20xx粤教版高中物理选修3-114电势和电势差

20xx粤教版高中物理选修3-114电势和电势差内容摘要：

于任何电场．静电力做的功 W AB 与移动电荷 q 的路径无关．只与初、末位置的电势差有关． 2 ． 描述电势差的两个公式 UAB＝WABq和 UAB＝ φA－ φB的区别 电场具有多种属性，我们可以从不同角度描述电场的属性，公式 UAB＝WABq是从静电力做功的角度，而 UAB＝ φA－ φB是从电势出发来定义电势差． UAB＝WABq中， WAB为 q 从初位置 A 移动到末位置 B 静电力做的功， WAB可为正值，也可为负值； q 为电荷所带电荷量，正电荷取正值，负电荷取负值． 由 U AB ＝W ABq可以看出， U AB 在数值上等于单位正电荷由 A 移到 B 点时静电力所做的功 W AB ，若静电力对单位正电荷做正功，U AB 为正值；若静电力对单位正电荷做负功，则 U AB 为负值 . 【典例 1 】 如图 1 － 4 － 2 所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为 v 0 的带电微粒，沿图中虚线由 A 运动至 B ，其能量变化情况是 ( ) ． 图 1 － 4 － 2 A ．动能减少，重力势能增加，电势能减少 B ．动能减少，重力势能增加，电势能增加 C ．动能不变，重力势能增加，电势能减少 D ．动能增加，重力势能增加，电势能减少 解析 微粒沿直线运动，受到的电场力水平向左，合力与 v0反向，由 A→B电场力做负功，电势能增加，重力做负功，重力势能增加，合外力与 v0反向，对粒子做负功，动能减少，故选 B. 答案 B 借题发挥 功是能量转化的量度，但要理解并区别电场力的功与电势能变化的关系、合外力的功与动能变化的关系 (动能定理 )，即搞清功与能的变化的对应关系． 【变式 1 】 如果把 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 ＝ 10－ 4 J ，那么： ( 1) q 在 A 点的电势能和 A 点的电势各是多少。 ( 2) q 在未移入电场前 A 点的电势是多少。 解析 ( 1) 电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变化量等于 电场力做的功，即 W ∞ A ＝ E p ∞ － E p A ＝ 0 － E p A . 所以 E p A ＝－ W ∞ A ＝ W ＝ 10－ 4 J ， φ A ＝E p Aq＝ 10－ 4 10－ 8 V ＝ 104 V . ( 2) A 点的电势是由电场本身决定的，跟 A 点是否有电荷存在无关，所以 q 在移入电场前， A 点的电势仍为 1 .2 10 4 V . 答案 ( 1) 10 － 4 J 10 4 V ( 2) 10 4 V 【典例 2 】 有一带电荷量 q ＝－ 3 10－ 6 C 的点电荷，从电场中的 A 点移到 B 点时，克服电场力做功 6 10－ 4 J ．从 B 点移到 C 点电场力做功 9 10－ 4 J. ( 1) AB 、 BC 、 C A 间电势差各为多少。 ( 2) 如以 B 点电势为零，则 A 、 C 两点的电势各为多少。 电荷在 A 、 C 两点的电势能各为多少。 解析 ( 1) 法一 先求电势差的绝对值，再判断正、负 | UAB|＝| WAB|| q |＝6 10－ 43 10－ 6 V ＝ 200 V . 因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功，必是从高电势点移向低电势点，即 φA φB， UAB＝ 200 V .。