高中力教案

第1節(jié)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能。

第1節(jié)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能

基礎(chǔ)知識(shí)
1.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)
在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做的功與路徑，只與有關(guān)。
在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做的功為W＝，其中d為的位移。
2.電勢(shì)能
（1）概念：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把電荷從這點(diǎn)移到選定的參考點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。
（2）電勢(shì)能是的，電勢(shì)能的大小與所選的零電勢(shì)能點(diǎn)有關(guān)。
（3）電場(chǎng)力做功與電荷電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能；電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能。電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功量度了電荷電勢(shì)能的減少量，所以電場(chǎng)力的功是電荷電勢(shì)能改變的量度。
方法點(diǎn)撥
1.請(qǐng)你談?wù)勲妱?shì)能的大小、正負(fù)的判定方法

2.對(duì)電勢(shì)能的進(jìn)一步了解
（1）電勢(shì)能由電場(chǎng)和電荷共同決定，屬于電場(chǎng)和電荷系統(tǒng)所共有的，我們常習(xí)慣說(shuō)成電場(chǎng)中的電荷所具有的。
（2）電勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)量，其數(shù)值與零電勢(shì)能的選擇有關(guān)，因此確定電荷的電勢(shì)能首先確定參考點(diǎn)，也就是零電勢(shì)能位置。
（3）電勢(shì)能是標(biāo)量，有正負(fù)，但無(wú)方向。電勢(shì)能的正負(fù)僅表示大小，正值表示高于零電勢(shì)能，負(fù)值表示低于零電勢(shì)能。
疑難辨析
1.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系
（1）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化相聯(lián)系。
電場(chǎng)力做功一定伴隨著電勢(shì)能的變化；電勢(shì)能的變化只有通過(guò)電場(chǎng)力做功才能實(shí)現(xiàn)。
（2）電場(chǎng)力做功的值等于電勢(shì)能的變化量的值。
電場(chǎng)力做正功W，電勢(shì)能一定減少W；電場(chǎng)力做負(fù)功W，電勢(shì)能一定增加W。
2.易錯(cuò)易混點(diǎn)
（1）在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，正、負(fù)電荷所具有的電勢(shì)能正、負(fù)號(hào)正好相反。
（2）電荷在移動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做功為零，那么電荷的電勢(shì)能一定沒(méi)有變化。
典型例題
例1.如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為l的A、B兩點(diǎn)，連線AB與電場(chǎng)線的夾角為θ，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)。若沿直線AB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功W1＝__________；若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功W2＝__________；若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功W3＝__________。由此可知，電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是__________。
解析：由功的定義式W=Fxcosθ可得，電場(chǎng)力所做的功等于電場(chǎng)力與電荷在電場(chǎng)力方向的分位移xcosθ的乘積。由圖可以看出無(wú)論電荷沿哪個(gè)路徑移動(dòng)，電場(chǎng)力的方向總是水平向左的，電場(chǎng)力方向的分位移都是，所以電場(chǎng)力做的功都是，即電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。
答案：；；；與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。
例2.在場(chǎng)強(qiáng)為4×105V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，如圖所示。已知AB間的距離為20cm，AB連線與電場(chǎng)線方向成30°夾角，求電場(chǎng)力做的功以及質(zhì)子電勢(shì)能的變化。
解析：質(zhì)子從A到B電場(chǎng)力做正功，所做的功與質(zhì)子所經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，可由功的公式W=Fxcosθ求解。
電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子做的功為：
質(zhì)子的電勢(shì)能減少了
答案：；減少了
例3.在場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的物體以某一初速度沿電場(chǎng)反方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為0.8qE/m，物體運(yùn)動(dòng)s距離時(shí)速度變?yōu)榱悖瑒t（）
A.物體克服電場(chǎng)力做功qEs
B.物體的電勢(shì)能減少了0.8qEs
C.物體的電勢(shì)能增加了qEs
D.物體的動(dòng)能減少了0.8qEs
解析：由加速度大小可知，帶電體除受電場(chǎng)力作用外，還受其他力的作用，由功能關(guān)系可知，物體克服電場(chǎng)做功為。由功能關(guān)系可知，動(dòng)能的減少量為。
答案：ACD
例4.圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可做出正確判斷的是（）
A.帶電粒子所帶電荷的符號(hào)
B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向
C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大
D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大
解析：由運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷出，帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到靜電引力作用，在a、b兩點(diǎn)的受力方向分別沿過(guò)該點(diǎn)的電場(chǎng)線指向產(chǎn)生電場(chǎng)的源電荷，故B正確。帶電粒子在由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，由于只受電場(chǎng)力的作用，且電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，則帶電粒子在b處速度較小，故C正確。由于電場(chǎng)力在粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中對(duì)粒子做負(fù)功，則粒子在b處電勢(shì)能較大，故D正確。在不知電場(chǎng)線方向的前提下，無(wú)法判斷帶電粒子所帶電荷的符號(hào)，故A不正確。
答案：BCD
反饋測(cè)試
自主遷移1：某電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，如果將一個(gè)正電荷從a沿直線移到b，電場(chǎng)力做了W的正功，那么以下說(shuō)法正確的是（）
A.將該電荷從a沿某曲線移動(dòng)到b，電場(chǎng)力做的功必大于W
B.將該電荷從b移到a，電場(chǎng)力將做等大的負(fù)功
C.電場(chǎng)線的方向一定是由a到b的直線
D.電場(chǎng)線的方向一定是由b到a的直線
自主遷移2：兩帶電小球，電荷量分別為+q和-q，固定在一長(zhǎng)度為l的絕緣桿兩端，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，其位置如圖所示，若此桿繞過(guò)O點(diǎn)垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過(guò)180°，則在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為（）

