第一章 静电场
5 电势 电势差
基础过关练
题组一 电势
1.(多选题)关于电势的高低,下列说法正确的是( )
A.沿着电场线的方向电势逐渐降低
B.电势降低的方向一定是电场线的方向
C.正电荷只在静电力的作用下,一定向电势低的地方移动
D.负电荷只在静电力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方移动
2.如图为一静电除尘装置内部某一区域内的电场线分布。a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc,下列判断正确的是( )
A.Ea>Eb φa>φb B.EaC.Eb=Ec φb=φc D.Eb>Ec φb<φc
3.如果把电荷量q=+1.0×10-8 C的电荷从无穷远处移到电场中的A点, 需要克服电场力做功 W=1.2×10-4 J, 取无穷远处的电势为零, 那么A点的电势为( )
A.2.1×104 V B.1.2×105 V
C.2.0×104 V D.1.2×104 V
4.(经典题)如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示,则( )
A.电场力FA>FB
B.电场强度EA=EB
C.电势φA<φB
D.电子的电势能EpA题组二 电势差
5.下列说法正确的是 ( )
A.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关
B.电势差是标量,没有正值、负值之分
C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以两点的电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关
D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以UAB=UBA
6.在某电场中有A、B、C三点,A、B两点间的电势差UAB=60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,则A、B、C三点电势高低关系是( )
A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB
C.φA>φC>φB D.φC>φB>φA
7.把电荷量q=-3×10-6C的点电荷从A点移到B点,电场力做功为6×10-4 J。把同样的点电荷从B点移到C点,克服电场力做功3×10-4 J,则电场中A、B、C三点的电势大小关系为( )
A.φB>φC>φA B.φA>φC>φB
C.φC>φA>φB D.φB>φA>φC
8.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这一过程中,除静电力外,其他力做的功为2.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差为( )
A.3.0×104 V B.1.0×104 V
C.4.0×104 V D.7.0×104 V
题组三 等势面
9.电场中等势面如图所示,下列关于该电场的描述正确的是( )
A.A点的电场强度比C点的小
B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
C.电荷沿等势面从A移动到B的过程中,电场力始终不做功
D.正电荷由A移动到C,电场力做负功
10.如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q为球心的球面上,将两个检验电荷q1、q2分别置于a、b两点,下列说法正确的是( )
A.a点电势大于b点电势
B.a点电场强度与b点电场强度相同
C.若规定无穷远处电势为零,a、b两点的电势均为负值
D.若将q1、q2分别移动到无穷远处,电场力做功一定相等
11.(经典题)如图所示,在真空中,ab、cd是圆的两条直径,O点为圆心,在a、b两点分别固定有电荷量为+Q和-Q的点电荷,下列说法正确的是( )
A.c、d两点的电场强度相同,电势相等
B.c、d两点的电场强度相同,电势不等
C.c、d两点的电场强度不同,电势相等
D.c、d两点的电场强度不同,电势不等
