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第3课时电势电势差电场力做功和电势能变化
【学习目标】
1、理解电势、电势差、电势能、等势面的概念;
2、掌握电场力做功与电势能变化的关系;
【要点导学】
1.电场力做功有什么特点?计算电场力做功有哪几种公式?
2.如何比较电场中两点电势的高低?具体说明。
3.把负电荷-q放在A、B点,它在哪一点的电势能较大?取无穷远处的电势能为零,负电荷-q在这个电场中的电势能是正值还是负值?
【典型例题】
类型一:电势差、电势、电势能和等势面的理解
【例1】有一带电量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4J,从B点移到C点时电场力做功9×10-4J。问:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?
(2)如以B点电势为零,则A、C两点的电势各多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?
【例2】对下列概念、公式,理解正确的是()
A、电势差的公式UAB=WAB/q,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成正比
B、把正电荷从A点移到B点电场力做正功,则有UAB>0
C、根据W=qU,一个电子在电势差为1V的两点间被电场加速,电场力做功为1eV
D、根据Uab=Wab/q,若带电荷量为1×10-5C的正电荷从a点移动到b点,克服电场力做功为1×10-5J,则a、b两点的电势差为Uab=1V,且a点电势比b点高
【例3】如图6-3-1所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知()
A.三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大
C.带电质点通过P点时的动能较Q点大
D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大
【例4】空间P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P处为正点电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图6-3-2所示,a、b、c、d为电场中四个点。则()
A、P、Q两点处的电荷等量同种
B、a点和b点的电场强度相同
C、c点的电势低于d点的电势
D、负电荷从a到c,电势能减少
类型二:电场力做功的特点、电场力做功与能量变化的关系
【例5】如图6-3-3所示,直角三角形的斜边倾角为30°,底边BC长为2L,处在水平位置,斜边AC是光滑绝缘的,在底边中点O处放置一正点电荷Q。一个质量为m,电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下,滑到斜边上的垂足D时速度为v。
(1)在质点的运动中不发生变化的是()
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