A.0B.qElC.2qElD.
自主遷移3：a、b為電場(chǎng)中的兩個(gè)點(diǎn)，如果把的負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做了的正功，則該電荷的電勢(shì)能（）
A.增加了B.增加了
C.減少了D.減少了
自主遷移4：一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過(guò)程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能、之間的關(guān)系為（）
A.B.C.D.
自主遷移5：一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，能量變化情況為（）

A.動(dòng)能減小B.電勢(shì)能增加
C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減小D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加
答案：1.B2.C3.C4.AD5.C

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第4節(jié)　電勢(shì)能和電勢(shì)

一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃，作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?；钴S，幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫(xiě)呢？下面是小編幫大家編輯的《第4節(jié)　電勢(shì)能和電勢(shì)》，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)
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要點(diǎn)一判斷電勢(shì)高低的方法
電場(chǎng)具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì)，描述電場(chǎng)的物理量有電勢(shì)、電勢(shì)能、靜電力、靜電力做功等，為了更好地描述電場(chǎng)，還有電場(chǎng)線、等勢(shì)面等概念，可以從多個(gè)角度判斷電勢(shì)高低．
1．在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，離電荷越近電勢(shì)越高，在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，離電荷越近，電勢(shì)越低．
2．電勢(shì)的正負(fù)．若以無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正點(diǎn)電荷周?chē)鼽c(diǎn)電勢(shì)為正，負(fù)點(diǎn)電荷周?chē)鼽c(diǎn)電勢(shì)為負(fù)．
3．利用電場(chǎng)線判斷電勢(shì)高低．沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來(lái)越低．
4．根據(jù)只在靜電力作用下電荷的移動(dòng)情況來(lái)判斷．只在靜電力作用下，電荷由靜止開(kāi)始移動(dòng)，正電荷總是由電勢(shì)高的點(diǎn)移向電勢(shì)低的點(diǎn)；負(fù)電荷總是由電勢(shì)低的點(diǎn)移向電勢(shì)高的點(diǎn)．但它們都是由電勢(shì)能高的點(diǎn)移向電勢(shì)能低的點(diǎn)．
要點(diǎn)二理解等勢(shì)面及其與電場(chǎng)線的關(guān)系
1．電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直的(因?yàn)槿绻妶?chǎng)線與等勢(shì)面不垂直，電場(chǎng)在等勢(shì)面上就有分量，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力就會(huì)做功)，因此，電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)，靜電力必定做功，而電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)，靜電力必定不做功．
2．在同一電場(chǎng)中，等差等勢(shì)面的疏密也反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，等勢(shì)面密處，電場(chǎng)線密，電場(chǎng)也強(qiáng)，反之則弱．
3．已知等勢(shì)面，可以畫(huà)出電場(chǎng)線；已知電場(chǎng)線，也可以畫(huà)出等勢(shì)面．
4．電場(chǎng)線反映了電場(chǎng)的分布情況，它是一簇帶箭頭的不閉合的有向曲線，而等勢(shì)面是一系列的電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面，可以是封閉的，也可以是不封閉的．
要點(diǎn)三等勢(shì)面的特點(diǎn)和應(yīng)用
1．特點(diǎn)
(1)在同一等勢(shì)面內(nèi)任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力不做功．
(2)在空間沒(méi)有電荷的地方兩等勢(shì)面不相交．
(3)電場(chǎng)線總是和等勢(shì)面垂直，且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面．
(4)在電場(chǎng)線密集的地方，等差等勢(shì)面密集．在電場(chǎng)線稀疏的地方，等差等勢(shì)面稀疏．
(5)等勢(shì)面是虛擬的，為描述電場(chǎng)的性質(zhì)而假想的面．
2．應(yīng)用
(1)由等勢(shì)面可以判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低及差別．
(2)由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)靜電力做功的情況．
(3)由于等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直，已知等勢(shì)面的形狀分布，可以繪制電場(chǎng)線，從而確定電場(chǎng)大體分布．
(4)由等差等勢(shì)面的疏密，可以定性地確定某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小.

