电场的能的性质学案

1、 电场的能的性质(3课时)【基础回顾】： 一、 电势和电势能1、电势（1）定义：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值，叫这一点的电势。（2）公式： （3）单位： （4）物理意义：描述 的性质的物理量。与是否引入检验电荷 ，在数值上等于把 正 电荷由 该点移到 点时电场力做的功。（5）电势具有相对性：通常取 处或 的电势为零电势，这样一来正点电荷形成的电场中各点的电势均为 值，负点电荷形成的电场中各点的电势均为 值。（6）电势是标量，只有 没有 ，但由正负之分，正负表示 。（7）沿电场线的方向电势一定越来越 ，场强的方向是电势降落 的方向。2、电势能：（1）由电荷和电荷在电场中的 决定的能量叫电

2、势能。计算公式为： 。（2）在电场中移动电荷时静电力做正功，电荷的电势能 ；静电力做负功，电荷的电势能 ，即静电力作的功等于电势能的 ，表示为 。电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到 位置时静电力所做的功。（3）电势能具有 性，通常取 为电势能的零点。电势能是标量，只有 没有 ，但由正负之分，正负表示 。3、等势面：（1）定义：电场中 相同的各点构成的面。（2）特点：等势面一定与 垂直，即跟 的方向垂直；在同一等势面上移动电荷时电场力 功；电场线总是从电势 的等势面到电势 的等势面；任意两个等势面都不会 ；等差等势面越密的地方电场强度越 ，即等差等势面分布的疏密可以描述电场强弱。二、电势差

3、1、 定义：电场中两点间电势之差叫电势差，电势差是标量，有正负，正负不表示大小。2、 静电力做功与电势差的关系：静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功只与电荷 和 位置有关，与电荷经过的路径无关。 计算公式为： 。除上述求静电力做功的公式外还有三种方法：（1） 用功的公式来计算（恒力情况，匀强电场中使用）W= = （2） 用功能关系来计算 W=-E电时能 （3） 用动能定理来计算W电+W非电=EK3、 电势差与电场强度的关系2 / 8公式： 条件： 电场d为 的距离【重难点阐释】：1、 电场力做功的计算：定义式：W=Fscos=qEscos（只使用于 电场）；据WAB=qUAB计算

4、；据电场力做功与电势能变化的关系W=-EP计算据动能定理W电+W非电Ek2-Ek1进行求解。2、 电势差的求法：（1）将功与电量以绝对值代入计算然后再判断正负；（2）将功与电量带着正负号代入公式计算；求某点电势可转化为相对零电势的电势差。3.场强与电势、电势差的关系（1）场强与电势是两个不同的概念。它们的区别：前者是矢量，与电场力有关，后者是标量，与电场力的功和电势能有关。联系：匀强电场中，电势降落最快的方向就是场强的方向。（2）匀强电场中E=U/d ,d为沿场强方向上的距离。（3）沿倾斜直线单位长度上电势降落相等。4.由电场线（或等势面）和带电粒子的运动轨迹来判断电场力的方向，电场力做功及电

5、势能的变化问题。解决此类问题应注意以下几个要点：（1）带电粒子的轨迹切线方向为该点处的速度方向。（2）带电粒子所受合力（往往仅为电场力）应指向轨迹曲线的凹侧，再根据电场力与场强方向的关系（同向或反向），或电场力做负功还是正功等，进一步确定其他量。【典型例题】： 例题1： 如图，一绝缘细杆的两端各固定这一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于 匀强电场中，电场方向如图中箭头所示，开始时，细杆与电场方向垂直，即图中位置，接着使细杆绕其中心轴转动90度，到达图中位置，最后使细杆移到图中位置，以W1表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球做的功，以W2表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球做的功，则

6、有：A. W1=0 , W20B. W1=0 , W2=0C. W10 , W2=0D. W10 , W20例题2：有一带电荷量q=-3x10-6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时克服电场力做功6x10-4J，从电场中的B点移动到C点时电场力做功9x10-4J,问：（1） AB、BC、CA间电势差各为多少？（2） 如以B点电势为零，则A、C两点的点势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？例题3：如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O, A、B是中垂线上的两点，OA<OB,用EA、EB、A、B分别表示两点的场强和电势，则A.EA一定大于EB A一定大于B

7、PQOABB. EA不一定大于EB A一定大于BC. EA一定大于EB A不一定大于BD. EA不一定大于EB A不一定大于B例题4：如图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度vo射入点电荷O的电场在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN，a、b、c是以O为圆心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆, Rc-Rb=Rb-Ra。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，以|W34|表示点电荷P由3到4的过程中电场力做的功的大小，则A. |W12|=2|W34|B. |W12|>2|W34|RaRbRcoMN1234cba

