最新高中物理高考复习《电场的能的性质》精品PPT多媒体教学课件

1、一、电场力做功的特点和电势能一、电场力做功的特点和电势能1电场力做功：在电场中移动电电场力做功：在电场中移动电荷时，电场力做的功只与荷时，电场力做的功只与 位置和位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无终止位置有关，与电荷经过的路径无关关2电势能：电荷在电场中也具有电势能：电荷在电场中也具有势能，叫做电势能，用势能，叫做电势能，用Ep表示表示起始起始3电场力做功与电势能的关系电场力做功与电势能的关系(1)静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的 量，量，即即WABEpAEpB.(2)电荷在某点具有的电势能等于静电力电荷在某点具有的电势能等于静电力把它从该点移动到把它从该点移动到 位置时所

2、做的位置时所做的功即电势能是相对的，通常把电荷在离场源功即电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷电荷 的电势能规定为零，或把电荷的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零在大地表面上的电势能规定为零减少减少零电势能零电势能无限远处无限远处二、电势、等势面、电势差二、电势、等势面、电势差1电势：电势：(1)定义：电荷在电场中定义：电荷在电场中某一点的某一点的 与它的与它的 的比值的比值电势能电势能电量电量2等势面：等势面：(1)定义：电场中定义：电场中 的的各点构成的面各点构成的面(2)特点特点在等势面上移动电荷，电场力不做在等势面上移动电荷，电场力不做功功等势面一定与电场线垂直，即

3、与场强等势面一定与电场线垂直，即与场强方向方向 电势相同电势相同垂直垂直电场线总是由电场线总是由 的等势面的等势面指向电势低的等势面指向电势低的等势面等差等势面的疏密表示电场的等差等势面的疏密表示电场的强弱强弱(等差等势面越密的地方，电场线等差等势面越密的地方，电场线越密越密)任意两等势面不相交任意两等势面不相交电势高电势高3电势差：电势差：(1)定义：电场中两点定义：电场中两点间间 的差值的差值(2)表达式：表达式：UABAB.(3)电势差与电场强度的关系：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强度与这两点沿 的距离的距离的乘积

4、，即的乘积，即UABEd.电场方向电场方向电势电势特别提示特别提示：电势和电势差都是由：电势和电势差都是由电场本身决定的，与检验电荷无关，电场本身决定的，与检验电荷无关，但电势是相对量，电场中各点的电势但电势是相对量，电场中各点的电势与零电势点的选取有关，而电势差是与零电势点的选取有关，而电势差是绝对量，与零电势点的选取无关绝对量，与零电势点的选取无关三、静电屏蔽三、静电屏蔽1静电感应现象静电感应现象在电场中的导体，内部的在电场中的导体，内部的 受受到电场力作用，将向到电场力作用，将向 反方向做定向移反方向做定向移动，结果使导体两端同时分别出现动，结果使导体两端同时分别出现 的的异种电荷的现象

5、异种电荷的现象自由电子自由电子电场电场等量等量2静电平衡静电平衡(1)概念：导体中概念：导体中(包括表面包括表面)没有电没有电荷的定向移动的状态荷的定向移动的状态(2)特点特点导体内部的导体内部的 处处为零，即处处为零，即E内内0.整个导体是一个整个导体是一个 体，导体表面是一体，导体表面是一个个 面面导体表面上任一点的场强方向与该处表导体表面上任一点的场强方向与该处表面面 带电导体净电荷只分布在带电导体净电荷只分布在 上上场强场强等势等势等势等势垂直垂直导体表面导体表面3静电屏蔽现象静电屏蔽现象处于静电平衡状态的导体，处于静电平衡状态的导体， 不不再受外部电场的影响再受外部电场的影响导体内部