1.重力做功和靜電力做功的異同點(diǎn)如何？
重力做功靜電力做功
相似點(diǎn)重力對(duì)物體做正功，物體重力勢(shì)能減少，重力對(duì)物體做負(fù)功，物體重力勢(shì)能增加．其數(shù)值與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)靜電力對(duì)電荷做正功，電荷電勢(shì)能減少，靜電力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加．其數(shù)值與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)
不同點(diǎn)重力只有引力，正、負(fù)功比較容易判斷．例如，物體上升，重力做負(fù)功由于存在兩種電荷，靜電力做功和重力做功有很大差異．例如：在同一電場(chǎng)中沿同一方向移動(dòng)正電荷與移動(dòng)負(fù)電荷，電荷電勢(shì)能的變化是相反的，靜電力做功的正負(fù)也是相反的
應(yīng)用由重力做功的特點(diǎn)引入重力勢(shì)能由靜電力做功的特點(diǎn)引入了電勢(shì)能
2.電勢(shì)和電勢(shì)能的區(qū)別和聯(lián)系是什么？
電勢(shì)φ電勢(shì)能Ep
物理
意義反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，即已知電勢(shì)就可以知道任意電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的能量
相關(guān)
因素電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)φ的大小，只跟電場(chǎng)本身有關(guān)，跟檢驗(yàn)電荷q無(wú)關(guān)電勢(shì)能大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢(shì)φ共同決定的
大小
正負(fù)電勢(shì)沿電場(chǎng)線逐漸下降，取定零電勢(shì)點(diǎn)后，某點(diǎn)的電勢(shì)高于零者，為正值；某點(diǎn)的電勢(shì)低于零者，為負(fù)值正點(diǎn)電荷(＋q)：電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相同．負(fù)點(diǎn)電荷(－q)：電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相反
單位伏特V焦耳J
聯(lián)系φ＝Epq
Ep＝qφ
3.常見(jiàn)電場(chǎng)等勢(shì)面和電場(chǎng)線的圖示應(yīng)該怎樣畫(huà)？
(1)點(diǎn)電荷電場(chǎng)：等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面，越向外越稀疏，如圖1－4－5所示．
圖1－4－5
(2)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：是兩簇對(duì)稱曲面，兩點(diǎn)電荷連線的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面．如圖1－4－6所示．在從正電荷到負(fù)電荷的連線上電勢(shì)逐漸降低，φAφA′；在中垂線上φB＝φB′.
圖1－4－6
(3)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：是兩簇對(duì)稱曲面，如圖1－4－7所示，在AA′線上O點(diǎn)電勢(shì)最低；在中垂線上O點(diǎn)電勢(shì)最高，向兩側(cè)電勢(shì)逐漸降低，A、A′和B、B′對(duì)稱等勢(shì)．
圖1－4－7
(4)勻強(qiáng)電場(chǎng)：等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直、間隔相等、相互平行的一簇平面，如圖1－4－8所示．

圖1－4－8
一、電勢(shì)能
【例1】下列關(guān)于電荷的電勢(shì)能的說(shuō)法正確的是()
A．電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方，電勢(shì)能一定大
B．電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)能一定為零
C．只在靜電力的作用下，電荷的電勢(shì)能一定減少
D．只在靜電力的作用下，電荷的電勢(shì)能可能增加，也可能減少
答案D
解析電荷的電勢(shì)能與電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)直接關(guān)系，A、B錯(cuò)誤；如果電荷的初速度為零，電荷只在靜電力的作用下，做加速運(yùn)動(dòng)，電荷的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，電勢(shì)能減少，但如果電荷的初速度不為零，電荷可能在靜電力的作用下，先做減速運(yùn)動(dòng)，這樣靜電力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，電勢(shì)能增加，所以C錯(cuò)誤，D正確．
二、判斷電勢(shì)的高低
【例2】在靜電場(chǎng)中，把一個(gè)電荷量為q＝2.0×10－5C的負(fù)電荷由M點(diǎn)移到N點(diǎn)，靜電力做功6.0×10－4J，由N點(diǎn)移到P點(diǎn)，靜電力做負(fù)功1.0×10－3J，則M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系是________．
答案φNφMφP
解析首先畫(huà)一條電場(chǎng)線,如上圖所示.在中間位置附近畫(huà)一點(diǎn)作為M點(diǎn).因?yàn)橛蒑→N靜電力做正功,而負(fù)電荷所受靜電力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，則可確定N點(diǎn)在M點(diǎn)左側(cè)．由N→P靜電力做負(fù)功，即沿著電場(chǎng)線移動(dòng)，又因1.0×10－3J6.0×10－4J，所以肯定移過(guò)了M點(diǎn)，即P點(diǎn)位于M點(diǎn)右側(cè)．這樣，M、N、P三點(diǎn)電勢(shì)的高低關(guān)系是φNφMφP.

