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4.电场能性质 匀强电场
4.电场能的性质 匀强电场电势能电势能定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能称为电势能通常取大地(或无穷远)作为零势能参考位置.电场力做功和电势能变化的关系:电场力做正功时,电荷的电势能减小;电场力做负功时,电荷的电势能增加;电场力做功的多少等于电势能变化,电势
电势电荷在电场某点所具有的电势能跟电荷电量的比值,称为该点电势.即
电势具有相对性,一般取大地或无穷远的电势为零电势.电势能为电势为
注意:为定义式,电势是由电场本身决定的(即场源电荷及P点位置),与放的检验电荷的电量和电势能无关.
势能和电势的关系:φP,正电荷在电势越高的地方电势能越大,负电荷在电势越高的地方电势能越小
三、电势差
电场中两点间电势的差值叫电势差,
1.大小:。在数值上等于电荷在电场中两点间移动时,电场力所做的功跟它的电量的比值电势差的正负:U为正值,说明φφB.U为负值,说明φφB
注意:电场中、两点间的电势差只取决于、两点在电场中的位置,与被移动的电荷无关,与零电势的选取无关。
.电势和电场线方向的关系:沿电场线的方向电势逐渐降低.、等势面
(1)等势面定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面.
(2)等势面的特点:
①在同一等势面上移动电荷电场力不做功;
②等势面一定跟电场线垂直;
③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面;
④任意两个等势面都不会相交;
⑤等差等势面越密的地方电场强度越大.
如图所示,一长为l的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷,电量的绝对值为Q,处在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下列叙述中正确的是( ).
(A)电场力不做功,两电荷电势能不变
(B)电场力做的总功为QEl/2,两电荷的电势能减少
(C)电场力做的总功为QEl/2,两电荷的电势能增加
(D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关
答案B
2.对UABV的理解,正确的是 ( )A.从A到B移动qC的电荷,电场力做功J
B.从A到B移动C的正电荷,电场力做功J
C.从A到B移动C的负电荷,克服电场力做功D.从A到B移动C的负电荷,外力做功J
答案:BC
3.如图所示,A、B为两等量异种点电荷.A带正电.带负电,在AB的连线上有a、b、三点,b为连线的中点,abbc,则 ( )
A.a点与c点的电场强度相同.a点与c点的电势相同
C.a、b间的电势差与b、c的电势差相等
D.点电荷q沿A、B连线的中垂线移动,电场力不做功
.一个带负电的粒子,2.0×10-9C,在静电场中由点运动到b点,在这过程中,除电场力外.其他力做功为60×10-J,粒子的动能增加了80×10-J.求、b两点的电势差。
下列说法中正确的是( ).
(A)电场线密集处场强大,电势高(B)沿电场线方向场强减小,电势降低
(C)在电势高处电荷具有的电势能也大(D)场强为零处,电势不一定为零
答案D
6.如图所示,将两个等量异种点电荷分别置于A、B两点,CD是AB连线的垂直平分线,O为其垂足,AB线上M、N两点分别与O点等距,CD线上S、T两点分别与O点等距,若定无限远处电势为零,下面哪个说法正确 ( )
A.M、N两点比较,场强EM=EN,方向相同;电势фM=фN≠0
B.S、T两点比较,场强ES=ET,方向相同;电势фS=фT≠0
C.若M、N、S、T四点与O点均等距,则场强EM=EN=ES=ET.且方向相同
D.电势差USM=UNT,且均为负值
答案:D
UA=UB>UO,UO>UD>UC,
8.如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带电的小球在该电场中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在a点的动能等于20eV,运动到b点时的动能等于2eV,若取c点为零电势点,则这个带电小球的电势能等于-6eV,它的动能等于 ( )
A.16eV B.14eV C.6eV D.4eV
答案:B
.在电场的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场.匀强电场是最简单的电场,在实验研究中经常用到它.两块靠近的平行金属板,大小相等,互相正对,分别带有等量的正负电荷,它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场.匀强电场电场线特征:是一簇平行等间距的直线..匀强电场中电势差和电场强度的关系:
沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积.
Uab=Ed(或E=Uab/d).注意:
(1)d必须是沿场强方向的距离,如果ab两点间距l不沿场强方向,计算电势差时,d的取值应为l在沿场强方向的投影.即为a、b两点所在的等势面的垂直距离.
(2)此两式只适用于匀强电
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