第2节 电场能的性质的描述

1、第五章 静电场 电场能和电势差,2011、11,第二节 电场能的性质的描述,基础知识归纳,1.电势能、电势、等势面、电势差的概念 (1)电势能：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能.电荷在电场中某点具有的电势能等于它的电荷量与该点电势的乘积，Epq.它是电荷与电场共同具有的. (2)电势： ，即电场中某点的电势等于电荷 在该点具有的电势能与它的电荷量的比值，是标量.描述电场能的性质，由电场本身决定，与试探电荷无关. (3)等势面：电场中电势相等的点构成的面叫等势面.,基础知识归纳,2.电场力做功与电势能改变的关系 电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增

2、加.且电势能的改变量与电场力做功的关系是WE. 3.电势差：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电荷量的比值叫这两点间的电势 差.UAB ，是标量，由电场本身决定. UABA-B，UAB-UBA，UABUBCUAC. 4.电场强度与电势差的关系 两点间的电势差等于场强和这两点间沿匀强电场方向的距离的乘积，即UEd.,5.常见电场等势面分布图,基础知识归纳,(1)电场线总是与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面. (2)等差等势面越密的地方. 电场线越密. (3)沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功. (4)根据电场线可以画等势面,根据等势面也可以画电场线.

3、 (5)电场线不仅可以表示电场的强弱和方向,也可以表示电场中各点电势的高低；等势面不仅可以表示电场中各点电势的高低,也可以表示电场的强弱和方向.,电场力做功的特点及计算方法 电场力做功与路径无关，只与初末位置有关. 计算方法： 1.由求功公式计算WFscos ，此式只适用于匀强电场.可变形为W=qEd，式中d为电荷初末位置沿电场方向上的位移。 2.由电场力做功与电势能的改变关系计算WEpqU，对任何电场都适用. 3.由动能定理计算W电W非电Ek.,考点一、电场力做功和电势能的关系,考点一、电场力做功和电势能的关系,例1、下列说法中正确的是（ ） A.电荷在电场中，一定受到电场力的作用，在电场力

4、作用下，一定沿电场线方向移动。 B.电荷在电场中运动，它的电势能一定变化。 C.电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减少，电势能的减少量等于电场力做的功。 D.电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减少，电势能减少量不一定等于电场力做的功。,电场力做功是电荷电势能变化的原因和量度.,运动性质由初速度和合外力共同决定.,例:氢原子模型,电子绕质子做匀速圆周运动.,变式、在场强大小为E的匀强电场中，质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动s距离时速度变为零，则( ) .物体克服电场力做功0.8qEs .物体的电势能增加了0.8qEs

5、.物体的电势能减少了qEs .物体的动能减少了0.8qEs,考点一、电场力做功和电势能的关系,例2、两带电小球，电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其点垂直于杆的轴线转过1800，则在此转动过程中电场力做的功为（ ） A、0 B、qEL C、2qEL D、qEL,考点二、电势和电势差的关系,1.相同点：电势差UAB与q、WAB均无关，仅与场源电荷和电场中A、B两位置有关;如果零势点选好以后，电场中一点的电势仅与场源电荷和该点位置有关。电势差和电势都是反映电场能的性质的物理量，它们都是标量，它们在国际单位制中的单位都是伏特,2

6、.不同点：电势差反映的是电场中两点能的性质，而电势反映的是电场中某一点能的性质电势差是绝对量，与零势面的选择无关，电势是相对量，与零势面的选择有关,3.电势差和电势的关系,例3、P69 5,考点三、电势和场强的关系,电势反映了电场的能的性质，而电场强度反映了电场的力的性质；电势是标量，而电场强度是矢量；电势是相对量，而电场强度是绝对量，所以电势与电场强度的大小没有直接联系;电势沿电场强度的方向降落,并且电场强度的方向是电势降落最快的方向。,例4、如图所示，a、b、c为同一直线上的三点，其中c为ab的中点，已知a、b两点的电势分别为a1 V，b9 V，则下列说法正确的是() A.该电场在c点的电

7、势一定为5 V B.a点处的场强Ea一定小于b点处的场强Eb C.正电荷从a点运动到b点过程中电势能一定增大 D.正电荷只受电场力作用，从a点运动到b点过程中动能一定增大,考点三、电势和场强的关系,考点三、电势和场强的关系,拓展、提纲 7如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图6乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（ ） A电子将沿Ox方向运动 B电子的电势能将增大 C电子运动的加速度恒定 D电子运动的加速度先增大后减小,例5、如图甲所示，A、B是电场中的一条直线形的电场线，若将一个带正电的点电荷从A由静止释放，它只在电场

8、力作用下沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图乙所示.比较A、B两点的电势和场强E，下列说法正确的是( ) A.AEB C.AB，EAEB D.AB，EAEB,考点三、电势和场强的关系,拓展、如图所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图所示.设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为A、B，则 ( )AEAEB B.EAEB C.AB D. AB,考点三、电势和场强的关系,考点四、电势高低的判断,(1)利用电场线的方向来判断，沿电场线的方向电势降低； (2)利用电势差的定义式判断A、B两点

9、的电势高低。 由电场力做功WAB=qUAB判断UABA-B0,则AB ; UABA-B0,则AB。 (3)利用电势的定义式判断A、B两点的电势高低。根据能量守恒或功能关系判断A、B两点电势能高低，再由电势的定义式判断电势的高低。,例7、图中实线是一簇点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹。带电粒子在从a到b的运动过程中只受电场力作用，根据此图可以判断（ ）,A.带电粒子的电性 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的电势高低,考点四、电势高低的判断,考点五、等势面和电场线的关系,例8、如图虚线a、b、c代表

10、电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带负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.P点的电势高于Q点的电势 B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大,考点五、等势面和电场线的关系,变式、提纲 14、如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹小球在a点的动能等于30 eV，运动到b点时的动能等于6eV.若取c点为电势零点，则当这个带电小球的电势能等

11、于6 eV时(不计重力和空气阻力)，它的动能等于 ( ) A24 eV B20eV C14 eV D8eV,例9、如图所示，虚线方框内为一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点.已知A12 V，B6 V，C6 V.试在该方框中作出该电场的示意图(即画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅助线(用虚线表示)，若将一个电子从A点移到B点，电场力做多少电子伏特的功？,考点五、等势面和电场线的关系,考点五、等势面和电场线的关系,考点六、能量的综合问题,变式、如图，光滑绝缘的水平地面上，相隔2L处的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、o、b是AB连线上的三点，且o为中点，oa=ob=L/2，一质量为m