文档介绍：考点1 电场力做功的特点和电势能
电场能的性质
(1)场源电荷判断法
①离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小。
②离场源负电荷越近,试探正电荷的电势能越小,试探负电荷的电势能越大。
(2)电场线判断法
①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大。
②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小。
(3)做功判断法
电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方。反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷从电势能较小的地方移向电势能较大的地方。
(1)电势、电势能的正、负表示大小,正的电势、电势能比负的电势、电势能高,而电势差的正负表示两点电势的相对高低。
(2)电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大,但电势不一定越高。
(1)功能关系
①若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;
②若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;
③除重力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。
④所有力对物体所做的功,等于物体动能的变化。
(2)电场力做功的计算方法
①由公式W=Flcos计算,此公式只适合于匀强电场中,可变形为:
W=qElcos。
②由W=qU来计算,此公式适用于任何形式的静电场。
③由动能定理来计算:W电场力+W其他力=Ek。
④由电势能的变化计算:W=Ep1-Ep2。
【例1】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( )
+q从P点移至O点,电势能增大
+q从P点移至O点,电势能减小
【解析】本题考查电场强度的合成、电势的高低判断、电势能,考查学生的理解能力和抽象思维能力,中等难度。判断P点合场强方向及O、P点电势高低,是解答本题的关键。
P点场强方向沿x轴的负方向,在x轴上+Q的左侧,还有一点与P点电场强度相同,该点与P点以O点对称,选项A正确,选项B错误。由于O点电势高于P点电势,将试探电荷+q从P点移至O点的过程中,电势能增大,选项C正确,选项D错误。
A C
典例一
电势能大小的比较
电势能的变化情况仅与电场力做功有关,与有无其他外力做功无关。
一带电粒子在电场中仅在电场力作用下,
从A点运动到B点,速度随时间变化的图
象如图所示,tA、tB分别是带电粒子
到达A、B两点时对应的时刻,则下列说
法中正确的有( )
,电场力一定对电荷做正功
A D
【例2】如图所示,在O点放置一个正电荷,在过O点的竖
直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量
为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与
以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,
O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距离OC的竖直高
度为h。若小球通过B点的速度为v,则下列说法正确的是
( )
(1/2)mv2-mgh
(h-R/2)-(1/2)mv2
典例二
电场中的功能关系
【解析】小球从A到B运动的过程中,设电场力做功为WF,则由动能定理可得
从A到B:mg(h-R·sin30°)+WF=(1/2)mv2-0
从A到C:mgh+WF=(1/2)mvC2
联立以上两式可得:vC= ,A错,B对;小球由A到C电场力做功(1/2)mvC2-mgh,C错;小球由A到C机械能的损失等于除重力以外其他的力(电场力)所做的功,由B到C电场力做功为0,则E=-WF=mg(h-R/2)-(1/2)mv2,D正确。
BD
由B=C得WBC=0则WAB=WAC,由动能定理分析可得结论。
质量为m的带电小球射入匀强电场后,以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动。在小球下落h的过程中( )
B D
考点2 电势
电势高低的判断方法
(1)依据电场线方向:沿电场线方向电势降低。
(2)依据电场力做功: