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1、4 .电场能的性质匀强电场一、电势能1 .电势能定义：电荷在电场中受电场力，所具有的与电荷位置有关的势能称为电势能。是电荷与电场共有的能。 (3).确定q电荷在A点的电势能：取零势能面，从A到零势能面，电场力做功为A点的电势能， epa，电势能具有相对性。通常取大地(或无穷远)作为零势能参考位置.2. 电场力做功的特点：电场力做功与路径无关。3. 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，二、电势1. 电势的概念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R= *，由电场自身决定，与放入的
2、电荷q无关。单位：1V = 1JP qC电势具有相对性，一般取大地或无穷远的电势为零电势.电势能为零处电势为零。注意：中广 E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)，与放入的检验电 P q荷的电量q和电势能EP无关.2. 电势能和电势的关系：Ep=q弓，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：U =9 -9 = TA 毋=AB。在数值上等于电荷在电场中两点间移动时，电场力所AB A Bqq做的功跟它的电量的比值。电势差的正负：UAB为正值，说明qA%. UAB为负值，说明电0D。则比较A、0、B
3、三点的电势高低为，比较C、iC0、D三点的电势高低为。主A0 B* * -答案：疽。，。04气，：D8. 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。点的动能等于20eV，运动到小点时的动能等于2eV，若取c点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于一6eV，它的动能等于()A. 16eV B. 14eV C. 6eV D. 4eV 答案：B五、匀强电场1. 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.匀强电场是大小相等，互相正对，分别带最简单的电场，在
4、实验研究中经常用到它.两块靠近的平行金属板， 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.2. 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场.,一、，V J N - m N3. 电场强度的单位：N/C或V/m. 1 = 1= 1-一 = 1m C - m C - m
5、C4. 场强E物理意义的另一种表达：(1) 场强E的方向是电势降落最快的方向.(2) 场强E的大小描述沿电场线方向电势降落的快慢.注意：E、U数值没有直接关系，E大时只说明沿电场线方向U变化快，U可大可小甚至可以是零，反 之，U大时，E也可大可小甚至可以是零.它们的关系与加速度a和速度u的关系相似.1. 关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是()A. 任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B. 电势降落的方向必定是场强方向C. 沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等D. 不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等 答案：C2. 某电场的电场线和等势面分别为如
6、图所示的实线和虚线，过。、b两点等 势面的电势分别是叱=50V, %=20V,那么a、b连线中点c的电势队为 ()A.等于35V B.大于35VC.小于35V D.等于15V答案：C3. 两块相同的金属板A、B水平地平行放置，两板的正对面相距30cm, A、B板分别跟电源的正、负极相连，电源电压为60V,如图所示，求：(1) 两板间电场的场强大小和方向；(2) 若A板接地，则B板的电势多大；若C点离A板10cm，D点离B板15cm，则C、D两点间的电势差是多少？答案：(1)200V/m，方向竖直向下，(2)60V，(3)10V4. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A
7、、B、C三点的电势分别为pA=15V， %=3V，pC=3V，求D点的电势pDo 答案：9V，5. 如图所示，电荷均匀分布的带电圆环，总电荷量为+Q，在圆环轴上距环心O为L处放有一点电 荷+q，已知环半径为R，此时圆环对点电荷q作用力大小为 答案：k ，方向由O指向q(R 2 + L2)326. 在正三角形的三个顶点A、B、C上固定三个带等量正电的点电荷，其中心P点的电势为，与P% （填”、V” 或“= ”），P点关于AB边对称的P点的电势为，如图所示，则虬 现取走B点的点电荷，则P点的电势为 o答案：，U -匕或U或当23257. 如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一绝缘轻细线一端固定于
8、O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动.小球的电荷量为q，质量为m，绝缘细线长为L，电场的场强为E.若带电小球恰好能通过最高点A,则在A点时小球的速度v1为多大?小球运动到 最低点B时的速度v2为多大?运动到B点时细线对小球的拉力为多大？ 答案：(疫 + g)L 5站 + g L 6 (mg+qE)V m m8. 如图所示，匀强电场的场强，大小为E=200V/m,方向由a指向o, a、 b、c、d四点恰在边长L=10cm的正方形的四个顶点上，若bo:co=3:1, 并以a点为电势的零点，求b、c、d三点的电势。答案：9b=16V, 9c=28V, d=12V9. 如图所示，匀强电场
9、中的三个等势面的电势分别是一10V、0V、10V, A、j：B两点相距2.5cm, A、B连线与等势面间的夹角为53,则该匀强电场的场:强大小为V/m。:/ :答案：1x103刀件/:IttI18!I:!一 iov ov iov10. 如图所示，两平行的金属板间的电场是匀强电场，场强大小为1.0X104V/m，两极间相距1cm,C点与A板相距0.4cm。若B板接地，则A、C间的电势差UAC=V,将电荷量为一1.0X10-12C的点电荷置于C点，其电势能为 J。EbEc& E a=Eb=Ec了 卜 cC.叱%队 d.叱_%=%_队-答案：C山、6.B，A.B.C.D.如图所示则微粒的动能、电势能
10、减少，重力势能增加动能、重力势能增加，电势能减少动能减少动能不变答案：C空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有一初速为v0的带电微粒沿直线由A运动到（）重力势能、电势能增加 重力势能增加，电势能减少7.如图所示，A、B是同一条电场线(直线)上的两个点，将一负电荷从A点由静止释放，负电荷由 A点向B运动过程中的vt图像如图所示.比较A、B两点的电势(U)和场强(E)的大小，有()A UAUB，EAEB卜,B. UAUB，EAEBC. UAEBA B/D. UAUB，EA B CB. EAEBECC UABUBCD. UAB=UBC答案：ACAB、BC间的电势差分别为Uab、Ubc，则下列关系中正确
11、9.如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A、B、C、D作为顶点构成一正方体空间，电场方向与ABCD面垂直。下列说法正确的是 ()(A) AD两点间电势差UAD与AA两点间电势差U#相等(B) 同一带电粒子从A点沿路径A-D一D移到D点与从B点沿路径B一CC移到C点，电场力做功相同(C) 带负电的粒子从A点沿路径A-D一D移到D点，电势能减小(D) 同一带电粒子从A点移到A点与从A点移到C点，电场力做功不D ；D，A,-r-；AL|1 1 E;一;E,C:CfB -、B，相同答案：B10.有是()A. 电势能逐渐减少B. 动能不断地变小C. 电势能和动能都是先增大后减小.D. 电势能和动能的总和保持不变 答案：AD带电粒子沿图中的虚线穿过一匀强电场，不计粒子的重力，则粒子从A到B的过程中，一定姓名12345678910