1.有一電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖1－4－9所示，
圖1－4－9
電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)分別用EA、EB和φA、φB表示，則()
A．EAEB，φAφB
B．EAEB，φAφB
C．EAEB，φAφB
D．EAEB，φAφB
答案D
2．有關(guān)電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()
A．某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，該點(diǎn)的電勢(shì)一定高
B．某點(diǎn)的電勢(shì)高，檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定大
C．某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零
D．某點(diǎn)的電勢(shì)為零，檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零
答案D
3．將一個(gè)電荷量為－2×10－8C的點(diǎn)電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要克服靜電力做功4×10－8J，則M點(diǎn)電勢(shì)φM＝________V．若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，靜電力做功14×10－8J，則N點(diǎn)電勢(shì)φN＝________V，MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN＝________V.
答案－25－7
解析本題可以根據(jù)電勢(shì)差和電勢(shì)的定義式解決．
由WSM＝qUSM得USM＝WSMq＝－4×10－8－2×10－8V＝2V
而USM＝φS－φM，所以φM＝φS－USM＝(0－2)V＝－2V
由WMN＝qUMN得UMN＝WMNq＝14×10－8－2×10－8V＝－7V
而UMN＝φM－φN，所以φN＝φM－UMN＝[－2－(－7)]V
＝5V
4．如圖1－4－10所示．
圖1－4－10
(1)在圖甲中，若規(guī)定EpA＝0，則EpB________0(填“”“＝”或“”)．
試分析靜電力做功情況及相應(yīng)的電勢(shì)能變化情況．
答案(1)(2)見(jiàn)解析
解析(1)A→B移動(dòng)正電荷，WAB0，故EpAEpB，若EpA＝0，則EpB0.
(2)甲中從A→B移動(dòng)負(fù)電荷，WAB0，EpAEpB
乙中從B→A移動(dòng)負(fù)電荷，WAB0，EpAEpB.

題型一靜電力做功和電勢(shì)能變化之間的關(guān)系
如圖1所示，
圖1
把電荷量為－5×10－9C的電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能__________(選填“增加”、“減少”或“不變”)；若A點(diǎn)的電勢(shì)UA＝15V，B點(diǎn)的電勢(shì)UB＝10V，則此過(guò)程中靜電力做的功為_(kāi)_______J.
思維步步高電勢(shì)能變化和靜電力做功有什么關(guān)系？負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B，靜電力做正功還是負(fù)功？靜電力做功和電勢(shì)能的變化在數(shù)值上有什么關(guān)系？
解析將電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做負(fù)功，其電勢(shì)能增加；A點(diǎn)的電勢(shì)能為EpA＝qUA，B點(diǎn)的電勢(shì)能為EpB＝qUB，靜電力做功等于電勢(shì)能變化量的相反數(shù)，即W＝EpA－EpB＝－2.5×10－8J.
答案增加－2.5×10－8J
拓展探究如果把該電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，電勢(shì)能怎么變化？靜電力做功的數(shù)值是多少？如果是一個(gè)正電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，正電荷的帶電荷量是5×10－9C，電勢(shì)能怎么變化？靜電力做功如何？
答案減少2.5×10－8J增加－2.5×10－8J
解析如果把該電荷從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，靜電力做正功，電勢(shì)能減少．靜電力做功為2.5×10－8J；如果電荷的帶電性質(zhì)為正電荷，從B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加了，靜電力做負(fù)功，數(shù)值為－2.5×10－8J.
電場(chǎng)中的功能關(guān)系：
①靜電力做功是電荷電勢(shì)能變化的量度，具體來(lái)講，靜電力對(duì)電荷做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減少；靜電力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加，并且，電勢(shì)能增加或減少的數(shù)值等于靜電力做功的數(shù)值．
②電荷僅受靜電力作用時(shí)，電荷的電勢(shì)能與動(dòng)能之和守恒．
③電荷僅受靜電力和重力作用時(shí)，電荷的電勢(shì)能與機(jī)械能之和守恒.
題型二電場(chǎng)中的功能關(guān)系
質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的．兩個(gè)強(qiáng)作用電荷相反(類似于正負(fù)電荷)的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒(méi)有相互作用(稱為“漸近自由”)；在距離較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間就會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的引力(導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”)．作為一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為F＝0，0rr1，－F0，r1≤r≤r2，0，rr2.式中F0為大于零的常量，負(fù)號(hào)表示引力．用U表示夸克間的勢(shì)能，令U0＝F0(r2－r1)，取無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)．下列U－r圖示中正確的是()

思維步步高零勢(shì)能面的規(guī)定有何用處？無(wú)窮遠(yuǎn)處的勢(shì)能和r＝r2處的勢(shì)能是否相同？當(dāng)rr1之后勢(shì)能怎么變化？
解析從無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零開(kāi)始到r＝r2位置，勢(shì)能恒定為零，在r＝r2到r＝r1過(guò)程中，恒定引力做正功，勢(shì)能逐漸均勻減小，即勢(shì)能為負(fù)值且越來(lái)越小，此過(guò)程圖象為A、B選項(xiàng)中所示；rr1之后勢(shì)能不變，恒定為－U0，由引力做功等于勢(shì)能減少量，故U0＝F0(r2－r1)．
答案B
拓展探究空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，
圖2
質(zhì)量為m的帶正電的微粒水平射入電場(chǎng)中，微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)()
A．重力做的功相等
B．靜電力做的功相等
C．靜電力做的功大于重力做的功
D．靜電力做的功小于重力做的功
答案C
解析根據(jù)微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可知靜電力大于重力，故選項(xiàng)C正確．由于微粒做曲線運(yùn)動(dòng)，故在相等時(shí)間間隔內(nèi)，微粒的位移不相等，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．
電勢(shì)能大小的判斷方法：
①利用Ep＝qφ來(lái)進(jìn)行判斷，電勢(shì)能的正負(fù)號(hào)是表示大小的，在應(yīng)用時(shí)把電荷量和電勢(shì)都帶上正負(fù)號(hào)進(jìn)行分析判斷．
②利用做功的正負(fù)來(lái)判斷，不管正電荷還是負(fù)電荷，靜電力對(duì)電荷做正功，電勢(shì)能減少；靜電力對(duì)電荷做負(fù)功，電勢(shì)能增加.

