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电场力做功与电势能、电势、电势差测试题及答案解析

核心导读:电场力做功与电势能、电势、电势差[教学过程]一、电场力做功的特点和电势能1.电场力做功的特点:只与电荷的始、末位置有关,与电荷经过的路径无关。 2.电势能:电荷在电场中所具有的势能叫电势能。特点:①与参考点(零势

电场力做功与电势能、电势、电势差

[教学过程]

一、电场力做功的特点和电势能

1. 电场力做功的特点:只与电荷的始、末位置有关,与电荷经过的路径无关。

  2. 电势能:电荷在电场中所具有的势能叫电势能。

特点:① 与参考点(零势能位置)选取有关;②是电荷与所在电场所共有的

3. 电场力做功与电势能的关系:在电场中移动电荷时,电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功,电势能增加。

电场力做的功等于电势能的变化量,即:

也就是说,电荷在电场中某点(A)的电势能,等于静电力(电场力)把它从该点移动到零势能位置(B)时电场力所做的功。若取

(对匀强电场)=

(对所有电场)

应用电场力做功的计算公式

时,有两种方法:

1)依照课本的要求,三个量都取绝对值,先计算出功的数值,然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功,还是克服电场力做功。

2)代入符号使用,将公式写成

,特别是在比较AB两点电势高低时更为方便:先计算

,若

,即

,则

;若

,即

,则

二、电势等势面

1. 电势:电荷在电场中某点(A)的电势能(

)与它的电荷量(q)的比值,叫做这一点的电势。用

表示。即

。电场中电势的高低:顺电场线的方向逐渐降低。

电势零位置的选取与零电势能位置选取相似。

1. 如图所示,点电荷Q形成电场,现把一个q=-2.0×10-8C试探电荷由无穷远处分别移到电场中的ABC三点,电场力做正功还是负功?若移动电荷分别做功为6.0×10-7J4.0×10-7J1.0×10-7J,以无穷远处为零电势点,这三点的电势分别为多少?若选择B点为零电势点,这三点的电势又分别为多少?

解析:1)负电荷受到的电场力方向与位移方向一致,故电场力做正功

2)设无穷远处与A点的电势差为U

A,则有U

A=

=-30V

U

A=

=-30V由题意

=0  所以

=30V

同理可得

=20V  

=5V

3)因为UAB=

-

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