放，在小圆环由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是( )a小圆环所受库仑力的大小先增大后减小b小圆环的加速度先增大后减小c小圆环的动能先增加后减少d小圆环与负电荷组成的系统电势能先增加后减少 14.如图所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷q将一个质量为m，带电量为q的小金属块（金属块可以看成质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离q的方向开始运动则在金属块运动的整