一、選擇題
1．一點(diǎn)電荷僅受靜電力作用，由A點(diǎn)無(wú)初速釋放，先后經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中的B點(diǎn)和C點(diǎn)．點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別用EA、EB、EC表示，則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是()
A．EAEBECB．EAEBEC
C．EAECEBD．EAECEB
答案AD
解析點(diǎn)電荷在僅受靜電力作用的情況下，動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能最小時(shí)，電勢(shì)能最大，故EA≥EB，EA≥EC，A、D正確．
2．如圖3所示電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)，
圖3
則下列說(shuō)法正確的是()
A．電勢(shì)φAφB，場(chǎng)強(qiáng)EAEB
B．電勢(shì)φAφB，場(chǎng)強(qiáng)EAEB
C．將電荷＋q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做了正功
D．將電荷－q分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能EpAEpB
答案BC
解析場(chǎng)強(qiáng)是描述靜電力的性質(zhì)的物理量；電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，二者無(wú)必然的聯(lián)系．場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)不一定大，電勢(shì)大的地方，場(chǎng)強(qiáng)不一定大，另根據(jù)公式Ep＝φq知，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能反而大．
3．如圖4所示，
圖4
某區(qū)域電場(chǎng)線左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱線上的兩點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是()
A．M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)
B．M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
C．正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能
D．將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，靜電力做正功
答案AC
解析由圖示電場(chǎng)線的分布示意圖可知，MN所在直線的電場(chǎng)線方向由M指向N，則M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)；由于N點(diǎn)所在處電場(chǎng)線分布密，所以N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)；正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，故在M點(diǎn)電勢(shì)能大于在N點(diǎn)電勢(shì)能；電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，靜電力做負(fù)功．綜上所述，A、C選項(xiàng)正確．
4．兩個(gè)帶異種電荷的物體間的距離增大一些時(shí)()
A．靜電力做正功，電勢(shì)能增加
B．靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加
C．靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能減少
D．靜電力做正功，電勢(shì)能減少
答案B
解析異種電荷之間是引力，距離增大時(shí)，引力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．
5．如圖5所示，
圖5
O為兩個(gè)等量異種電荷連線的中點(diǎn)，P為連線中垂線上的一點(diǎn)，比較O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)大小()
A．φO＝φP，EOEP
B．φO＝φP，EO＝EP
C．φOφP，EO＝EP
D．φO＝φP，EOEP
答案A
6．在圖6中虛線表示某一電場(chǎng)的等勢(shì)面，
圖6
現(xiàn)在用外力將負(fù)點(diǎn)電荷q從a點(diǎn)沿直線aOb勻速移動(dòng)到b，圖中cd為O點(diǎn)等勢(shì)面的切線，則當(dāng)電荷通過(guò)O點(diǎn)時(shí)外力的方向()
A．平行于ab
B．平行于cd
C．垂直于ab
D．垂直于cd
答案D
7．如圖7所示，
圖7
固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn)，已知MQNQ.下列敘述正確的是()
A．若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則靜電力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少
B．若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則該電荷克服靜電力做功，電勢(shì)能增加
C．若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則靜電力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少
D．若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，再?gòu)腘點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn)；則該電荷克服靜電力做的功等于靜電力對(duì)該電荷所做的功，電勢(shì)能不變
答案AD
解析由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，M點(diǎn)的電勢(shì)高，N點(diǎn)的電勢(shì)低，所以正電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)，靜電力做正功，電勢(shì)能減少，故A對(duì)，B錯(cuò)；負(fù)電荷由M點(diǎn)到N點(diǎn)，克服靜電力做功，電勢(shì)能增加，故C錯(cuò)；靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，負(fù)點(diǎn)電荷又回到M點(diǎn)，則整個(gè)過(guò)程中靜電力不做功，電勢(shì)能不變，故D對(duì)．
二、計(jì)算論述題
8．如圖8所示，
圖8
平行板電容器兩極板間有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且?guī)д姷臉O板接地．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子(不計(jì)重力)從x軸上坐標(biāo)為x0處?kù)o止釋放．
(1)求該粒子在x0處的電勢(shì)能Epx0.
(2)試從牛頓第二定律出發(fā)，證明該帶電粒子在極板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變．
答案(1)－qEx0(2)見(jiàn)解析
解析(1)粒子由x0到O處?kù)o電力做的功為：
W電＝－qEx0①
W電＝－(0－Epx0)②
聯(lián)立①②得：Epx0＝－qEx0
(2)在x軸上任取兩點(diǎn)x1、x2，速度分別為v1、v2.
F＝qE＝ma
v22－v21＝2a(x2－x1)
聯(lián)立得
12mv22－12mv21＝qE(x2－x1)
所以12mv22＋(－qEx2)＝12mv21＋(－qEx1)
即Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1
故在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變．
9.
圖9
一根對(duì)稱的“∧”型玻璃管置于豎直平面內(nèi)，管所在的空間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E.質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在管內(nèi)從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿管向上運(yùn)動(dòng)，且與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，管AB長(zhǎng)為l，小球在B端與管作用沒(méi)有能量損失，管與水平面夾角為θ，如圖9所示．求從A開(kāi)始，小球運(yùn)動(dòng)的總路程是多少？
答案ltanθμ
解析由題意知小球所受合力沿玻璃管斜向上，
即qEsinθmgsinθ＋Ff，小球所受管壁彈力垂直管壁向下，作出受力分析如右圖所示．小球最終靜止在“∧”形頂端，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)的總路程為x，由動(dòng)能定理知：qElsinθ－mglsinθ－μ(qEcosθ－mgcosθ)x＝0，解得x＝ltanθμ.
10．如圖10所示，
圖10
一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電荷量＋q，質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用．
(1)求小環(huán)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度vA是多少？
(2)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力FB是多少？
答案(1)qErm(2)6qE
解析(1)小球在A點(diǎn)時(shí)所受的靜電力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律得：qE＝mv2Ar
解得vA＝qErm
(2)
在B點(diǎn)小球受力如右圖所示，小球由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理
qE2r=
在B點(diǎn)，F(xiàn)B、qE的合力充當(dāng)向心力：
,得

