内容发布更新时间 : 2024/12/25 23:23:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第2节电场能的性质
(1)电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。(√) (2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×) (3)沿电场线方向电场强度越来越小,电势逐渐降低。(×)
(4)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功。(×) (5)A、B两点的电势差是恒定的,所以UAB=UBA。(×) (6)电势是矢量,既有大小也有方向。(×)
(7)等差等势线越密的地方,电场线越密,电场强度越大。(√) (8)电场中电势降低的方向,就是电场强度的方向。(×)
突破点(一) 电势高低与电势能大小的判断
1.电势高低的判断
判断依据 电场线方向 场源电荷的正负 电势能的高低 判断方法 沿电场线方向电势逐渐降低 取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低 正电荷在电势较高处电势能大,负电荷在电势较低处电势能大
电场力做功 2.电势能大小的判断 判断方法 公式法 根据UAB=的高低 WAB,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φBq 方法解读 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,正Ep的绝对值越大,电势能越大;负Ep的绝对值越大,电势能越小 正电荷在电势高的地方电势能大 负电荷在电势低的地方电势能大 电场力做正功,电势能减小 电场力做负功,电势能增加 在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反之,动能减小,电势能增加 [题点全练]
电势法 做功法 能量守恒法 1.(2019·东海月考)将一空心导体放入匀强电场中稳定后,电场线分布如图所示。A、D为电场中两点,B、C为导体表面两点。下列说法正确的是( )
A.同一带电粒子在A点受到的电场力大于在C点受到的电场力 B.同一带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
C.一带正电的粒子沿着导体表面从B点移动到C点,电场力不做功 D.B点的电势低于D点的电势
解析:选C 由电场线越密的地方,电场强度越大,结合题图可知A点的电场线比C点的疏,则A点的电场强度小于C点电场强度,同一带电粒子在A点受到的电场力小于在C点受到的电场力,故A错误。沿着电场线,电势逐渐降低,则知A点的电势比B高,根据负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,故带负电的粒子在A点的电势能比在B点的小,故B错误。处于静电平衡状态的导体是等势体,其表面是等势面,则带正电的粒子沿着导体表面从B点移动到C点,电场力不做功,故C正确。C点的电势高于D点的电势,而B点的电势与C点的电势相等,所以B点的电势高于D点的电势,故D错误。
2.(2018·连云港期末)如图所示为静电除尘原理图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区,放电极和集尘极加上高压电场,使尘埃带上负电,尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,达到除尘目的,图中虚线为电场线(方向未标)。不计重力,不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化,则( )
A.图中A点电势高于B点电势
B.图中A点电场强度小于B点电场强度 C.尘埃在迁移过程中电势能增大 D.尘埃在迁移过程中动能增大
解析:选D 由题中带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移,知集尘极带正电荷,是正极,所以电场线方向由集尘极指向放电极,A点更靠近放电极,所以图中A点电势低于B点电势,故A错误;由题图可知,A点电场线比较密,所以A点电场强度大于B点电场强度,故B错误;带电尘埃所受的电场力方向与位移方向相同,做正功,所以在迁移过程中电势能减小,动能增大,故C错误,D正确。
3.(2019·无锡模拟)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点,则( )
A.a点的电场强度比b点的小 B.a点的电势比b点的低
C.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做正功 D.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的小
解析:选D 电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密,场强越大。由题图知a点的电场强度比b点的大,故A项错误;顺着电场线电势降低,则a点电势高于金属球的电势,金属球表面的电势处处相等,金属球的电势高于b点的电势,可得a点电势高于b点的电势,故B项错误;a点电势高于b点的电势,检验电荷-q在a点的电势能比在b点的小,从a点移到b点的过程中电势能增加,电场力做负功,故C项错误,D项正确。
突破点(二) 电势差与电场强度的关系
1.匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)UAB=Ed,d为A、B两点沿电场方向的距离。 (2)沿电场强度方向电势降落得最快。
(3)在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d。推论如下: 推论①:如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=
φA+φB
。 2
推论②:如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。
U
2.E=d在非匀强电场中的三点妙用
(1)判断电场强度大小:等差等势面越密,电场强度越大。
(2)判断电势差的大小及电势的高低:距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大,进而判断电势的高低。 (3)利用φ -x图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律:k=正负表示电场强度的方向。
[典例] a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。
ΔφU
==Ex,斜率的大小表示电场强度的大小,Δxd