黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第一章 静电场 1.4《电势能与电势》二

黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第一章 静电场 1.4《电势能与电势》二

‎1.4《电势能与电势》二 ‎ 学习 目标 ‎1、知道等势面的概念。‎ ‎2、了解等势面的意义及与电场线的关系。‎ ‎3、能会出几种常见带电体的电场线和等势面。‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【知识点回顾】‎ ‎1、静电力做功的特点:‎ ‎2、静电力做功与电势能变化的关系：‎ ‎3.如何比较电场中两点电势的高低 ‎4.电势能大小的判断方法 ‎【预学能掌握的内容】（查阅教材p-页完成下列问题）‎ 等势面 ‎1.定义： 电场中 相等的各点构成的面。‎ ‎2.等势面的特点 ‎(1)在同一等势面上移动电荷时静电力 做功。‎ ‎(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟 方向垂直。‎ ‎(3)电场线总是由电势 的等势面指向电势 的等势面，两个不同的等势面永不 。‎ ‎(4)电势之差相等的等势面密的地方，电场强度 ，电势之差相等的等势面疏的地方，电场强度 。‎ ‎3.几种典型电场的等势面 ‎(1)点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。如图甲所示。‎ ‎(2)等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。如图乙所示。‎ ‎(3)等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。如图甲所示。‎ ‎(4)匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平行平面。如图乙所示。‎ ‎(5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面。如图所示。‎ ‎.等量同种、异种点电荷的电势分布特点 ‎ 位置 电势 电荷 连线上 连线的中垂线上　　‎ 从中点沿中垂线向两侧　‎ 连线上和中垂线上关于中点对称点 两等量正电荷 中点处 　‎ 与连线交点处 　‎ ‎ ‎ 两等量负电荷 中点处 　‎ 与连线交点处 　‎ ‎ ‎ 两等量异种电荷　　‎ 从正电荷向负电荷 　　‎ 中垂线为 ‎ ‎【典题探究】‎ 例1.在点电荷Q的电场中，一个α粒子()通过时的轨迹如图实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是( )‎ A. Q可能为正电荷，也可能为负电荷 B. 运动中.粒子总是克服电场力做功 C. α粒子经过两等势面的动能Eka＞Ekb D. α粒子在两等势面上的电势能Epa＞Epb 例2. (多选)关于等势面、电场力做功和电场的关系，下列说法正确的是（ ）‎ A、在等势面上移动电荷，电场力总是不做功 B、电荷从A点移到B点，电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的 C、在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的 D、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 ‎【课堂检测】‎ ‎1、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 ‎2、(多选)如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷＋Q和－Q，x轴上的P点位于－Q的右侧．下列判断正确的是 ( 　　)‎ A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同 B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同 C．若将一试探电荷＋q从P点移至O点，电势能增大 D．若将一试探电荷＋q从P点移至O点，电势能减小 ‎3、(多选)一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中虚线abc所示,图中实线是同心圆圆弧,表示电场的等势面,不计重力，以下判断正确的是（ ）‎ A．粒子受到静电排斥力的作用；‎ B．粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能；‎ C．粒子在b点的速度大于在a点的速度；‎ D．粒子在a点和c点的加速度大小一定相等。‎ ‎4、(多选)如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个α粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，α粒子先后通过M点和N点.在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出( )‎ A．N点的电势高于M点的电势 B．α粒子在N点的电势能比在M点的电势能大 C．α粒子在M点的速率小于在N点的速率 D．α粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大 ‎5．(多选)如图6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以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以 下判断正确的是( )‎ A．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 ‎【层次一】‎ ‎1．(多选)下列关于等势面的说法正确的是( 　　)‎ A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强相等 C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面 ‎2．关于等势面的说法，正确的是(　 )‎ A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功 B．在同一个等势面上各点的场强大小相等 C．两个不等电势的等势面可能相交 D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小 ‎3．在静电场中，下列说法正确的是(　 )‎ A．电场强度为零的点，电势一定为零 B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C．电势降低的方向，一定是电场强度的方向 D．匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面 ‎4．在某一电场中的A点，单位正电荷具有的电势能是5J，则该点电势为__________V；若在A点放入单位负电荷，则A点电势为__________V；若在A点不放入电荷，则A点的电势为__________V.‎ ‎【层次二】‎ ‎5．如图虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．α粒子从a经过b运动到c的过程中(　 　)‎ A．动能先增大，后减小 B．电势能先减小，后增大 C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D．加速度先变小，后变大 ‎6．(多选)在图中，a、b带等量的异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射出，开始的一段轨迹如图中的实线，不考虑粒子的重力，则飞越该电场的整个过程中(　 　)‎ A．该粒子带负电 B．该粒子的动能先增大后减小 C．该粒子的电势能先减小后增大 D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0‎ ‎7．如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中( 　　)‎ A．小球先做减速运动后做加速运动 B．小球做匀速直线运动 C．小球做匀变速运动 D．以上说法都不正确 ‎8．如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点．下列说法中正确的是(　 　)‎ A．三个等势面中，等势面a的电势最高 B．带电质点一定是从P点向Q点运动 C．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小 ‎9．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为(　 　)‎ A．8eV　　　　　　 B．13eV C．20eV D．34eV ‎10．为了使带负电的点电荷Q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图所示，若AB＝‎0.4m，α＝37°，Q＝－3×10－‎7C，F＝1.5×10－4N(不计重力)：‎ ‎(1)在图中用实线画出电场线；‎ ‎(2)求点电荷Q在由A到B的过程中电势能的变化量．‎ ‎【层次三】‎ ‎11．(多选)如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知＜.下列叙述正确的是(　 )‎ A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少 B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加 C．若把负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少 D．若把一负的点电荷从M点移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变 ‎12(多选)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则( 　)‎ A．a点和b点的电场强度相同 B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大