第二節(jié)電勢(shì)與等勢(shì)面

第二節(jié)電勢(shì)與等勢(shì)面

學(xué)習(xí)要求：
1、理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。
2、明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。
3、了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。
要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)：
一、電勢(shì)
1、定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的與它的的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。用表示。量，只有，沒(méi)有，但有。
2、公式：（與試探電荷關(guān)）
3、單位：伏特（V）
4、電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：電勢(shì)順線。（電場(chǎng)線指向電勢(shì)的方向）
5、零電勢(shì)位置的規(guī)定：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇．（大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零）
二、等勢(shì)面
1、定義：電場(chǎng)中相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
2、性質(zhì)：
①在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功
②電場(chǎng)線跟等勢(shì)面，并且由電勢(shì)的等勢(shì)面指向電勢(shì)的等勢(shì)面。
③等勢(shì)面越，電場(chǎng)強(qiáng)度越
④等勢(shì)面不相，不相
3、等勢(shì)面的用途：由等勢(shì)面描繪電場(chǎng)線。
4、幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面
注意：①等量同種電荷連線和中線上
連線上：中點(diǎn)電勢(shì)最小
中線上：由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。
②等量異種電荷連線上和中線上
連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。
中線上：各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。
典型例題：
【例1】如圖所示，電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是（）
A、電勢(shì)φAφB場(chǎng)強(qiáng)EAEB
B、電勢(shì)φAφB場(chǎng)強(qiáng)EAEB
C、將+q由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功
D、將-q分別放在A、B兩點(diǎn)時(shí)具有電勢(shì)能EpAEpB
參考答案：BC
【例2】在電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn),如圖所示，若將電荷q1=-2.0×10-7C從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了-4.0×10-4J的功。
(1)以B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，φA等于多少?
(2)電場(chǎng)線的方向如何?
(3)如將電荷q2=+1.0×10-7C從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，φA等于多少?電場(chǎng)力做了多少功?

參考答案：
（1）φA=2000V
（2）A指向B
（3）φA=2000V，2.0×10-4J

【例3】關(guān)于等勢(shì)面，正確的說(shuō)法是（）
A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功
B．等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等
C．等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直
D．兩等勢(shì)面不能相交
參考答案：CD
【例4】如圖所示,水平固定的小圓盤(pán)A,帶電量為Q,電勢(shì)為零,從圓盤(pán)外O靜止釋放一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,由于電場(chǎng)力的作用,小球豎直上升的高度可達(dá)盤(pán)中心豎直線上的C點(diǎn),OC=h,又知道過(guò)豎直線上的b點(diǎn)時(shí),小球速度最大,則在Q所形成的電場(chǎng)中,可確定的物理量是（）
A.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B.c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.b點(diǎn)的電勢(shì)D.c點(diǎn)的電勢(shì)
參考答案：AD
【例5】孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面如圖所示中虛線所示，其電勢(shì)分別為1、2、3，A、B、C是某電場(chǎng)線與這簇等勢(shì)面的交點(diǎn)，且ab=bc.現(xiàn)將一正電荷由a移到b，電場(chǎng)力做正功W1；再由b移至C，電場(chǎng)力做正功W2.則（）
A.W1=W2，1＜2＜3
B.W1=W2，1＞2＞3
C.W1＞W(wǎng)2，1＞2＞3
D.W1＜W2，1＞2＞3
參考答案：C

第4節(jié)電場(chǎng)中的導(dǎo)體

第4節(jié)電場(chǎng)中的導(dǎo)體

知識(shí)目標(biāo)
1、認(rèn)識(shí)靜電感應(yīng)，知道感應(yīng)起電的原理和感應(yīng)電荷正、負(fù)的判定。
2、知道靜電平衡狀態(tài)；理解靜電平衡的特點(diǎn)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上；
3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。
重點(diǎn)難點(diǎn)
1．靜電場(chǎng)中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性，即其電荷分布、電場(chǎng)分布等，這是本節(jié)的重點(diǎn)。
2．運(yùn)用電場(chǎng)有關(guān)知識(shí)，分析、推理出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因，這是本節(jié)的難點(diǎn)，同時(shí)也是本章的難點(diǎn)。
導(dǎo)學(xué)過(guò)程
1、導(dǎo)體的重要特征是什么，為什么它可以導(dǎo)電？

