(2)由WAB＝EpA－EpB可得：EpB＝3×105 J 由WAC＝EpA－EpC可得：EpC＝1.8×105 J。 [答案] (1)增加了1.8×105 J (2)3×105 J 1.8×105 J

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电场力做功与电势能的联系

(1)电势能的高低与零电势能点的选取有关, 电势能的变化与零电势能点的选取无关。 (2)电势能与静电力做功的关系是求电势能变化或静电力做功的重要理论依据。

1．如图所示, 有一带电的微粒, 在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点, 则微粒( )

A．带负电, 电势能增加 B．带负电, 电势能减少 C．带正电, 电势能增加 D．带正电, 电势能减少

解析：选D 由带电微粒运动的径迹可以看出带电微粒受到的电场力指向径迹凹侧, 即与电场方向相同, 故带电微粒带正电, 选项A、B错误；电场力对带电微粒做正功, 微粒电势能减少, 选项C错误, D正确。

2．下列说法正确的是( )

A．电荷放在电势高的地方, 电势能就大

B．正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能 C．电场强度为零的点, 电势一定为零

D．无论移动正电荷还是负电荷, 若克服电场力做功它的电势能都增大

解析：选D 正电荷放在电势高的地方, 电势能就大, 而负电荷放在电势高的地方, 电势能就小, 故A错误。电荷的电势能与电荷的电性和电势的正负有关, 正电荷在电场中电势为负值的某点的电势能, 小于负电荷在该点具有的电势能, 故B错误。电场强度与电势无关, 电场强度为零的点, 电势不一定为零, 故C错误。只要电荷克服电场力做功, 根据功能关系可知, 它的电势能都增大, 故D正确。

3．在如图所示的匀强电场中, 有A、B两点, 且A、B两点间的距离为x＝0.20 m, 已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°, 今把一电荷量q＝－2×108 C的检验电荷放入该匀强电场中, 其受到的电场力的大小为F＝4.0×104 N, 方向水平向左。求：

(1)电场强度E的大小和方向；

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(2)若把该检验电荷从A点移到B点, 电势能变化了多少； (3)若A点为零电势点, 检验电荷在B点电势能为多少。

F

解析：(1)电场强度E的大小为E＝q＝2×104 N/C, 方向水平向右。 (2)检验电荷从A点移到B点电场力做负功

WAB＝－Fxcos θ＝－4.0×104×0.2×cos 60° J＝－4.0×105 J 由电场力做功与电势能变化关系得, 电势能增加了4×105 J。

(3)检验电荷在A点的电势能为0, 检验电荷从A点到B点电势能增加了4×105 J, 故检验电荷在B点的电势能为4×105 J。

答案：(1)2×104 N/C 方向水平向右 (2)电势能增加了4×105 J (3)4×105 J

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对电势和等势面的理解

1．电势的特点

(1)电势具有相对性：电势是相对的, 电场中某点的电势值与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷无穷远处, 或是地球表面选为零电势点。

(2)电势是标量：电势是只有大小、没有方向的物理量, 在规定了电势零点后, 电场中各点的电势可能是正值, 也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势。显然, 电势的正负只表示大小, 不表示方向。

2．电势高低的判断方法

电场线法 场源电荷 判断法 电势能 判断法 3．等势面的特点

(1)等势面是为描述电场而假想的面。

沿电场线方向, 电势越来越低 离场源正电荷越近的点, 电势越高；离场源负电荷越近的点, 电势越低 对于正电荷, 电势能越大, 所在位置的电势越高；对于负电荷, 电势能越小, 所在位置的电势越高 (2)在电场线密集的地方, 等差等势面密集；在电场线稀疏的地方, 等差等势面稀疏。 (3)电场线总是和等势面垂直, 且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (4)等势面的分布与零电势点的选取无关。 (5)在空间中两等势面不相交。

(6)在等势面内移动电荷, 电场力不做功。

1．一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场, a、b、c、d为该电场的等势面, 其中φa<φb<φc<φd, 若不计粒子受的重力, 可以确定( ) A．该粒子带正电

B．从J到K粒子的电势能减少

C．粒子从J到K运动过程中的动能减小 D．粒子从J到K运动过程中作变加速运动

解析：选B 由运动轨迹可知电场力方向向右, 由电势的高低可知电场线方向向左, 则该带电粒子电性为负, 故A错误；由J到K电场力做正功, 则动能增加, 电势能减小, 总能量不变, 故B正确, C错误；由于粒子在匀强电场中运动, 粒子只受电场力, 所以粒子所受合