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电势能

知识点详情

电势能知识点包括电势能知识点梳理、对电势能的理解、求解电场力做功与电势能综合问题的思路等部分,有关电势能的详情如下:

电势能知识点梳理

1.概念

电荷在__电场__中具有的势能。用Ep表示。

2.静电力做功与电势能变化的关系

静电力做的功等于电势能的__减少量__,WAB=__EpAEpB__。

电场力做(多少)负功,电势能 增加 (多少)。(电场力做(多少)正功,电势能 减少 (多少);)

3.大小

电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到__零势能位置__时静电力做的功。

4.零势能位置

电场中规定的电势能为__0__的位置,通常把离场源电荷

__无限远处__或__大地表面__的电势能规定为0。

5.系统性

电势能是相互作用的__电荷__所共有的,或者说是电荷及对它作用的__电场__所共有的。

对电势能的理解

1.电势能的特点

(1)电势能是由电场和电荷共同决定的,属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能。

(2)电势能是标量,有正负但没有方向,其正负表示大小。

(3)电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能,首先应确定参考点,也就是零势能点的位置。

2.电势能增减的判断方法

(1)做功判断法

无论正、负电荷,只要电场力做正功,电荷的电势能一定减小;只要电场力做负功,电荷的电势能一定增大。

(2)电场线判断法

正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大。

负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小。

3.电势能与重力势能的比较

 两种势能

比较内容  

电势能

重力势能

定义

电场中的电荷具有的势能——电势能

重力场中的物体具有的势能——重力势能

系统性

电荷和电场

物体和地球

大小的

相对性

电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功

物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功

变化大小

的量度

电场力做的功是电势能变化大小的量度,静电力做的功等于电势能的减少量

重力做的功是重力势能变化大小的量度,重力做的功等于重力势能的减少量

对应力做功

的特点

做功多少只与始末位置有关,与经过的路径无关,且做的功等于势能的减少量

求解电场力做功与电势能综合问题的思路

典型例题
【第1题】  

如图所示,空间中的MN处存在两个被固定的、等量同种正点电荷,在它们的连线上有ABC三点,已知MACNNBMA<NA。现有一正点电荷q,关于在电场中移动电荷q,下列说法中正确的是(  )

A.沿半圆弧lqB点移到C点,电场力不做功

B.沿曲线rqB点移到C点,电势能减少

C.沿曲线sqA点移到C点,电场力做负功

D.沿直线将qA点移到B点,电势能增加

【第2题】  

如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J,金属块克服摩擦力做功8.0 J,重力做功24 J ,则以下判断正确的是(  )

A.金属块带负电荷

B.金属块克服电场力做功8.0 J

C.金属块的电势能减少4.0 J

D.金属块的机械能减少12 J

【第3题】  

(案例分析)如图所示,一质量为m的塑料球形容器放在桌面上,它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧直立地固定于容器内壁的底部,弹簧上端经绝缘体系住一只带正电q、质量也为m的小球。从加一个竖直向上的场强为E的匀强电场起,到容器对桌面压力减为零时为止,求:

(1)小球的电势能改变量;

(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小。

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