6、导体内部一、一、 电场强度、电势、电势差、电势能电场强度、电势、电势差、电势能的对比的对比电场强度电场强度电势电势电势差电势差电势能电势能决定决定因素因素场强由电场强由电场本身决场本身决定，与试定，与试探电荷无探电荷无关关电势由电场本身电势由电场本身决定，与试探电决定，与试探电荷无关，其大小荷无关，其大小与参考点的选取与参考点的选取有关，有相对性有关，有相对性由电场本身两点由电场本身两点间的差异决定，间的差异决定，与试探电荷无与试探电荷无关，与参考点选关，与参考点选取无关取无关由电荷量和该由电荷量和该点电势二者共点电势二者共同决定，与参同决定，与参考点选取有关考点选取有关关系关系场强为零场强为

7、零的地方电的地方电势不一定势不一定为零为零电势为零的地方电势为零的地方场强不一定为零场强不一定为零零场强区域两点零场强区域两点间的电势差一定间的电势差一定为零，电势差为为零，电势差为零的区域场强不零的区域场强不一定为零一定为零电场强度为电场强度为零，电势能不零，电势能不一定为零；电一定为零；电势能为零，电势能为零，电场强度不一定场强度不一定为零为零联系联系匀强电场中：匀强电场中：UABEd(d为为AB间沿电场方向的距离间沿电场方向的距离)；电势沿；电势沿场强方向降低最快；关系式：场强方向降低最快；关系式：UABAB，WAB(EpBEpA)EpAEpBqUAB电场力的功、电势能、电势及电电场力的

8、功、电势能、电势及电势差都是标量，他们的正负意义不全势差都是标量，他们的正负意义不全相同，应用时注意区分，而矢量的正相同，应用时注意区分，而矢量的正负一定表示该量的方向负一定表示该量的方向1.如图如图921所所示，在负点电荷示，在负点电荷Q的电的电场中，有场中，有a、b、c三点，三点，它们到点电荷的距离为它们到点电荷的距离为rarbrc，且，且UabUbc，则则()即时应用即时应用图图9 92 21 1Aa点电势高于点电势高于c点电势点电势Ba点场强比点场强比c点场强大点场强大C同一负电荷放在同一负电荷放在c点比放在点比放在a点点的电势能大的电势能大D同一负电荷由同一负电荷由a点移到点移到b点

9、，比点，比由由b点移到点移到c点电场力做功多点电场力做功多解析解析：选选B.分别作出过分别作出过a、b、c三点的三点的等势面等势面(以以“Q”为球心的球面为球心的球面)，因为，因为rarbrc，所以，所以abEpc，C错；由错；由WqU，UabUbc知知D错；由于错；由于E二、电势高低及电势能大小的比二、电势高低及电势能大小的比较方法较方法1比较电势高低的几种方法比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向，电势越来越沿电场线方向，电势越来越低，电场线由电势高的等势面指向电低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面势低的等势面(2)判断出判断出UAB的正负，再由的正负，再由UABAB，比较，比较

10、A、B的大小，若的大小，若UAB0，则，则AB，若，若UAB0，则，则A0，即，即AB0，则则AB；若；若UAB0，即，即AB0，则，则Aba，A错误；又错误；又因因P点附近等差等势面点附近等差等势面较密，也就是电场较较密，也就是电场较强，所以强，所以P点的加速度较大，点的加速度较大，D正确；正确；带正电的质点从带正电的质点从P到到Q的过程中仅静电的过程中仅静电力做正功，电势能减小，动能增加，力做正功，电势能减小，动能增加，B正确，正确，C错误错误如图如图926所示，虚所示，虚线方框内有一匀强电场，线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三为该电场中的三个点已知个点已知A12 V，B6 V

