2021-2022高中物理人教版选修3-1作业：第一章第4节电势能和电势2含解析

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《电势能和电势》

1．静电力做功与电势能变化的关系

静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，

静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从 A点移动到 B点，则 WAB＝EPA

－ E PB.

2．电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时电场力做的功，

若规定电荷在 B点的电势能为零，EPB＝0则EPA＝WAB.

3．电势反映了电场的能的性质．电势与电势能的关系是：φ＝.电势的大小仅由电场本

身决定，与电荷 q的大小、电性无关．电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向

就是电场线的方向．

4．电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的性质有：

(1)在等势面上移动电荷，电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向垂直，即等

势面必定与电场线垂直．

(2)沿着电场线的方向，电势降低，显然，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的

等势面．

5．下列说法正确的是(　　)

A．电荷从电场中的 A点运动到了 B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同

B．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力

做功为零

C．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场

力对负电荷做正功

D．电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并

不成立

答案　BC

解析　电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项 A错误；电场力做功只和电荷

的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零， B正确；正电荷

沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷

做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功， C正确；电荷在

电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守

恒定律，D错．

6．外力克服电场力对电荷做功时(　　)

A．电荷的动能一定增大

B．电荷的动能一定减小

C．电荷一定从电势能大处移到电势能小处

D．电荷一定从电势能小处移到电势能大处

答案　D

7．如图 1所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其电场中的两点．若 E1、E2为P1、P2

两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则(　　)

图1

A．E1>E2，φ1>φ2 B．E1>E2，φ1<φ2

C．E1<E2，φ1>φ2 D．E1<E2，φ1<φ2

答案　A

8．图 2中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒

子先经过 M点，再经过 N点，可以判定(　　)

图2

A．M点的电势大于 N点的电势

B．M点的电势小于 N点的电势

C．粒子在 M点受到的电场力大于在 N点受到的电场力

D．粒子在 M点受到的电场力小于在 N点受到的电场力

答案　AD

解析　本题考查考生对电场线的掌握情况．由于沿电场线方向电势逐渐降低，故

φM>φN，A项正确，B项错误；由电场线疏密程度表示场强大小知，EM<EN，电场力 F＝

qE，所以粒子在 M点受到的电场力小于在 N点受到的电场力，C项错误，D项正确．

【概念规律练】

知识点一　电场力做功的特点

图3

1．如图 3所示，在电场强度为 E的匀强电场中有相距为 L的A、B两点，连线 AB 与

电场线的夹角为 θ，将一电荷量为 q的正电荷从 A点移到 B点．若沿直线 AB 移动该电荷，

电场力做的功 W1＝________；若沿路径 ACB 移动该电荷，电场力做的功 W2＝________；

若沿曲线 ADB 移动该电荷，电场力做的功 W3＝________.由此可知，电荷在电场中移动时，

电场力做功的特点是____________________．

答案　qELcos θ　qELcos θ　qELcos θ　电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只

与电荷的始末位置有关

解析　路径 AB、ACB、曲线 ADB 在电场线方向上的投影都是 BC＝Lcos θ.因此沿这

三条路径电荷由 A运动到 B，电场力做的功都是 qELcos θ.因此电场力做功的特点是：与电

荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．

点评　电场力做功的大小与电荷经过的路径无关，只与电荷的始末位置有关．

知识点二　电场力做功与电势能变化的关系

2．如图 4所示，虚线 a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 φa、φb

和φc，φa>φb>φc，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示．由图可知(

)

图4

A．粒子从 K到L的过程中，电场力做负功

B．粒子从 L到M的过程中，电场力做负功

C．粒子从 K到L的过程中，电势能增加

D．粒子从 L到M的过程中，动能减少

答案　AC

解析　因为运动的粒子带正电，从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力，所以场

源电荷必定为正电荷，即电势高低关系为 φa>φb>φc.因此 φK＝φN<φM<φL.

所以由 K到L过程中电场力做负功．电势能增加，A、C正确．由 L到M过程中，电

场力做正功，电势能减小，动能增加，B、D错误．

点评　(1)电场力做功与路径无关，所以当电场中两点的位置确定后，在两点间移动电

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