資源簡介

課時24　靜電場中的能量
1.電勢能　電勢　電勢差
（1）電勢能：
①電荷在電場中具有　　　　，稱為電勢能，用　　　　表示.
②靜電力做功的多少與路徑　　　　（選填“有關”或“無關”），只與電荷在電場中的　　　　有關.
③靜電力做正功，電勢能　　　　；靜電力做負功，電勢能　　　　.
（2）電勢：
①電荷在電場中某一點的　　　　與它的電荷量之比，叫作電場在這一點的電勢，用　　　　表示.
②表達式：φ＝.
③單位：　　　　.
④高低判斷：沿著電場線方向電勢越來越　　　　.
2.電勢差與電場強度的關系
（1）電勢差：
①在電場中，兩點之間　　　　的差值叫作電勢差.
②表達式：UAB＝φA－φB.
（2）電勢差與電場強度的關系：勻強電場中，U＝Ed或E＝，其中d是指　　　　　　.
3.電容器　電容
（1）兩個　　　　又相隔很近的導體可以組成一個電容器.
（2）電容器的電容的定義式：C＝.
（3）單位：　　　　.
（4）平行板電容器的電容：平行板電容器的電容大小與極板的　　　　、　　　　以及　　　　有關.
4.帶電粒子在勻強電場中的運動
（1）帶電粒子以速度v0平行于電場線方向飛入勻強電場時，帶電粒子受到電場力作用而做　　　　運動.
（2）帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與初速度方向成90°角的電場力作用而做　　　　運動.
1.電荷從電場中的A點運動到B點，路徑不同，電場力做功不同.（　　）
2.電荷在電勢高處具有的電勢能一定大.（　　）
3.電容器放電的過程就是兩極板電荷中和的過程.（　　）
4.帶電粒子僅在電場力作用下運動時，動能一定增加.（　　）
1.靜電力做功與電勢能
（1）靜電力做功的特點：靜電力做功與電荷的起始位置和終止位置有關，但與電荷的具體運動路徑無關，這與重力做功的特點相似.
（2）電勢能：電勢能是標量，有正負但沒有方向.電勢能是相對的，其大小與選定的參考點有關.確定電荷的電勢能，首先應確定參考點，也就是零勢能點的位置.
（3）靜電力做功與電勢能變化的關系：靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負功，電勢能增加.在同一電場中，正電荷在電勢高的地方電勢能大，而負電荷在電勢高的地方電勢能小.
【例1】（2024屆徐州合格性考試模擬）如圖所示，在電場中沿電場線移動一個帶正電的點電荷，移動過程中（　　）
A.電荷所受電場力做正功，電荷的電勢能增加
B.電荷所受電場力做正功，電荷的電勢能減少
C.電荷所受電場力做負功，電荷的電勢能增加
D.電荷所受電場力做負功，電荷的電勢能減少
2.電勢
沿著電場線方向電勢越來越低.
【例2】（2024屆徐州合格性考試模擬）電荷量為－q的電荷在電場中某點具有的電勢能為Ep，則該點的電勢為（　　）
A.　　B.－　　C.　　D.－
【例3】（2024屆南京合格性考試模擬）如圖所示，在正點電荷形成的電場中有a、b、c三點，它們到該點電荷的距離分別為Ra、Rb和Rc，且Ra＜Rb＜Rc.分別用Ea、Eb、Ec表示a、b、c三點的電場強度的大小，φa、φb、φc表示a、b、c三點的電勢，則（　　）
A.Ea＞Eb＞Ec　　B.φa＜φb＜φc　　C.φb＞φa＞φc　　D.Ea＝Eb＝Ec
3.電容器　電容
電容用C表示，C＝，C與Q、U無關；電容越大，儲存電荷的本領越大.平行板電容器的電容與極板間距離、極板間正對面積和極板間電介質有關，表達式為C＝.當電介質與極板間距離不變時，極板的正對面積越大，電容越大；當電介質與極板間的正對面積不變時，板間距離越小，電容越大.
【例4】（2024屆南京合格性考試模擬）如圖所示，開關S由1改接2后，電容器的（　　）
A.電容為零　　B.電容變大　　
C.存儲的電能減少　　D.電荷量可能不變
4.帶電微粒在勻強電場中的運動
帶電微粒進入電場后，忽略重力，粒子只受電場力.若初速度方向與電場線方向平行，帶電粒子做勻變速直線運動；若初速度方向與電場線方向垂直，帶電粒子運動情況類似于平拋運動，做勻變速曲線運動.
