第二讲电场的能的性质.ppt
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1、第二讲 电场的能的性质,一、电场力做功与电势能 1静电力做功的特点 (1)在电场中移动电荷时电场力做功与_无关,只与_有关,WqU. (2)在匀强电场中,电场力做的功W_,其中d为沿_的位移,路径,初末位置,Eqd,电场线方向,2电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能,等于静电力把它从该点移到_位置时所做的功 (2)静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于_,即WAB_. (3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷_的电势能规定为零,或把电荷在_表面的电势能规定为零,零势能,电势能的减少量,EPAEPB,无限远处,大地,二、电势、等势面和电势差 1电势和电势差,电势
2、能,电荷量,差值,UAB_,AB,2.等势面 (1)定义:电场中_的各点构成的面 (2)特点: 等势面一定与电场线_,即跟场强的方 向_ 在_上移动电荷时电场力不做功 电场线总是从_的等势面指向 _的等势面 等差等势面越密的地方电场强度_;反 之_.,电势相同,垂直,垂直,等势面,电势高,电势低,越大,越小,三、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1电势差与场强的关系式:UEd,其中d为电场中A、B两点间_的距离 2电场强度的方向和大小 电场中,场强方向是指电势降落最快的方向在匀强电场中,场强在数值上等于沿_方向每单位距离上降低的电势,沿电场线方向,电场,四、处于静电平衡状态中的导体的特点 1导
3、体是_,导体表面是一个_ 2导体内部场强处处为零 3净电荷分布在导体的外表面,内部净电荷等于零,等势体,等势面,1对于任何电场来说,下列描述正确的是( ) A电势为零的点,电场强度一定为零 B电场强度为零的点,电势一定为零 C电场强度为零的点,电势一定不为零;电势为零的点,电场强度一定为零 D电势为零的点,电场强度不一定为零;电场强度为零的点,电势不一定为零 答案: D,2如图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷,则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是( ),答案: C,3.如图所示,一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运
4、动轨迹M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点不计重力,下列表述正确的是( ),A粒子在M点的速率最大 B粒子所受电场力沿电场方向 C粒子在电场中的加速度不变 D粒子在电场中的电势能始终在增加 答案: C,4.如图所示,正点电荷Q产生的电场中,已知A、B间的电势差为 U,现将电荷量为q的正点电荷从B移到A,则( ),A外力克服电场力做功QU,电势能增加qU B外力克服电场力做功qU,电势能增加QU C外力克服电场力做功qU,电势能增加qU D外力克服电场力做功QU,电势能减少QU,答案: C,5一带电小球在空中由a点运动到b点的过程中,受重力、电场力和空气阻力三个力作用若重力势能增加3 J
5、,机械能增加0.5 J,电场力做功1 J,则小球( ) A克服重力做功为3 J B电势能增加1 J C克服空气阻力做功0.5 J D动能减少2.5 J 答案: ACD,几种常见的典型电场的等势面比较,不能很好掌握电场线和等势面的关系而出错,如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OMMN.P点在y轴右侧,MPON.则( ),A.M点的电势比P点的电势高 B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功 C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D.在O点静止释放一带正电的粒子,该粒子将沿y轴做直线运动,答案: AD,匀强电场中电势差、电势、电势能
6、的理解,电势高低和电势能大小的判断,1电势高低的判断方法 (1)沿电场线方向,电势越来越低 (2)判断出UAB的正负,再由UABAB,比较A、B的大小,若UAB0,则AB,若UAB0,则AB.,(3)取无穷远处的电势零点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低 (4)依据电势能高低判断:正电荷的电势能大处的电势高,而负电荷电势能大处的电势低,如图所示,xOy平面内有一匀强电 场,场强为E,方向未知,电场线跟x轴的负方向夹角为,电子在坐标平面xOy内,从原点O以大小为v0方向沿x正方向的初速度射入电场,最后打在y轴上的M点电子的质量为m,电荷量为e
7、,重力不计则( ),AO点电势高于M点电势 B运动过程中电子在M点电势能最多 C运动过程中,电子的电势能先减少后增加 D电场对电子先做负功,后做正功,答案: D,11:如图所示是某电场中的一条直电场线,一电子从a点由静止释放,它将沿直线向b点运动,下列有关该电场情况的判断正确的是( ),A该电场一定是匀强电场 B场强Ea一定小于Eb C电子具有的电势能Epa一定大于Epb D电势a一定低于b,答案: CD,2电势能大小的判断方法,(2012深圳调研)如图所示,真空中等量异种点电荷放置在M、N两点,在MN的连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有对称点b、d,则下列说法正确的是( ),Aa点场
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