电场能的性质 学案

电场能的性质（一）
【目标】
1.知道电场力做功、等势面的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系
2．理解匀强电场中电势差跟电场强度的关系。
3．会用或解决有关问题。
一、电场力做功及其与电势能变化的关系
例1、在场强为4×105
V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示。已知AB间距离为20
cm，AB连线与电场线成30°夹角，求电场力做的功以及质子电势能的变化。
变式训练1、有一个带电荷量q＝－3×10－6
C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电场力做6×10－4
J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10－4
J的功，问：若以B点电势为零，则：
(1)
点电荷q在A、C点的电势能各为多少？
(2)
A、C两点的电势各为多少？
变式训练2、如图所示，电荷量为－e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，以A点的电势为零，求B点的电势。
二、等势面的特点
例2、.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、B、C三个点的电势分别为=15V，=3V，=-9V，由此可得D点的电势为=_______V，电场强度方向为____________。
变式训练3、（多选）如图所示，虚线a、b和c是某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
三、在匀强电场中电势差与电场强度的关系
例
3：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
变式训练4.图1所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点，AB连线长L，与电场线夹角为α．则AB两点的电势差为
（
）
A．零
B．EL
C．ELsinα
D．ELcosα
四、场强E
的另一种表述
例4：下列正确的说法是（
）
A、任何电场中总有U＝Ed
B、在点电荷的电场中沿电场线有等距离三点ABC，必有UAB
＝UBC
C、在匀强电场中，电场强度等于任何方向单位长度的电势降落
D、在匀强电场中，电场强度等于沿电场方向单位长度的电势降落
变式训练5、图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（
）
A．865V／m，垂直AC向左
B．865V／m，垂直
AC向右
C．1000V／m，垂直
AB斜向上
D．1000V／m，垂直
AB斜向下
课堂练习
1、在静电场中，将电子从A点移到B点，电场力做了正功，则(　　)
A．电场强度的方向一定是由A点指向B点
B．电场强度的方向一定是由B点指向A点
C．电子在A点的电势能一定比在B点的高
D．A点的电势一定比B点的高
2、如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1
m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100
V/m，则O、P两点的电势差可表示为(　　)
A．UOP＝－10sinθ(V)
B．UOP＝10sinθ(V)
C．UOP＝－10cosθ(V)
D．UOP＝10cosθ(V)
3、空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x1和－x1为x轴上对称的两点。下列说法正确的是(　　)
A．x1处场强大于－x1处场强
B．若电子从x1处由静止释放后向x轴负方向运动，到达－x1点时速度为零
C．电子在x1处的电势能大于在－x1处的电势能
D．x1点的电势比－x1点的电势高
4、如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是(　
　)
A．O点的电场强度为零，电势最低
B．O点的电场强度为零，电势最高
C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低
5、(多选)如图所示，ab＝2bc,
在c点固定一正电荷，将另一负电荷从a点移到b点，负电荷在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb，所受电场力分别为Fa、Fb，则(　　)
A．Epa>Epb
B．4Fa＝Fb
C．EpaD．9Fa＝Fb
6、(多选)
如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是(　　)
A．b、d两点处的电势相同
B．四个点中c点处的电势最低
C．b、d两点处的电场强度相同
D．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小
7、(多选)如图所示，两电荷量分别为Q(Q>0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是(　　)
A．b点电势为零，电场强度也为零
B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右
C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功
D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大
电场能的性质复习1选题说明
例1、电场力做功及其与电势能变化的关系
答案：1.1×10－14
J　减小了1.1×10－14
J
变式训练1、
变式训练2、答案：
例2、等势面的特点
=3v
方向从A指向C
变式训练3、AC
例3、在匀强电场中电势差与电场强度的关系
C
变式训练4、D
例4、场强E
的另一种表述D
变式训练5、D
课堂练习
1、电场力做功与电势能变化的关系C
2、场强与电势差的关系A
3、点电荷场强与电势的分布B
4、等效问题B
5、电场力与电势能AD
6、7、等量异种电荷电场强度与电势的分布6、ABD
7、
BC