2020年高中物理(人教选修3-1)课时作业:第1章-第4节-电势能和电势.docx
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1、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,电荷的电势能确定削减,静电力做负功时,电荷的电势能确定增加,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WABEPAEPB.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,EPB0则EPAWAB.3电势反映了电场的能的性质电势与电势能的关系是:.电势的大小仅由电场本身打算,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,
2、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,明显,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头动身,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,由于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,所以电荷从某点动身又回到
3、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电荷的动能确定增大B电荷的动能确定减小C电荷确定从电势能大处移到电势能小处D电荷确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,1、2为P1、P2两点的电势,则()图1AE1E2,12 B
4、E1E2,12CE12 DE1E2,1N,A项正确,B项错误;由电场线疏密程度表示场强大小知,EMbc,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹照实线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,动能削减答案AC解析由于运动的粒子带正电,从其轨迹弯曲状况可判定受到的是库仑斥力,所以场源电荷必定为正电荷,即电势凹凸关系为abc.因此KNML.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
5、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)电场力做功确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,电势能确定削减;电场力对电荷做负功,电势能确定增加电场力做了多少正功,电势能就削减多少;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,另有一摸索电荷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
6、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四周的电场线的分布状况可知,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正确学问点三电势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凹凸D电势是描述电场能的性质的物理量答案ABD解析由电势
7、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,但电势的凹凸是确定的,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摸索电荷的电荷量、电性无关,电势的大小为.(2)电势是相对的,电势零点的选取是任意的,但以便利为原则假如没有特殊规定,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
8、中,正电势确定高于负电势5假如把q1.0108 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W1.2104 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)1.2104 J1.2104 V(2)1.2104 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0,Ep0.由WAEpEpA得EpAEpWA0(1.2104 J)1.2104 J再由A得A1.2104 V(2)A点的电势是由电场本身打算的,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1.2104 V.学问点四等势面6如图
9、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6AA点场强小于B点场强BA点场强方向指向x轴负方向CA点场强大于B点场强DA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,电场线确定与等势面垂直,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EA小于B点处的场强EB,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以相同的速率放射两个电荷量、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
10、于圆周c上,以下推断正确的是()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状况可看出,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,所以两个粒子电性确定不同,A错误,B正确;由于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,所以动能削减,故vMvP,因此到达M、N两点时速率vMMPN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NN静电力做正功,而负电荷受静电力与场强方向相反,即
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