2、當(dāng)我們把導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體上的自由電荷處于電場(chǎng)中將受電場(chǎng)力作用，這時(shí)的導(dǎo)體與無(wú)電場(chǎng)時(shí)的導(dǎo)體相比有什么不同特征？引導(dǎo)學(xué)生分析．

3、靜電感應(yīng)現(xiàn)象：在電場(chǎng)中的導(dǎo)體沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象．當(dāng)外電場(chǎng)撤掉，導(dǎo)體兩端電荷又中和，可見(jiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體上凈電荷仍然為零．
導(dǎo)體中（包括表面）狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)．
特征：導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為．在這個(gè)特征基礎(chǔ)上進(jìn)行推論，可得靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn)．
4、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零．而且處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上．這是為什么呢？

請(qǐng)學(xué)生思考，自己看書(shū)，并思考為甚么躲在籠子里的人沒(méi)有被強(qiáng)大的電流擊傷？

總結(jié)

鞏固練習(xí)
1．用一根跟毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a（圖1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開(kāi)橡膠棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球A和金箔b的帶電情況是[]

A．a(chǎn)帶正電，b帶負(fù)電
B．a(chǎn)帶負(fù)電，b帶正電
C．a(chǎn)、b均帶正電
D．a(chǎn)、b均帶負(fù)電
E．a(chǎn)、b均不帶電
2．在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B，下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片張開(kāi)的是[]
A．用取電棒（帶絕緣柄的導(dǎo)體棒）先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸
B．用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸
C．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸
D．使驗(yàn)電器A靠近B
3．在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為＋Q的點(diǎn)電荷，用Ep表示球殼外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則[]
A．當(dāng)＋Q在球殼中央時(shí)，Ep＝0
B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零
C．只有當(dāng)＋Q在球心且球殼接地時(shí)，Ep＝0
D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零
4．一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)荷，其電場(chǎng)分布是圖2中的哪一個(gè)[]
5．一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開(kāi)孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導(dǎo)線連接，讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到圖3位置，C球放A球殼外離A球較遠(yuǎn)，待靜電平衡后，正確的說(shuō)法是[]

A．B、C球都帶電
B．B球不帶電，C球帶電
C．讓C球接地后，B球帶負(fù)電
D．C球接地后，A球殼空腔中場(chǎng)強(qiáng)為零
6．如圖4所示，把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中，導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，下敘說(shuō)法正確的是[]

A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，且都為零
B．A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不相等
D．當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動(dòng)．
二、填空題
7．如圖5所示，導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷______．若手的接觸點(diǎn)改在A端，情況又如何______．

8．有一絕緣空心金屬球A，帶有4×10-6C的正電荷，一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B，帶有2×10-6C的負(fù)電荷．若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸，如圖6所示，則B球上電量為_(kāi)_____C，A球上電量為_(kāi)______C，分布在_______．

9．圖7中A、B是兩個(gè)不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球C．在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況：
（1）A、B接觸后分開(kāi)，再移去C，則A________，B______；
（2）A、B接觸，用手指瞬間接觸B后再移去C，則A________，B_______；
（3）A、B接觸，用手指接觸A，先移去C后再移去手指，則A_______，B_______．
10．如圖8，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電量分別為－Q和＋2Q，它們相距L，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r（2r＜L）的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小_____方向____．

11．長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處，如圖9所示，當(dāng)達(dá)到靜電平衡后棒上感應(yīng)的電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小等于__________．

答案
一、選擇題
1．C
2．BCD
3．D
4．B
5．BC
6．AD
二、填空題
7．負(fù)、負(fù)
8．0，2×10－6，A的外表面
9．（1）正、負(fù)（2）負(fù)、負(fù)（3）不帶電、不帶電
10．12kQ/L2，沿AB連線指向B

電勢(shì)能和電勢(shì)