11、，C6 V试在试在该方框中作出该电场的示该方框中作出该电场的示意图意图(即画出几即画出几题型二题型二 等势面与电场线的综合应用等势面与电场线的综合应用例例2图图9 92 26 6条电场线条电场线)，并要求保留作图时所用的，并要求保留作图时所用的辅助线若将一个电子从辅助线若将一个电子从A点移到点移到B点，电场力做多少电子伏特的功？点，电场力做多少电子伏特的功？【思路点拨思路点拨】由于电场线与等由于电场线与等势面垂直，而且在匀强电场中与等势势面垂直，而且在匀强电场中与等势点连线垂直的线一定是电场线电势点连线垂直的线一定是电场线电势相等的点可以根据匀强电场电势均匀相等的点可以根据匀强电场电势均匀降低

12、的特点，把线段等分来寻找降低的特点，把线段等分来寻找【解析解析】如图如图927所示，用虚线所示，用虚线连接连接AC.因因A12 V，C6 V，把，把AC线段线段分为三等份，得分为三等份，得D点的点的电势电势D6 V，图图9 92 27 7连接连接DB，则，则DB为一条等势线，可以为一条等势线，可以画出与等势线垂直的电场线，如图中实线画出与等势线垂直的电场线，如图中实线所示，电势降低的方向为场强方向所示，电势降低的方向为场强方向将一电子从将一电子从A点移到点移到B点，电场力做的点，电场力做的功功WeUABe(126) V6 eV.【答案答案】如图如图927所示所示6 eV【方法技巧方法技巧】解答

13、此类问题时，依解答此类问题时，依据电场线和等势面垂直，寻找等势点是解据电场线和等势面垂直，寻找等势点是解决问题的关键决问题的关键变式训练变式训练图图9 92 28 81.2105 J；若将同一点电荷从；若将同一点电荷从a点点移到移到c点，静电力做功点，静电力做功Wac6106 J，试求匀强电场的电场强度试求匀强电场的电场强度E的大小的大小连接连接ad，并从，并从c点开始依次作点开始依次作ad的平行线，的平行线，得到各等势线，作等势线的垂线得到各等势线，作等势线的垂线ce，场强方，场强方答案答案：200 V/m如图如图929所示，所示，在在O点放置一个正电点放置一个正电荷在过荷在过O点的竖直平面

14、点的竖直平面内的内的A点，自由释放一个点，自由释放一个带正电的小球，小球的质带正电的小球，小球的质量为量为m、电荷量为、电荷量为q.小球小球落下的轨迹如图中虚线落下的轨迹如图中虚线题型三题型三 电场中的能量问题电场中的能量问题例例3图图9 92 29 9所示，它与以所示，它与以O为圆心、为圆心、R为半径的圆为半径的圆(图中实线表示图中实线表示)相交于相交于B、C两点，两点，O、C在同一水平线上，在同一水平线上，BOC30，A距离距离OC的竖直高度为的竖直高度为h.若小球通过若小球通过B点点的速度为的速度为v，试求：，试求：(1)小球通过小球通过C点的速度大小点的速度大小 (2)小球由小球由A到

15、到C的过程中电场力做的的过程中电场力做的功功【解析解析】(1)因因B、C两点电势相两点电势相等，小球由等，小球由B到到C只有重力做功，由动只有重力做功，由动能定理得：能定理得：【规律总结规律总结】在解决电场中的能量在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒，有时也会用到功能关系量守恒，有时也会用到功能关系应用动能定理解决问题需研究合外力应用动能定理解决问题需研究合外力的功的功(或总功或总功)应用能量守恒解决问题需注意电势能应用能量守恒解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化和其他形式能之间的转化应用功能关系解决该类问题需明确电应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系场力做功与电势能改变之间的对应关系3如图如图9210所所示，虚线为静电场中的等示，虚线为静电场中的等势面势面1、2、3、4，相邻的，相邻的等势面之间的电势差相等势面之间的电势差相等，其中等势面等，其中等势面3的电势的电势为为0.一带正电的点电荷在一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经静电力的作用下运动，经变式训练变式训练图图9 92 21010过过a、b点时的动能分别为点时的动能分别为26 eV和和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为