第4节 电势能和电势
1.静电力做功的特点:在静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的?起始位置和?终止位置有关,与电荷经过的路径?无关。
2.电势能:电荷在?电场中的势能叫做电势能,可用?Ep表示。电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到?零势能位置时所做的功。
3.静电力做的功等于电势能的?减少量,用公式表示WAB=?EpA-EpB。电场力做正功,电势能?减少,电场力做负功,电势能增加。
4.电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势。电势用φ来表示。单位:
伏特,符号是V。公式:φ=。沿电场线方向电势一定降低。
5.在电场中,电势相等的点组成的面叫做等势面。等势面特点:
(1)等势面上各点电势相等,在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,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
(3)规定:画等势面时,相邻两等势面间电势差相等,这样,在等势面密处电场强度较大,在等势面疏处,电场强度较小。
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.将电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加
B.将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加
C.将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方,电势能一定增加
D.无论是正电荷还是负电荷,电场力做负功时电势能一定增加
答案 BCD
解析 由公式φ=得Ep=qφ,正电荷在电势越高的地方电势能越大,负电荷在电势越低的地方电势能越大。当把正电荷由电势高的地方移到电势低的地方时,电势能会减少,当把负电荷从电势高的地方移到电势低的地方时,电势能将增加,A错误,B、C正确;根据电场力做功与电势能变化的关系可知,当电场力做正功时,电势能减少,当电场力做负功时,电势能增加,D正确。
2.
(多选)如图所示,虚线a、b、c代表静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb和φc,φa>φb>φc。一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知( )
A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功
B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功
C.粒子从K到L的过程中,电势能增加
D.粒子从L到M的过程中,动能减少
答案 AC
解析 由φa、φb、φc的关系可知,静电场是正点电荷产生的电场,带电的粒子从K到L的过程中,粒子受到斥力的作用,克服电场力做功,粒子动能减少,电势能增加;粒子从L到M的过程中,电场力做正功,粒子的动能增加,电势能减少,A、C正确。
3.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大
D.场强为零处,电势不一定为零
答案 D
解析 电场线密集处场强大,但电势不一定高,A错误;沿电场线方向电势降低,但场强不一定减小,B错误;正电荷在电势高处具有较大电势能,但对于负电荷正好相反,C错误;场强大小与电势高低无必然关系,D正确。