8、C. P、O两电荷可能同号，也可能异号D. P的初速度方向的延长线与O点之间的距离可能为零【课堂练习】： 1、如图在同一条电场线上有ABC三点，三点的电势分别为A=5V、B=-2V、C=0V，将电荷量q=-6x10-6C的点电荷从转移到电场力做功多少？电势能变化了多少？2、如图所示，在粗糙的水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点到N点的过程中 （ ）A、小物块所受电场力逐渐减小QNMB、小物块所具有的电势能逐渐减小C、M点的势能一定高于N点的势能D、小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功ab3、一带电油滴在匀强电场

9、中的运动轨迹如图中虚线所示电场方向竖直向下，若不计阻力，则此带电油滴从a点运动到b点的过程中，能量变化情况为（ ）A、动能减小B、电势能增加C、动能和电势能之和减少 bD、重力势能和电势能之和增加 a4、图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0，一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5eV，当这一点电荷运动到某一位置时电势能变为-8Ev它的动能为 （ ）1234bA、8 eVB、13 eVC、20 eVD、34 eV、空间中有一个孤立的带负电的金属球，电荷量为q，球半径为R，球外a、b两点距球心的距

10、离分别为2R和4R，已知在带电金属球的电场中，这两点的电场强度分别为Ea、Eb,电势分别为A、B，关于这个电场有以下判断：EaEbAB若在a点引入一个带正电、电荷量也为q的点电荷，则该点电荷受到的电场力应是F=qEa,其中Ea是没有引入点电荷时金属球在A点产生的场强若把该正点电荷从a点移到b点电势能一定增大下列四个选项中包括全部正确说法的是A、 B、 C、 D、Rab、2004年2月13日来自国防科学工业委员会的消息显示，中国月球探测计划现已进入正式实施阶段，假设月球均匀带负电，在谈月的过程中发现有一电子粉尘带到距月球表面100km的地方不动，如果把同样的电子粉尘带到距月球表面500km的地方

11、，相对月球无初速的释放，则此电子粉尘A、向月球下落 B、仍在原处悬浮 C、奔向太空 D、无法判断、真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场，在电场中，若将一个质量为m带正电的小球有静止释放运动中小球的速度与竖直方向的夹角为37o,现将该小球从电场中某点一初速度Vo竖直向上抛出，求运动过程中：（1）、小球受到的电场力的大小。（2）、小球从抛出点至最高点的电势能变化量。（3）、小球的最小速度。+QABC、如图所示光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电荷为-q的有孔小球从杆上A点无初速的下滑，已知q<<Q,AB=h,小球滑到B点时速度为(3

12、gh)1/2,求：（1）、小球由A到B过程中电场力做的功；（2）、AC两点的电势差CBA、如图所示，实线为电场中的电场线，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一正电荷在点A处时的动能为20J,运动到等势面C处时的动能为0，现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为2J时的动能为多少？ 10、在平行于纸面的匀强电场中，有a、b、c三点，各点的电势分别为Ua=8v, Ub=-4v,Uc=2v,已知ab和cd之间的夹角60o,如图所示求所在匀强电场的场强大小和方向。60bac、如图所示，在水平桌面上放置一个由两根绝缘棒组成“”的形竖直导轨，榜上各穿一个可沿棒无摩擦滑动的、质量为、带电量为的正电

13、荷小球（可视为点电荷），将小球从同一高度（）的、两点由静止释放（）（） 两小球相距多远时速度达到最大？（） 两小球同时到达最高点时相距，系统电势能比释放时少多少？AB45450.05m【参考答案】：【例题】：例1：C 解析：电场力做功只与带电小球的始末位置有关，两小球带等量异种电荷，带正电小球所受电场力沿电场方向，带负电小球所受电场力与电场方向相反，当杆从位置到位置过程中，电场力对小球做正功，当杆从位置到位置过程中，电场力对带正电小球做正功，对带负电小球做负功，总功为零，故选C例2：(1)UAB=200V，UBC= 300V，UCA=100V。（2）A=200V，C=300V，EpA =-6x10-4JEpc=-9x10-6J解析：略例3： B解析：P、Q在O点的合场强为0，沿OAB线导无穷远处P、Q的合场强也为0，可见沿OAB远离O点时合场强是先增再减，故EA不一定大于EB，而电势离电荷越远越低，必有A>B,故选B例4：B解析：因为Rc-Rb=Rb-Ra且Ec<Eb<Ea据qU=F.s，可知|U12|>2|U34| ，|W12|>2|W34|，故选B；从电荷的弯曲运动轨道可知PO两电荷一定异号故C错；如果P