12.如图所示,在一块面积很大的接地金属平板的上方固定一个带负电的小球,虚线是金属平板上方电场的等势面(相邻等势面间的电势差都相等),M点和N点分别位于图中相邻等势面上。下列说法正确的是( )
A.M点的电势高于N点的电势
B.M点的电势低于N点的电势
C.M点的电场强度大于N点的电场强度
D.M点的电场强度等于N点的电场强度
13.(经典题)一对等量正点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)如图所示,图中A、B两点的电场强度分别是EA、EB,电势分别是φA、φB,负电荷q在A、B两点的电势能分别是EpA、EpB,下列判断正确的是( )
A.EA>EB,φA>φB,EpAB.EA>EB,φA<φB,EpAC.EAφB,EpA>EpB
D.EAEpB
能力提升练
题组一 电场线、等势面的综合应用
1.避雷针上方有雷雨云时,避雷针附近的电场线分布如图所示,图中中央的竖直黑线AB代表避雷针,CD为水平地面。M、N是电场中两个点,下列说法正确的是( )
A.M点的场强比N点的场强大
B.M点的电势比N点的电势低
C.检验电荷从M点沿直线移动到N点,电场力做功最少
D.CD的电势为零,其表面附近的所有电场线都与地面垂直
2.如图所示,以点电荷-Q为球心画出两个球面1和2,半径分别为R1和R2,a点位于球面1上,b点位于球面2上。下列说法正确的是( )
A.a点电势高于b点电势
B.a、b两点场强之比为∶
C.穿过球面1的电场线总条数比穿过球面2的多
D.将带正电的点电荷q从a点移动到b点电势能减小
3.空间中P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为正点电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的四个点,其中a、d两点关于P、Q连线的中垂线对称。设无穷远处电势为零,则( )
A.P点处也为正点电荷
B.a、d两点的电势相等且均大于零
C.将一负点电荷从b点移到c点,其电势能增大
D.将一正点电荷沿图中虚线从a点移到b点,电场力先做正功再做负功
4.在点电荷Q的电场中,一个α粒子He)通过时的轨迹如图中实线所示,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关系为Eka>Ekb
D.α粒子在两等势面上的电势能关系为Epa>Epb
题组二 利用等势面求解能量问题
5.如图所示,虚线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。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下运动,经a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV。当该电荷运动到某一位置时,其电势能变为-8 eV,它的动能应为( )
A.22 eV B.20 eV C.18 eV D.16 eV
6.(经典题)图中虚线a、b、c、d、 f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为0。一个α粒子(氦原子核)垂直等势面进入电场,经过f面时的动能为12 eV,从f到b的过程中克服电场力所做的功为6 eV。不计粒子所受重力,下列说法正确的是( )
A.平面c上的电势为1 V
B.该α粒子经过平面b时,其电势能为6 eV
C.该α粒子可以到达平面a
D.该α粒子经过平面a时的速率是经过b时的2倍
题组三 动能定理在电场中的应用
7.如图所示,一质量为m、电荷量为q的粒子,以初速度v0从a点竖直向上射入水平匀强电场中,粒子通过电场中b点时速度为2v0,方向与电场方向一致,则a、b两点间的电势差为( )
A. B. C. D.
8.如图所示,空间中竖直平面内有两个固定的等量正点电荷,两电荷的连线处于水平方向,O为连线的中点,P、M为连线的中垂线上的两点,且 PO=OM=h。现将一带负电的小球从P点静止释放,重力加速度为g,不计阻力,下列说法正确的是( )
A.从P到O的过程中,小球的电势能一定是先增大后减少
B.从P到O的过程中,小球的加速度一定是先增大后减少
C.从P到M的过程中,小球的机械能一定是先增大后减少
D.到达M点时,小球的速度为
