2018-2019学年物理人教版选修3-1学案:第一章第5节 电势差 Word版含解析
2018-2019学年物理人教版选修3-1学案:第一章第5节 电势差 Word版含解析第5页

  A.φA>φB>φC      B.φA<φC<φB

  C.φC>φA>φB D.φC>φB>φA

  解析:选C.由UAB=φA-φB知UAB=75 V表示φA比φB高75 V,UBC=-200 V,表示φC比φB高200 V,所以三点电势高低为φC>φA>φB,故选C.

   电荷在电场中的能量问题

  1.电荷在电场中运动与力学问题相比,从功的角度看多了一个静电力做功,从能量角度看,多了一个电势能.

  2.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒,有时也会用到功能关系.应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).应用能量守恒解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.

   命题视角1 电场力做功和电势能变化的关系

   为了

  

  使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线由A点匀速运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F.如图所示,若AB=0.4 m,θ=37°,q=-3.0×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点电势φA=100 V.(不计电荷所受到的重力)

  (1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势;

  (2)求q在由A点运动到B点的过程中电势能的改变量是多少?

  [思路点拨] (1)根据等势面与电场线垂直画出等势面.

  (2)电势能的改变量等于电场力做功.

  

  [解析] 电荷q由A点匀速运动到B点,说明电荷q受到的静电力与力F大小相等,方向相反,故电场线方向与力F方向相同,等势线垂直于该点的电场线,如图所示.电荷由A点运动到B点的过程中,静电力所做的功为W=Eq·AB·cos θ=-F·AB·cos θ=-1.5×10-4×0.4×0.8 J=-4.8×10-5 J.

根据功能关系可知,电势能将增加4.8×10-5 J.