學(xué)習(xí)內(nèi)容1.4電勢(shì)能和電勢(shì)
學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。
2、理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。
3、明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。
4、了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：理解掌握電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面的概念及意義。
難點(diǎn)：掌握電勢(shì)能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識(shí)鏈接1．回顧：靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度、重力勢(shì)能的概念。
2．一個(gè)靜止的試探電荷放入電場(chǎng)中，它在靜電力的作用下將做加速運(yùn)動(dòng)而獲得動(dòng)能，請(qǐng)同學(xué)們思考：是什么能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動(dòng)能？
學(xué)習(xí)過(guò)程用案人自我創(chuàng)新
[自主學(xué)習(xí)]
一．靜電力做功的特點(diǎn)
結(jié)合課本圖1.4-1（右圖）分析試探電荷q在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做功的情況。
（1）q沿直線從A到B，W1=。
（2）q沿折線從A到M、再?gòu)腗到B，W2=。
（3）q沿任意曲線線A到B，W3=。
結(jié)果：
結(jié)論：
。
靜電力做功特點(diǎn)與重力做功一樣嗎？
二．電勢(shì)能（與重力勢(shì)能相類比）
（1）電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，所以電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做。
（2）靜電力做功等于電勢(shì)能的變化量（靜電力做功改變電勢(shì)能）電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加。電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變。（與重力做功相類比）
分析：
正電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做，電勢(shì)能
正電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做，電勢(shì)能
負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做，電勢(shì)能
負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力做，電勢(shì)能
(3)注意：
①．電勢(shì)能零點(diǎn)的規(guī)定：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零
②在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正，負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。
在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)，負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。
[思考、討論]
1．如何計(jì)算電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)A具有的電勢(shì)能EP？
。
2．將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)如何判斷電荷A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能的大??？
。
三．電勢(shì)（相當(dāng)于高度）
（1）定義：。用表示。電勢(shì)是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。
（2）公式：（與試探電荷無(wú)關(guān)）單位：伏特（V）
（3）零電勢(shì)位置的規(guī)定：大地或無(wú)窮遠(yuǎn)默認(rèn)為零，電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)的選擇有關(guān)，即電勢(shì)的數(shù)值決定于零電勢(shì)的選擇．
討論（合作學(xué)習(xí)）：
1、電勢(shì)的高低與電場(chǎng)線的關(guān)系：。
2、正電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為正，負(fù)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)為負(fù)
四．等勢(shì)面
⑴．定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面
⑵．幾種電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面（虛線）

（3）等勢(shì)面的特點(diǎn)
1、在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功
2、電場(chǎng)線（或E）⊥等勢(shì)面
3、電場(chǎng)線由高的等勢(shì)面指向低的等勢(shì)面
4、等勢(shì)面不相交，可以閉合
5、靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面（了解）
7、沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快（場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的地方）
特別說(shuō)明：（結(jié)合上面圖理解）
①等量同種電荷（正）連線和中線上
連線上：中點(diǎn)電勢(shì)最小
中線上：由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小，無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。
②等量異種電荷連線上和中線上
連線上：由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。
中線上：各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)1、下列說(shuō)法正確的是（）
A.在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功，電荷電勢(shì)能減少
B.在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功，電荷電勢(shì)能減少
C.在電場(chǎng)中順著電場(chǎng)線移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少
D.在電場(chǎng)中逆著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加
2、如圖所示，A、B、C為電場(chǎng)中同一電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，設(shè)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法正確的是（）
A、若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放正電荷，電荷向B運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減小
B、若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放正電荷，電荷向B運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能增大
C、若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放負(fù)電荷，電荷向A運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能增大
D、若在C點(diǎn)無(wú)初速釋放負(fù)電荷，電荷向A運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減小
3、圖一表示等量異種電荷P和Q形成的電場(chǎng)內(nèi)的一簇等勢(shì)面，求
(1)P、Q各帶何種電荷？
(2)把q=10－7C的正點(diǎn)電荷從A移到B，電場(chǎng)力做多少功？
(3)把q從B移到C電場(chǎng)力做多少功？
(4)把q從C移到A電場(chǎng)力做多少功？
(5)q從A出發(fā)經(jīng)過(guò)B和C回到A的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電荷做的總功為多少？

4、如圖6，在點(diǎn)電荷＋Q電場(chǎng)中，以＋Q為球心的同一球面上有A、B、C三點(diǎn)，把正檢驗(yàn)電荷從球內(nèi)P點(diǎn)移到A、B、C各點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力作功WPA、WPB、WPC的大小關(guān)系為_(kāi)_______．
5、如圖7，a、b、c、d為某電場(chǎng)中的等勢(shì)面，一帶正電粒子飛入電場(chǎng)后只在電場(chǎng)力作用下沿M點(diǎn)到N點(diǎn)的虛線運(yùn)動(dòng)．由圖可知，四個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列順序是_______，帶電粒子在M、N兩點(diǎn)中，電勢(shì)能較大的是_________點(diǎn)．
6、如圖3，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E．在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電＋q的小球，由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下述說(shuō)法正確的是（）
A．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
B．小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大
C．小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為（mg＋Eq）
D．小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為3（mg－qE）
7、若帶正電的小球只受電場(chǎng)力的作用，則它在任意一段時(shí)間內(nèi)（）
A．一定沿著電場(chǎng)線由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
B．一定沿著電場(chǎng)線由低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
C．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
D．不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)
8、在靜電場(chǎng)中，關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的說(shuō)法正確的是（）
A．電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高
B．電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)也一定為零
C．場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)也一定為零
D．場(chǎng)強(qiáng)大小相同的點(diǎn)電勢(shì)不一定相同
9、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，位置關(guān)系如圖52-6所示，其中ab=√3cm，bc=1cm已知電場(chǎng)線與abc三點(diǎn)所在的平面平行,若將電量為-2×10－８C的點(diǎn)電荷從a移到b，電場(chǎng)力不做功，而把該電荷從a移到c，電場(chǎng)力做功為1.8×10－７J?
(1)畫(huà)出通過(guò)a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)線?
(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度