9.如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点与过C点的水平面的距离为3R,小球滑到B点时的速度大小为2。求:
(1)小球滑至C点时的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若以C点作为零电势点,试确定A点的电势。
答案与分层梯度式解析
第一章 静电场
5 电势 电势差
基础过关练
1.AD 2.D 3.D 4.C 5.C 6.C 7.A
8.A 9.C 10.C 11.B 12.A 13.A
1.AD 沿着电场线的方向电势逐渐降低,A正确;沿电场线方向电势下降最快,电势降低的方向不一定是电场线的方向,故B错误;若正电荷具有初速度,即使只受静电力作用,也可由低电势点向高电势点移动,故C错误;负电荷只在静电力的作用下由静止释放,一定向电势高的地方移动,故D正确。
2.D 电场线的疏密反映了场强的大小,电场线越密集,场强越大,电场线越稀疏,场强越小,由题图可知Ea>Eb>Ec;根据沿着电场线电势逐渐降低结合题图可知φa<φb<φc。故选D。
3.D 因无穷远处的电势φ∞=0,则电荷在无穷远处的电势能Ep∞=qφ∞=0,由W∞A=Ep∞-EpA得EpA=Ep∞-W∞A=0-(-1.2×10-4) J=1.2×10-4 J,由φA=解得φA=1.2×104 V,选D。
方法技巧
应用电势定义式φ=计算时,φ、Ep、q都代入正、负号,注意各物理量正、负号的意义。
4.C 图形剖析
由图乙可知,电子由A到B加速度变大,则电场力F=Eq=ma变大,即FAEpB,电子在高电势点的电势能小,则电势φA<φB,C正确,D错误。
5.C 电势是相对的,是相对于零电势点而言的,而电势差是绝对的,与零电势点的选取无关,只与两点位置有关,选项A错误,C正确;电势差是标量,但有正负之分,UAB=φA-φB=-UBA,选项B、D错误。
6.C 因为UAB=φA-φB=60 V>0,所以φA>φB,又由UBC=φB-φC=-50 V<0,所以φB<φC,又由UAC=UAB+UBC=60 V+(-50 V)=10 V>0,φA>φC,故φA>φC>φB,C正确。
7.A 根据电场力做功与电势差的关系可得UAB===-200 V=φA-φB,UBC===100 V=φB-φC,可知A点的电势比B点的电势低200 V,C点的电势比B点的电势低100 V,则A点的电势比C点的电势低100 V,故φB>φC>φA,选A。
方法技巧
公式UAB=中三个量均有正负,计算时可代入正负号,且W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。
8.A 由动能定理可得W电+W其他=ΔEk,所以电场力做功为W电=ΔEk-W其他=6.0×10-5 J,a、b两点间的电势差为Uab===3.0×104 V,A正确。
9.C 题图为等差等势面,A点处的等势面比C点处的等势面密集,则A点的电场强度比C点的大,故A错误;负电荷在高电势处的电势能小,在低电势处的电势能大,故B错误;沿着等势面移动点电荷,电势能不变,电场力不做功,故C正确;由A到C,正电荷沿电场力方向运动,电场力做正功,故D错误。
10.C a、b两点位于同一等势面上,电势相等,故A错误;a点电场强度与b点电场强度大小相等,方向不同,故B错误;若规定无穷远处电势为零,则电场线始于无穷远处终止于-Q,根据沿电场线方向电势降低,可知a、b两点的电势均为负值,故C正确;由于q1和q2的电性和电荷量不一定都相同,所以若将q1、q2分别移动到无穷远处,电场力做功不一定相等,故D错误。
11.B 如图为等量异种电荷电场线和等势面分布图,
根据对称性可知,c、d两点的电场强度相同;根据沿着电场线方向电势逐渐降低可得,c点电势高于d点电势,故选B。
12.A 由于负电荷周围越靠近负电荷的点电势越低,所以M点的电势高于N点的电势,A正确,B错误;等差等势面越密的地方,电场线越密,电场强度越大,所以M点的电场强度小于N点的电场强度,选项C、D错误。
13.A 由电场线疏密表示电场强度大小可知,EA>EB;将B点沿等势面平移至与A点在同一条电场线上,由沿着电场线方向电势逐渐降低可知φA>φB,负电荷在电势较低处电势能大,则EpA能力提升练
1.D 2.B 3.C 4.C 5.B 6.C
7.C 8.C
