电场能的性质描述课件

1、第二节电场的能的性质第二节电场的能的性质一、电场力做功与电势能一、电场力做功与电势能1电场力做功电场力做功(1)特点：电场力做功与电荷移动的特点：电场力做功与电荷移动的 无关，只取决于电荷无关，只取决于电荷 的初、末位置的的初、末位置的 和被移动电荷的和被移动电荷的 (2)公式：公式：WAB .(3)在匀强电场中，电场力做的功在匀强电场中，电场力做的功WqEd，其中，其中d为沿为沿 的位的位移移路径路径电荷量电荷量qUAB电势差电势差2电势能电势能(1)概念：电荷在电场中所具有的与电荷概念：电荷在电场中所具有的与电荷 有关的势能有关的势能(2)相对性：电荷在电场中某点具有的电势能，等于电场力相

2、对性：电荷在电场中某点具有的电势能，等于电场力把它从该点移动到把它从该点移动到 位置时所做的功，即电势能是位置时所做的功，即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定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零(3)物理意义：表征电荷在电场中物理意义：表征电荷在电场中 本领大小的物理量本领大小的物理量位置位置零势能零势能做功做功3电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能变化的关系(1)电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的 量用公式表示是量用公式表示是: WAB EpAEpB.

3、减少减少自主检测自主检测1下列说法中错误的是下列说法中错误的是A重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的竖直高度差有关，即竖直高度差有关，即WABmghABB电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置的电势差有关，即的电势差有关，即WABqUABC重力对物体做正功，其重力势能减少，做负功，重力对物体做正功，其重力势能减少，做负功，则重力势能增加则重力势能增加D电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对负电花荷做正功，负电荷电势能增加负电花荷做正功，负电荷电势能增加答案

4、答案D 二、电势和等势面二、电势和等势面1电势电势(1)定义：电荷在电场中某点具有的定义：电荷在电场中某点具有的 与它的与它的 的的 比值叫做这一点的电势比值叫做这一点的电势(2)定义式：定义式： .(3)矢标性：电势是矢标性：电势是 量，其大小有正负之分，其正量，其大小有正负之分，其正(负负)表示表示 该点电势比该点电势比 高高(或低或低)(4)相对性：电势具有相对性：电势具有 ，同一点的电势因，同一点的电势因 的的 选取的不同而不同选取的不同而不同电势能电势能电荷量电荷量标标电势零点电势零点相对性相对性电势零点电势零点2等势面等势面(1)定义：电场中定义：电场中 的各点构成的面的各点构成的

5、面(2)特点特点 等势面一定与电场线等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向，即跟场强的方向 在在 上移动电荷时电场力不做功上移动电荷时电场力不做功 电场线总是从电场线总是从 的等势面指向的等势面指向 的等势面的等势面 等差等势面越密的地方电场强度等差等势面越密的地方电场强度 ，反之，反之 电势相同电势相同垂直垂直垂直垂直等势面等势面电势高电势高电势低电势低越大越大越小越小自主检测自主检测2(2011上海单科上海单科)电场线分布如图电场线分布如图621所示，电所示，电场中场中a，b两点的电场强度大小分别为两点的电场强度大小分别为Ea和和Eb，电势分别为，电势分别为a和和b，则，则 AEaEb，ab

6、BEaEb，abCEaEb，abDEaEb，ab 答案C 1电势高低的四种判断方法电势高低的四种判断方法 考点一：考点一：电势高低及电势能大小的判断电势高低及电势能大小的判断依据场源电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据电势能的大小正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电荷较低处电势能大2.电势能大小的四种判断方法电势能大小的四种判断方法 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Epqp，将q、p的大小、正负

7、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，电势能增加例例1 (2012福建福建)如图如图623所示，在点电荷所示，在点电荷Q产生产生的电场中，将两个带正电的试探电荷的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于分别置于A、B两点，虚线为等势线取无穷远处为零电势点，若将两点，虚线为等势线取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是列说法正确的是 跟踪训练跟踪训练1(

8、2010山东理综山东理综)某电场的电场线分布如图某电场的电场线分布如图624所示，以下说法正确的是所示，以下说法正确的是 Ac点电场强度大于点电场强度大于b点电场强度点电场强度Ba点电势高于点电势高于b点电势点电势C若将一试探电荷若将一试探电荷q由由a点释放，它点释放，它将沿电场线运动到将沿电场线运动到b点点D若在若在d点再固定一点电荷点再固定一点电荷Q，将一，将一试探电荷试探电荷q由由a移至移至b的过程中，电势的过程中，电势能减小能减小答案BD三、电势差三、电势差1定义：定义：电场中两点间电场中两点间 电势的差值电势的差值2表达式：表达式：UAB .AB3意义：意义：A、B两点的电势差在数值

9、上等于从两点的电势差在数值上等于从A到到B移动单移动单 位正电荷电场力所做的功位正电荷电场力所做的功4影响因素：影响因素：电势差电势差UAB与电场力做功与电场力做功WAB无关，与电荷无关，与电荷所带电荷量所带电荷量q无关它是由无关它是由 决定的，与决定的，与初、末位置有关，与电势零点的选取无关初、末位置有关，与电势零点的选取无关电场本身的性质电场本身的性质自主检测自主检测3将一个电荷量为将一个电荷量为2109 C的点电荷从电场中的的点电荷从电场中的N点移到点移到M点，需克服电场力做功点，需克服电场力做功14109 J，则，则A两点间的电势差为两点间的电势差为7 VBN点的电势高点的电势高CM点

