高三物理电场的能的性质

高三物理电场的能的性质第1页，共26页，2023年，2月20日，星期四电势能(1)电场力做功①特点：电场力做功与____无关，只与___________有关．②计算方法a．W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿________的距离．b．WAB＝qUAB，适用于_________．电势能、电势Ⅰ(考纲要求)1.路径初、末位置电场方向任何电场第2页，共26页，2023年，2月20日，星期四(2)电势能①定义：电荷在____中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到______位置时电场力所做的功．②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于______________，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，用φ表示．在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势时______________，电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负．2．零势能电场(3)单位：伏特(V)(4)电势与电场线的关系：沿电场线方向电势降低．(电场线指向电势降低最快的方向)电势能的减小量电场力所做的功第3页，共26页，2023年，2月20日，星期四(5)零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择__关，即电势的数值决定于零电势的选择．(大地或无穷远默认为零)等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面．(2)等势面的特点①等势面一定和电场线垂直．②等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．④电场线越密的地方，等差等势面越密.3．有第4页，共26页，2023年，2月20日，星期四1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，__________与移动电荷的______的比值．电势差Ⅱ(考纲要求)2．定义式：UAB＝.电场力做功电荷量3．电势差与电势的关系：UAB＝_______，UAB＝－UBA.4．影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动

的电荷q及电场力做的功WAB_____，与零电势点的选取_____.无关φA－φB无关第5页，共26页，2023年，2月20日，星期四电势差与电场强度的关系式：UAB＝Ed，其中d为电场中两点间___________的距离．(如图6－2－1所示)电场强度的方向和大小：电场中，电场强匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ图6－2－11．2．沿电场方向度方向是指_________最快的方向．在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿____方向每单位距离上降低的电势．电势降低电场第6页，共26页，2023年，2月20日，星期四●特别提醒(1)U＝Ed只适于匀强电场的定量计算.(2)在非匀强电场中也可用U＝Ed定性判断电势差的大小.第7页，共26页，2023年，2月20日，星期四静电感应、静电平衡：把金属导体放在外电场中，导体内的自由电子受电场力作用而_________，使导体的两面出现等量的_____电荷，这种现象叫静电感应；当导体内自由电子的定向移动_____时，导体处于静电平衡状态．静电屏蔽金属壳或金属网罩所包围的区域，不受_____电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽．静电现象的解释Ⅰ(考纲要求)1.2．发生迁移异种停止外部第8页，共26页，2023年，2月20日，星期四第9页，共26页，2023年，2月20日，星期四1．电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电

场强度越大，电场线上每点的切线方向表示该点的电

场强度方向．2．电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从

电势较高的等势面指向电势较低的等势面．3．电场强度数值与电势数值无直接关系：电场强度大(或

小)的地方电势不一定大(或小)，零电势可人为选取，

而电场强度是否为零则由电场本身决定．考点一电场线、电场强度、电势、电势差、等势面之间的关系第10页，共26页，2023年，2月20日，星期四4．几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面第11页，共26页，2023年，2月20日，星期四电场等势面(实线)图样重要描述等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高第12页，共26页，2023年，2月20日，星期四如图6－2－5所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的电荷运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，可以判定 (

)．A．电荷在a点速度大于在b点速度B．电荷为负电荷C．电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D．a点的电势低于b点的电势【典例1】图6－2－5第13页，共26页，2023年，2月20日，星期四如图6－2－4所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点．据此可知(

)．A．三个等势面中，c的电势最高B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大C．带电质点通过P点时的动能较Q点大D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大图6－2－4变式1、第14页，共26页，2023年，2月20日，星期四1．电势高低的三种判断方法第15页，共26页，2023年，2月20日，星期四2．电势能高低的四种判断方法判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大公式法由Ep＝qφp，将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加第16页，共26页，2023年，2月20日，星期四等量同种带正电的点电荷的连线和其中垂线如图6－2－6所示．一个带负电的试探电荷，先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，则 (

)．A．试探电荷所受电场力的方向一直不变B．试探电荷所受电场力的大小一直增大C．试探电荷的电势能一直减少D．a、b、c三点的电势为：φa<φb<φc【变式2】图6－2－6第17页，共26页，2023年，2月20日，星期四典例2、如图6－2－7所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为＋q(可视为点电荷，不影响电场的分布．)现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v.已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g.可知

图6－2－7第18页，共26页，2023年，2月20日，星期四1．若只有电场力做功―→电势能与动能之和保持不变；2．若只有电场力和重力做功―→电势能、重力势能、动

能之和保持不变；3．除重力之外，其他各力对物体做的功―→等于物体机

械能的变化．4．所有力对物体所做的功―→等于物体动能的变化．考点二电场中的功能关系第19页，共26页，2023年，2月20日，星期四

1.电场力做功的计算方法(1)由公式W=Flcosθ计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W=qElcosθ.(2)由W=qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场.(3)由动能定理来计算：W电场力+W其他力=ΔEk.(4)由电势能的变化计算：W=Ep1-Ep2.2.带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧.(2)电场力与速度方向间夹角小于90°，电场力做正功；夹角大于90°，电场力做负功.第20页，共26页，2023年，2月20日，星期四A．物体克服电场力做功qEsB．物体的电势能减少了0.8qEsC．物体的电势能增加了qEsD．物体的动能减少了0.8qEs【典例3】第21页，共26页，2023年，2月20日，星期四变式1（2011·四川理综）质量为m的带正电小球由空中A点无初速自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点.不计空气阻力且小球从末落地，则A.整个过程中小球电势能变化了B.整个过程中小球速度增量的大小为C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了D.从A点到最低点小球重力势能变化了第22页，共26页，2023年，2月20日，星期四变式2（09四川）如图，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为V2（V2＜V1）。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则A．小物体上升的最大高度为B．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功 D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小

第23页，共26页，2023年，2月20日，星期四

发散思维又称扩散思维或求异思维．是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维方法，能使所掌握的知识进行多维拓展，它是创造性思维的主要模式之一．“一式二结论”巧解电场强度与电势差相关的问题．

2.发散思维法第24页，共26页，2023年，2月20日，星期四结论2匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如图6－2－11所示.图6－2－10图6－2－11第25页，共26页，2023年，2月20日，星期四【典例】(单选)(2009·辽宁、宁夏理综)空间有一匀强电场，在电场中建