1.D 电场线越密集处场强越大,可知M点的场强比N点的场强小,A错误;沿电场线方向电势降低,可知M点的电势比N点的电势高,B错误;电场力做功与路径无关,则在检验电荷从M点到N点的多条路径中,电场力做功相同,C错误;CD的电势为零,是等势面,电场线与等势面正交,可知CD表面附近的电场线都和地面垂直,D正确。
方法技巧
(1)已知等势面的情况时,可作等势面的垂线来确定电场线,并结合“电势降低”的方向确定电场线方向。
(2)已知电场线时,可作电场线的垂线来确定等势面,并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低。
2.B 点电荷-Q的电场线由无穷远处指向点电荷,且沿电场线方向电势降低,则a点电势低于b点电势,故A错误;根据点电荷产生的场强公式E=可知,a、b两点场强之比为=,故B正确;由于电场线终止于负电荷,所以穿过任何一个球面的电场线总条数相同,故C错误;将带正电的点电荷q从a点移动到b点,电势升高,电势能增加,故D错误。
3.C 根据等势面分布可知,P、Q两点处为等量异种点电荷,故A错误;由于Q点处为正点电荷,所以φa>0>φd,故B错误;将一负点电荷从b点移到c点,电场力做负功,其电势能增大,故C正确;将一正点电荷沿图中虚线从a点移到b点,电场力先做负功再做正功,故D错误。
4.C
图形剖析
根据轨迹可以知道,α粒子受到的库仑力为斥力,由于α粒子带正电,所以Q带正电,A错误。因为Q带正电,从b到a电场力对α粒子做正功,B错误。因为从b到a电场力对α粒子做正功,动能增大,电势能减小,所以Eka>Ekb,Epa5.B 正点电荷在静电力的作用下,经a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV,动能减小了21 eV,由于相邻的等势面之间的电势差相等,可知点电荷在相邻两等势面间运动时电场力做功相等,动能变化相等,则该点电荷在等势面3时的动能为Ek3=12 eV,由于等势面3的电势是0,点电荷在等势面3的电势能是0,所以该点电荷的电势能与动能之和为E=Ek3+Ep3=12 eV+0=12 eV,点电荷运动到某一位置时,其电势能变为-8 eV,由点电荷在电场中某点的电势能与动能之和不变,可得Ek+(-8 eV)=E=12 eV,则该点电荷电势能为-8 eV时,动能为Ek=12 eV+8 eV=20 eV,故选B。
6.C α粒子带正电,带的电荷量为2e,α粒子从f到b的过程中克服电场力所做的功为6 eV,即电场力做功-6 eV,所以Ufb===-3 V,所以各等势面与左侧相邻的等势面之间的电势差为Ucb=-1 V,电场线方向向右。b的电势为0,所以c的电势为-1 V,选项A错误;由于b的电势为0,所以α粒子在平面b上的电势能为0,选项B错误;Ufa=4Ucb=-4 V,α粒子从f到a的过程中电场力所做的功为Wfa=q·Ufa=2e×(-4 V)=-8 eV,粒子到达a时动能为Eka=Ekf+Wfa=12 eV-8 eV=4 eV,则粒子可以到达a,选项C正确;α粒子从f到b的过程中电场力做功-6 eV,粒子到达b时动能为Ekb=Ekf+Wfb=12 eV-6 eV=6 eV,根据Ek=mv2,可得α粒子经过平面a时的速率与经过b时的速率的比值为===,选项D错误。
7.C 粒子在竖直方向上做初速度为v0、加速度大小为g的匀减速运动,其末速度为0,它从a到b在竖直方向通过的位移为h=;粒子从a到b由动能定理得qUab-mgh=m(2v0)2-m,将h代入解得Uab=,故C正确。
一题多解
因为粒子在水平方向上只受电场力作用,且粒子所受电场力始终沿水平方向,所以电场力做功使粒子有水平方向上的速度,在水平方向上应用动能定理可得qUab=m(2v0)2-0,解得Uab=。
8.C 两个等量的正点电荷,其连线中垂线上O点上方电场强度方向为O→P,带负电的小球从P点到O点运动的过程中,所受电场力方向为P→O,电场力做正功,电势能减小,故A错误;O点场强为零,无穷远处场强为零,从O点至无穷远处,电场强度先增大后减小,所以,从P点到O点的过程中,电场强度大小变化情况不确定,则小球所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况不确定,故B错误;根据功能关系,除重力以外的其他力做的功等于机械能的变化量,从P点到O点电场力做正功,小球的机械能增加;从O点到M点电场力做负功,小球的机械能减少,故C正确;根据电场的对称性可知,P与M两点的电势相等,则小球在这两点的电势能相等,故小球从P到M的过程中,电场力做功为零,由动能定理得mg·2h=mv2,解得到达M点时小球的速度v=2,故D错误。
