20xx沪科版高中物理选修3-122研究电场的能的性质一

20xx沪科版高中物理选修3-122研究电场的能的性质一内容摘要：

负点电荷产生的电场中则与 ( 1 ) 相反． 1 ． ( 2020 广州高二检测 ) 电场中有 A 、 B 两点，在将某电荷从 A 点移到 B 点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则下列说法中正确的是 ( ) A ．该电荷是正电荷，且电势能减少 B ．该电荷是负电荷，且电势能增加 C ．该电荷电势能增加，但不能判断 是正电荷还是负电荷 D ．该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷 【解析】 电场力对电荷做正功，则电势能减少，但不能确定该电荷的正、负，故 D 正确． 【答案】 D 【备选例题】 ( 教师用书独具 ) 一带电粒子在匀强电场 E 中的运动轨迹如图教 2 － 2 － 1 虚线所示，电场方向竖直向下． 若不计空气阻力，则此带电粒子 从 a 点运动到 b 点的过程中，能 量变化情况为 ( ) A ．动能减小 B ．电势能增加 C ．动能和电势能之和减少 D ．重力势能和电势能之和增加 图教 2 － 2 － 1 【审题指导】 判断电势能的变化看电场力做功；判断动能的变化看合力做功． 【解析】 由带电粒子在电场中运动轨迹可知带电粒子受力方向与场强方向相反，粒子带负电，带电粒子从 a 运动到 b 的过程中，电场力做正功，电势能减小，重力做负功，重力势能增加，合外力做正功，动能增加，并且电势能的减少量等于重力势能和动能的增加值，所以只有 C 正确． 【答案】 C 电势差和电势能的理解 【问题导思】 1 ．电势差和电势能的物理意义有什么不同。 2 ．电势差和电势能是否都是相对的。 1 ． 电势差与电势能的比较 电势差 UAB 电势能 Ep 反映电场的能的性质的物理量 电荷在电场中某点所具有的电势能 电场中两点间的电势差，只跟电场本身有关，跟点电荷 q无关 电势能大小是由点电荷的带电荷量q和该点电势共同决定的 电势差与零势能点的选取无关，与电场和 A、 B两点有关，跟电荷无关 对于正点电荷，电势能的正负跟电势的正负相同；对于负点电荷，电势能的正负跟电势的正负相反 单位：伏特 (V) 单位：焦耳 (J) 联系： qUAB＝ EpA－ EpB 2. 电场力做功的公式 WAB＝ qUAB中的符号法则 三个 物理量都是标量，但都有正负，在计算时会涉及正、负号的问题．在实际应用中对符号的处理有两种方法： ( 1) 计算时将各物理量的正、负号代入直接参与运算，得出的结果是正是负一目了然． ( 2) 计算时各物理量均代入绝对值，不涉及正负号，计算完成后再判断出结果是正还是负． ( 2020 杨凌高二检测 ) 如图 2 － 2 － 3 所示的是一匀强电场，场强 E ＝ 2 102 N /C ，现让一个电荷量 q ＝－ 4 10－ 8 C 的电荷 沿电场方向从 M 点移到 N 点， MN 间的距离 s ＝30 c m ，试求： ( 1) 电荷从 M 点移到 N 点电势能的变化； ( 2) M 、 N 两点间的电势差． 图 2 － 2 － 3 【审题指导】 ( 1) 由电场线的方向和电荷正、负可确定电场力的方向，进而确定电场力做功的正、负 ( 2) 根据 U MN ＝W MNq可计算 M 、 N 两点的电势差． 【解析】 ( 1) 电荷克服静电力做功为 W ＝ Fs ＝ qE s ＝ 4 10－ 8 2 102 J ＝ 10－ 6 J ，即电荷电势能增加了 10－ 6 J. ( 2) 从 M 点到 N 点电荷克服静电力做功，即静电力对电荷做 负功，即 WMN＝－ 10－ 6 J ，则 M 、 N 两点间的电势差为 UMN＝WMNq＝－ 10－ 6－ 4 10－ 8 V ＝ 60 V . 【答案】 ( 1) 电荷电势能增加了 10 － 6 J ( 2 ) M 、 N两点间的电势差为 60 V 2 ．在电场中把一个电荷量为 6 10－ 6C 的负电荷从 A 点移到 B 点，克服电场力做功 3 10－ 5J ，再将电荷从 B 点移到C。