Transcript 课件《电场能的性质》.
物理3-1《电场》复习二 知识要点 知识梳理 知识迁移 课堂小结 授课老师:尤溪一中 张其凤 2010年11月于明溪一中 1 知识要点 考点自清 一、电场力做功与电势能 1.电荷在电场中移动时,电场力做功跟重力做功相似,只与 电荷的始末位置有关,与电荷经过的 路径无关.电场力做 功的计算公式:①W=qU;②在匀强电场中,电场力做的功 W=qEd,其中d为沿电场线方向的位移. 2.电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功, 电势能增加.电场力做功等于电势能变化的负值,即 WAB=EpA-EpB. 3.电荷在某点具有的电势能,等于把它从该点移动到零势能 面位置时电场力所做的功.电势能是相对的,通常把电荷 在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大 地表面上的电势能规定为零. 二、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 表示.在数值上等于单位正电荷由 该点移到零电势点时电场力所做的功 ,电势是标量,只有大 小,没有方向,但有正负. 2.公式: Ep q (与试探电荷无关) 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 向电势降低的方向) 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 的选择有 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) 三、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. (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. 四、电势差与电场强度 1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的 功WAB,跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫 电压. 公式: U AB WAB q .单位:伏(V). 2.电势差与电势的关系:UAB= A B,电势差是标量,可以是 正值,也可以是负值. 3.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两 点间的电势差等于电场强度与这两点沿电 场线方向的距离的乘积即U=Ed,也可以写 作 E U (如图1所示). 图1 d 特别提醒 电势具有相对性,而电势差与零电势点的选取无关,电势差具 有绝对性. 2 知识梳理 电场力做的功等于电 势能的减少量 WAB＝EpA－EpB 规 定 零 电 势 能 电势能:WAB＝EpA－0 把它从该点移动到零 势能面位置时电场力 所做的功 功能关系 定义: 电场力的功 Ep q 特点:与路径无关 电势差: WAB/q=UAB 在数值上等于单位正 电荷从A点移到B电场 力做的功 规 定 零 电 势 点 电势：UAB=ΦA-0 在数值上等于单位正 电荷由该点移到零电 势点电场力做的功 2 知识梳理 1、关于电势、电势差、电势能、静电力做功这四个物理 量建立. 采用了类比法推导。说明如下: 电场 物理量比较 电势:与零势面选取有关 重力场 高度:与参考面选取有关 电势差:与零势面选取无关 高度差:与参考面选取无关 电场强度:E=F/q矢量 重力加速度:g=G/m矢量 场力做功与 ①电场力做正功,电势能的减 ①重力做正功,重力势能的 势能变化关 少;电场力做负功,电势能的 减少;重力做负功,重力势能 系 增加. 的增加. ②电场力做功与路径无关。 同一电荷，决定于两位置。 两位置确定，W电/q=U 为一 恒量 ②重力做功与路径无关。 同一物体，决定于两位置。 两位置确定，WG/q=h为一 恒量 2、几种常见的等势面(同一图中相邻的等势面之间电势差相同) A + B C 问题讨论2: 利用图中某些点说明: E 问题讨论1： 在甲图中的A,B两点, 电场强度为零的点,电势 在等势面密集 它们的电势是否相同? 不一定为零.电势为零的 的地方，场强 它们的场强是否相同? 点,电场强度不一定为零 . 有何特征? 3 知识迁移应用 • 根据以上知识解决下列问题： 1、电场中电势高低的判断 2、关于电势能增减的判断 3、电场力做功和电势差的计算 3 知识迁移应用 题型1 电势高低判断 【例1】 如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场 线的方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、 φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。 下列哪个正确？ a ● c A.φa＞φb＞φc C.φa－φb=φb－φc B. Ea＞Eb＞Ec D. Ea=Eb=Ec b ● E ● 3 知识迁移应用 变式练习： 下列关于电势高低的判断，正确的是（ ） A、正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点电势一定低 B、正电荷只在电场力作用下，从A点移到B点时，A点电势一定高 C、负电荷从A点移到B点时，外力做正功，A点电势一定高 D、负电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点电势一定低 方法总结：1、根据电场力方向判断：沿着电场线方向电势降低。 Ep 2、根据电势能 判断：正电荷在电势高处电 q 势能大；负电荷在电势高处电势能小。 3 知识迁移应用 题型2、关于电势能增减的判断 【例2】 、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连 线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程 中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( ) b A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势能始终减少 + + C.电子的电势能先减少后增加 O D.电子的电势能先增加后减少 a 方法总结：根据电场力做功的正负判断 电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加。 3 知识迁移应用 题型3、电场力做功和电势差的计算 【例4】如图所示的匀强电场方向水平向左，一质量为m带电 量为q的小球从A点飞入电场，在电场力和重力作用下，以 V0 初速度沿图示径迹自下而上直线运动到最高点B。初速度方向 和场强方向成θ角。求 (1)小球带正电还是带负电? (2)小球运动到最高点时，电场力所做的功？ B θ V0 (3)电场中AB之间的电势差? A 知识迁移应用 试题分析： 设电场强度为E，因小球做直 线运动，它受的电场力和重力 的合力必定沿此直线，如图所 V0 示。且Mg=qEtanθ θ 由图可知，小球作匀减速运动 qE 的加速度大小为a=g/Sinθ A F合 设从A到最高点的位移为S mg V02=2aS 则，电场力功W=qESCosθ 得： 1 2 试分析：在此过程中，关于小球能量 2 3 转化的情况，下列分析正确的是 （ ） A.动能增加了 B.电势能减少了 C.重力势能增加 D.小球机械能减少 W mv 0 Cos 2 (3)根据公式UAB=WAB/q AB间电势差UAB= 得 m v02Cos2 2q 3 知识迁移应用 电场力做功的计算方法总结： (1)由W电=qEscosθ来计算，此公式只适用于匀强电场。 (2)由WAB=qUAB来计算，此公式适用于任何形式的静电场。 (3)功能关系 1、W合 EK 2、W电 E P电 WG E P重 W弹 E P弹 4 知识总结 返回