9.答案 (1) (2)- (3)-
解析 (1)根据点电荷的电场特征可知,B、C所在的圆是一个等势面,所以小球从B到C电场力做功为零,由几何关系可得B离水平面的高度为hBC=R,根据动能定理有mg×R=m-m,解得vC=。
(2)带负电的小球从A运动到B,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有mg×+W电=m,解得W电=mgR。又因为W电=-qUAB,则UAB=-。
(3)以C点为零电势点,已知φB=φC,则UAB=φA-φB=φA-φC,解得φA=-。
1(共18张PPT)
知识点 1 电势
5 电势 电势差
知识 清单破
1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比,定义为该点的电势,用符号φ表示。
2.公式:φ= 。电场中某点的电势,在数值上等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
3.单位:在国际单位制中,电势的单位是伏特,简称伏,符号是V。
4.特性
(1)相对性:电场中某一点的电势的数值与零电势点的选取有关。零电势点的选取视研究问
题的方便而定。理论研究中通常选取无穷远处的电势为零,实际中通常选取大地的电势为
零。
(2)标量性:电势是标量,没有方向,但有正负。
(3)电势与电场线的关系:沿电场线方向电势逐渐降低。
1.定义:电场中A、B两点的电势之差φA-φB为A、B两点的电势差。电势差也叫电压。
2.公式:UAB=φA-φB或UBA=φB-φA,所以UAB=-UBA。
3.电场力做功与电势差的关系:电场中两点间的电势差等于在这两点间移动电荷的过程中电
场力所做的功 WAB与被移动的电荷 q 的比。公式为
知识点 2 电势差
4.单位:在国际单位制中,电势差的单位也是伏特,简称伏,符号是V。1 V=1 J/C。
5.标量性
电势差是标量,没有方向,但有正、负。
6.电势能、电势、电势差、电场力做功之间的关系:WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=qUAB。
1.电势正负值的理解
(1)某点的电势为正,表示该点电势比零点电势高,正电荷放在该点的电势能比放在零点时的
大。
(2)某点的电势为负,表示该点电势比零点电势低,正电荷放在该点的电势能比放在零点时的
小。
2.电势差正负值的理解
(1)A、B 两点间的电势差如果为正,则表示A点电势高于B点,正电荷从A点移到B点的过程中,
电场力做正功。反之,电场力做负功。
(2)两点间电势差的正负及数值,都与零电势点的选取无关。
知识点 3 电势和电势差的正负
1.概念:电场中电势相等的各点构成的曲面,叫作等势面。
2.性质
(1)在同一等势面上,任何两点的电势都相等,所以在同一个等势面上移动电荷时,电场力不做
功。
(2)电场线一定与等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(3)等差等势面越密集处,电场强度越大。
(4)任意两个等势面不相交、不相切。
3.静电屏蔽
(1) “静电平衡”状态:当导体上的电荷分布达到相对静止时,导体内的电场强度处处为零,达
到“静电平衡”状态。
知识点 4 等势面
(2)“静电平衡”状态下导体的特点:处于静电平衡状态的导体,电荷分布在外表面上,导体是
个等势体。
(3)静电屏蔽:处在电场中导体内部的场强为零,就好像导体把外电场遮住一样,而使内部物体
不受任何外电场的影响,这种现象叫作“静电屏蔽”。技术上,静电屏蔽有广泛的用处。
1.鸟儿落在高压线上却安然无恙,是因为鸟儿不导电吗
2.以点电荷为球心、r为半径的球面上各点的电势、电场强度均相同吗
3.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关,这种说法对吗
4.用金属网把验电器罩起来,在金属网外面使带电金属球靠近验电器,验电器的箔片会张开
吗
知识辨析
一语破的
1.不是。鸟儿落在高压线上却安然无恙,是因为鸟儿两爪间的电势差几乎为零。
2.电势相同,电场强度不相同。以点电荷为球心、r为半径的球面是等势面,电势相等;但电场
