高中物理电场能的性质复习学案新人教版选修3-1(2)

电场能的性质

【学习目标】

1、理解电场力做功特点，掌握电场力做功和电势能的变化的关系 2、理解电势能、电势的概念及相互关系。

3、理解等势面的概念及等势面和电场线的关系。 4、理解电势差的定义及正负值的定义。 5、会用UAB??A??B.及UAB?WAB/q进行有关计算

6、理解匀场电场中电势差跟电场强度的关系UAB?Ed 7、会用UAB?Ed或E?UAB/d解决有关问题 【自主学习】

一、电势差、电势、电势能

定义 电 势 差 公式 物理意义 定义 电 势 物理意义 与电势差的关系 定义 电荷q在电场中的两点间移动时电场力所做的功WAB与电荷量q的比值 UAB?WAB/q,单位:伏,符号V 描述电场能的性质，两点间的电势差在数值上等于在两点间移动单位正电荷时电场力的功 ? 电场中某点的电势是指该点与零电势点之间的电势差，符号：电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力的功，描述电场能的性质 UAB??A??B 类似于高度差和高度的关系 电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能） 电势能 2、（1）电场中确定的两点间的电势差是 的，和零电势参考点（标准点）的选取 。

（2）电势是相对量，它的大小和电势零点选取

（3）在选取了参考点以后，在确定的电场中的确定点的电势是 ，和该点有无试探电荷无关。

（4）正电荷由静止开始仅在电场力作用下一定由 电势处向 电势处运动；负电荷由静止开始仅在电场力的作用下一定由 向 运动。 二、电场力的功 1、特点

电场力做功与路径 ，只与 有关。 2、计算方法

（1）由公式W=qE·s（s为电荷初末位置在电场方向上的位移） （2）由公式WAB?qUAB（UAB为电荷初末位置间电势差的大小）

（3）由电场力做功和电势能的变化的关系：WAB?EPA?EPB(EPA.EPB分别是电荷电场中A、B两点的电势能）

（4）由动能定理W 电场力?W其他力?EK三、等势面

1、定义：电场中 构成的面叫等势面。 2、等势面与电场线的关系

（1）电场线总是与等势面垂直，且从 等势面指向 等势面。 （2）电场线越密的地方，等势面也 。

（3）沿等势面移动电荷，电场力 做功，沿电场线移动电荷，电场力 做功。 （4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具

（5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。 四、电势差与电场强度的关系

1、匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为U= 2、说明

（1）U=Ed只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，E越大处，d ，即等势而越

（2）式中d的含义是某两点 距离或两点所在等势面间的距离。由此可知电场强度的方向是电势降落最 的方向。

（3）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落 【典型例题】

例1 图1.2—1中，a、b为竖直向上的电场线上的两点， 一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到 b点恰好速度为零，下列说法中正确的是（ ）

A、带电质点在a、b 两点所受的电场力都是竖直向上的 B、a点的电势比b点的电势高

C、带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小 D、a点的电场强度比b点的电场强度大

（1）审题 （写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）

（2）分析 （合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）

（3）解题过程

例2 如图1.2—2所示的匀强电场中，有a、b、c三点， ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成

-8

60°角，一个电量为q=4×10C 的正电荷从a移到

-7

b电场力做功为W1=1.2×10J求： （1）匀强电场的场强E=？

（2）电荷从b移到c，电场力做功W2=？ （3）a、c两点的电势差Uac=？ 分析：（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程） （2）（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）

(3)解题过程：

3

例3 1.2—3如图所示，在场强E=1.5×10N/C

的匀强电场中，有A、B、C三点，AB垂直于电场线， BC平行于电场线，AB=3cm，BC=4cm，AC=5cm， A、B的电势差UAB=0，B、C电势差UBC与A、C 电势差UAC相等，UBC=UAC=60V，把一正电荷 （1）电荷q q??1.0?10?8C放在A点，求：

在A点受到的电场力为多大？方向怎样？

（2）电荷q沿A?B?C路线到达C点，

电场力各做了多少功？电场力做功有什么特点？电势能怎样变化？变化了多少？ 分析：（1）（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程） （2）（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）

解题过程：

例4如图1.2—4所示，两平行金属板A、B间接有直流电源， 一电子从A板附近无初速释放，当电子到达B极板时速度为 V1，现将B板向左移动一段距离，使A、B间距离变为原来的

一半，仍让电子从A板附近无初速释放，当电子到达B板时速度为 v2，则有（ ） A、v1=v2

B、v1=2v2

C、v1?1v2 2 D、

v1?2v2

分析（1）（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程） （2）（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）

(3)解题过程：

【针对训练】

1、如图1.2—5所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷， A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中 垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ） A、场强最小的点是A点，电势最高的点是B点 B、场强最小的点是A点，电势最高的点是C点 C、场强最小的点是C点，电势最高的点是B点 D、场强最小的点是C点，电势最高的点是A点 2、如图1.2—6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和P2两点的 电场强度的大小，?1、?2为P1和P2两点的电势，则（ ） A、

E1?E2,?1??2

B、E1?E2,?1??2 C、E1?E2,?1??2 D、E1?E2,?1??2

3、如图1.2—7所示为某一电场的电场线和等势面， 已知?a?5V,?c?3V,ab?bc，则（ ） A、?b?4V B、?b?4V C、?b?4V

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