10、的电势高点的电势高D因不知电场线的方向，无法判断哪点电势高因不知电场线的方向，无法判断哪点电势高 考点解读考点解读考点二：考点二：电场力做功及电势差的计算电场力做功及电势差的计算例例2 如图如图625所示，匀强电场中三点所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，是一个三角形的三个顶点，ABCCAB30，已知，已知电场线平行于电场线平行于ABC所在的平面，一个带电荷量所在的平面，一个带电荷量q2106 C的点电荷由的点电荷由A移到移到B的过程中，电势能增加的过程中，电势能增加1.2105 J，由，由B移到移到C的过程中电场力做功的过程中电场力做功6106 J，下列说法，下列说法正确的

11、是正确的是 AB、C两点的电势差两点的电势差UBC3 VBA点的电势低于点的电势低于B点的电势点的电势C负电荷由负电荷由C移到移到A的过程中，电势的过程中，电势能增加能增加DAB中点的电势与中点的电势与C点的电势相等点的电势相等 跟踪训练跟踪训练2如图如图626所示，所示，A、B、C、D、E、F为匀强电为匀强电场中一个边长为场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，的正六边形的六个顶点，A、B、C三三点电势分别为点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线，正六边形所在平面与电场线平行下列说法错误的是平行下列说法错误的是 A通过通过CD和和AF的直线应为电场中的两条的直线应

12、为电场中的两条等势线等势线B匀强电场的场强大小为匀强电场的场强大小为10 V/mC匀强电场的场强方向为由匀强电场的场强方向为由C指向指向AD将一个电子由将一个电子由E点移到点移到D点，电子的电点，电子的电势能将减少势能将减少1.61019 J 考点解读考点解读功能关系功能关系1若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；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、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；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；械能的变化；4

13、所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化 考点三：考点三：运用动力学和功能关系求解电场中的有关问题运用动力学和功能关系求解电场中的有关问题 四、匀强电场中电势差与电场强度的关系四、匀强电场中电势差与电场强度的关系1电势差与电场强度的关系式：电势差与电场强度的关系式： ，其中，其中d为匀强电场为匀强电场 中两点间中两点间 的距离的距离2电场强度的方向和大小电场强度的方向和大小电场中，电场强度的方向是指电场中，电场强度的方向是指 最快的方向在最快的方向在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿匀强电场中，电场强度在数值上等于沿 方向每单位方向每单位距离上降低的电势

14、距离上降低的电势UEd沿电场线方向沿电场线方向电势降低电势降低电场电场自主检测自主检测4(2012安徽理综安徽理综)如图如图622所示，在平所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点电场，其中坐标原点O处的电势为处的电势为0 V，点，点A处的处的电势为电势为6 V，B处的电势为处的电势为3 V，则电场强度的大小，则电场强度的大小为为 电势、电势能具有相对性，要确定电场中某点的电电势、电势能具有相对性，要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电势能，必须选取电势零势或电荷在电场中某点具有的电势能，必须选取电势零点，但电势

15、能的变化和电势差具有绝对性，与电势零点点，但电势能的变化和电势差具有绝对性，与电势零点的选取无关的选取无关考点解读考点解读功能关系功能关系1若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；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、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；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；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所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化 考点三：考点三：运用动力学和功能关系求解电场中的有关问题

16、运用动力学和功能关系求解电场中的有关问题 跟踪训练跟踪训练3(2013张家口模拟张家口模拟)如图如图628所示，一个电荷量所示，一个电荷量为为Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点另一个电点另一个电荷量为荷量为q及质量为及质量为m的点电荷乙，从的点电荷乙，从A点以初速度点以初速度v0沿它沿它们的连线向甲运动，到们的连线向甲运动，到B点时的速度减小到最小为点时的速度减小到最小为v.已知点已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为电荷乙与水平面的动摩擦因数为，A、B间距离为间距离为L0及静及静电力常量为电力常量为k，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 (2013江苏省四

17、市第二次调研江苏省四市第二次调研)如图如图6210所示，实所示，实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面a、b、c、d为为圆上的四个点，则下列说法中正确的是圆上的四个点，则下列说法中正确的是 押题点押题点1 1：电场能性质的考查电场能性质的考查Aa、b、c、d四点电势不等，但四点电势不等，但电场强度相同电场强度相同B一电子从一电子从b点运动到点运动到c点，电场点，电场力做的功为力做的功为0.6 eVC若一电子从左侧沿中心轴线穿若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增加越电场区域，将做加速度先增加后减小的加速直线运动后减小的加速直线运动D一束电子从左

18、侧平行于中心轴一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域，将会从右侧平线进入电场区域，将会从右侧平行于中心轴线穿出行于中心轴线穿出 答案BC一个一个3/4圆弧形的光滑细圆环轨道圆弧形的光滑细圆环轨道ABC水平放置，此轨水平放置，此轨道固定在光滑的水平面上轨道半径为道固定在光滑的水平面上轨道半径为R，C、O、B在一条在一条直线上，如图直线上，如图6211所示圆心所示圆心O与与A、D在同一条直线在同一条直线上，上，MN是放在是放在AD上长为上长为2R的木板，木板的厚度不计，左的木板，木板的厚度不计，左端端M正好位于正好位于A点整个装置处于垂直点整个装置处于垂直AD方向的匀强电场方向的匀强电场中，电场强度大小为中，电场强度大小为E.将一个质量为将一个质量为m，带电荷量为，带电荷量为q的的小球小球(可视为质点可视为质点)从过从过A点并垂直于点并垂直于AD的直线上的某点的直线上的某点P由由静止开始释放，则：静止开始释放，则： 押题点押题点2 2：用功能观点分析带电体在电场中的运动用功能观点分析带电体在电场中的运动(1)若小球由圆弧轨道经若小球由圆