强度是矢量,大小相等,方向不同。
3.不对。两点间的电势差由电场本身和两点的位置决定,与零电势点的选取无关。
4.不会。由于静电屏蔽,金属网内部不受外部带电金属球电场的影响,所以验电器箔片不会张
开。
关键能力 定点破
定点1 电势高低的判断方法
判断依据 判断方法
电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低
公式 由φ= 计算出电势,然后进行比较
场源电荷正负 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,靠近正电荷电势高,靠近负电荷电势低
电势能的大小 正电荷的电势能大处电势高,负电荷的电势能大处电势低
1.点电荷电场的电场线及等势面
(1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一组同心球面。
定点2 典型电场的电场线和等势面及其综合应用
(2)相邻等势面间电势差相等时,离球心越远等势面越稀疏。
(3)在点电荷的电场中,越靠近正的场源电荷电势越高,越靠近负的场源电荷电势越低。
(4)取无限远处电势为零时,正场源电荷的电场中各点电势都是大于零的,负场源电荷的电场
中各点电势都是小于零的。
易错警示 对于任意形状带电体形成的电场,在越靠近带电体处,等势面的形状越接近带电
体外表面的形状;离带电体越远的等势面越接近于球面(当分析无穷远处电场特点时,带电体
可视为点电荷)。
2.匀强电场的电场线及等势面
(1)匀强电场的等势面是一簇垂直于电场线的平面。
(2)匀强电场的等差等势面是互相平行、间距相等的平面。
3.等量异种点电荷的电场线及等势面
(1)等势面为两簇对称的曲面。
(2)两电荷连线上,中心O点电势为零,由负电荷到正电荷电势逐渐升高;两电荷连线的中垂线
上,各点电势相等,均为零。
4.等量同种点电荷的电场线及等势面
(1)等势面为两簇对称的曲面。
(2)两电荷连线上,中心O点电势最低,但不为零;关于O点对称的任意两点电势相等,且高于O
点电势。两电荷连线的中垂线上,中心O处电势最高,由O点到无限远,电势一直降低,关于O点
对称的任意两点电势相等。
如图所示,金属板带有等量异种电荷,板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示【1】,
已知该平面内P、O的连线为等势线,且与电场线上两点M、N的连线垂直【2】。一带电油滴在
O点处于静止状态【3】。则 ( )
A.若将油滴置于P处,仍能静止
B.若将油滴从M处释放,将沿电场线运动至N处
C.M点的电势一定比N点的高
D.油滴在M点的电势能一定比在N点的小
典例
D
信息提取 【1】P点处的电场线比O点处的电场线密集,P点处的场强大于O点处的场强,电
场线方向未知,则无法确定M、N两点电势的高低。
【2】P、O两点电势相等,M、N两点电势不相等。
【3】在O点电场力与重力等大、反向。
思路点拨
解析 油滴在O点所受合力为零(由【3】得到);由电场线的分布可知,油滴在P点所受的电场
力大于在O点所受的电场力(由【1】得到),则油滴不会静止在P点处,A错误。带电油滴受到
重力和电场力的作用,重力与电场力的合力的方向时刻在变化,根据物体做曲线运动的条件
可知,油滴不会沿电场线运动到N处,B错误。由于电场线的方向未知,所以无法判断M、N点
电势的高低 (由【1】得到),C错误。由于油滴所受的电场力大致方向是向上的,将油滴从N点
移动到M点,电场力做正功,电势能减小,所以油滴在M点的电势能一定比在N点的小,D正确。
1.计算电场力做功的常见方法
(1)功的定义法:匀强电场中,W=qEL cos θ,其中θ为电场力与位移间的夹角;或W=qEd,d为沿电
场线方向的位移。
(2)功能关系法:WAB=EpA-EpB=-ΔEp。电场力做的功等于电势能的减少量。
(3)电势差法:WAB=qUAB。
(4)动能定理法:W静电力+W其他力= W合=ΔEk。
2.分析电荷电势能变化的方法
(1)公式法:由公式Ep=qφ判断。
(2)做功法:静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加,即W=Ep1-Ep2。
(3)电荷法: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。
定点3 电场力做功、电势能、电势的综合分析