【例5】（2023屆揚州合格性考試模擬）如圖所示，一個帶電粒子先后以速度v和2v垂直于電場方向從某點射入平行板M、N間的勻強電場，并射出電場.不計重力，則前后兩次帶電粒子在電場中運動的時間之比t1∶t2為（　　）
A.1∶1　　B.1∶2　　C.2∶1　　D.1∶3
1.（2024屆江蘇合格性考試模擬）電容器是一種重要的電學元件.任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體，都可以看成一個電容器，它能儲存電荷.可用如圖所示的電路對電容器充電.電容表征了電容器儲存電荷的特性，在國際單位制中，電容的單位是（　　）
A.伏特（V）　　B.安培（A）　　C.法拉（F）　　D.歐姆（Ω）
2.（2024屆沛縣合格性考試模擬）如圖所示，a、b、c是同一條電場線上的三個點，其電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc，則（　　）
A.Ea＜Eb＜Ec　　B.Ea＝Eb＝Ec　　C.φa＞φb＞φc　　　D.φa＝φb＝φc
3.（2024屆鹽城合格性考試模擬）電場中某區域的電場線分布如圖所示，a、b、c是電場中的三個點.帶正電的檢驗電荷置于這三點時電勢能分別為、、，則（　　）
A.＞＞　　B.＜＜　　
C.＝＝　　D.＞＝
4.（2024屆鎮江合格性考試模擬）電場中A、B兩點間的電勢差為U，一個電荷量為q的點電荷從A點移動到B點，則電場力所做的功為（　　）
A.qU　　B.　　C.　　D.
5.（2024屆徐州合格性考試模擬）心室纖顫是一種可能危及生命的疾病，心臟除顫器是目前臨床上廣泛使用的搶救設備之一.它通過電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，刺激患者的心臟，使其恢復正常跳動.某次治療時，心臟除顫器內的電容器充電至9 000 V電壓，若其電容為1.5×10－5F，則該電容器儲存的電荷量為（　　）
A.0.135 C　　B.1.5×104 C　　C.6×10－2 C　　D.6×108 C
6.（2024屆沛縣合格性考試模擬）如圖所示，正電子垂直電場方向入射到勻強電場中，不計粒子重力，正電子做（　　）
A.勻速直線運動　　　B.勻加速直線運動
C.向下偏轉的曲線運動　　D.向上偏轉的曲線運動
課時24　靜電場中的能量
【一過考點】
1.（1）勢能　Ep　無關　始、末位置　減少　增加　（2）電勢能　φ　伏特　低
2.（1）電勢　沿電場方向的距離
3.（1）彼此絕緣　（3）法拉　（4）正對面積　極板間距離　電介質
4.（1）勻變速直線　（2）勻變速曲線
【二過易錯】
1.×　2.×　3.√　4.×
【三過典題】
【例1】B　【解析】帶正電的點電荷在電場中受到的電場力與電場方向相同，從題圖中看出，力與位移的夾角為銳角，所以電場力做正功，電勢能減少，B正確.
【例2】D　【解析】根據電勢的定義式φ＝判斷，因為電荷是負電荷，所以該點電勢為－，D正確.
【例3】A　【解析】比較電場強度大小看電場線的疏密，比較電勢的高低看電場線的方向，因為沿電場線的方向電勢逐漸減小，A正確.
【例4】C　【解析】開關S由1改接2后，電容器放電，存儲的電能減少，極板上的電荷量減少；電容器的電容由電容器的內部結構決定，與充放電過程無關，電容不為零且保持不變，C正確.
【例5】C　【解析】帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，水平方向上的位移相等，帶電粒子在水平方向上做勻速直線運動，由x＝v0t得t＝，則知t1∶t2＝2v∶v＝2∶1，C正確.
【四過集訓】
1.C　2.C　3.A　4.A　5.A　
6.D　【解析】正電子垂直電場方向入射到勻強電場中，受到向上的電場力，電場力為恒力，所以正電子做類平拋運動，向上偏轉，D正確.

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