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必修3 靜電場 7.2電場能的性質（1） 學案37 姓名_______班級_______學號_______ 【復習目標】 1.說出電勢能的定義、電場力做功和電勢能的關系。 2.說出電勢的定義和特點。 3.說出等式面的特點、電勢和等勢面的聯系。 4.能夠畫出幾種常見的等勢面圖。 5.說出電勢差的定義和特點。 6.說出勻強電場電勢差和電場強度的關系。 【復習重點】 1.電場力做功與電勢能的關系 2.電勢差與電場強度的關系 【復習難點】 1.電勢、電勢能的求解 2.電勢差與電場強度的關系 易錯易混點： 1.注意兩種計算電場力做功的公式：W=qEd只適用于勻強電場，而WAB=qUAB適用于任何電場 2.注意電場中某點的電勢大小是由電場本身的性質決定的，與在該點是否放有電荷和所放電荷的電荷量及其他電勢能均無關 3.正電荷在電勢能大的位置電勢高，負電荷在電勢能大的位置電勢低 【知識點歸納】 1．靜電力做功 (1)特點：靜電力做功與 無關，只與 有關。 (2)計算方法 ①W＝qEd，只適用于勻強電場，其中d為沿電場方向的距離。 ②WAB＝ ，適用于任何電場。 2．電勢能 (1)定義：電荷在電場中具有勢能，數值上等于將電荷從該點移到 時靜電力所做的功。 (2)靜電力做功與電勢能變化的關系：靜電力 等于電勢能的減少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 3．電勢 (1)定義：試探電荷在電場中某點具有的電勢能與它的電荷量的比值。 (2)定義式：φ＝ 。 (3)矢標性：電勢是標量，有正負之分，其 表示該點電勢比零電勢高(低)。 (4)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因選取 的不同而不同。 4．等勢面 (1)定義：電場中電勢相等的各點組成的面。 (2)四個特點 ①等勢面一定與電場線 。 ②在同一等勢面上移動電荷時電場力 。 ③電場線方向總是從 的等勢面指向 的等勢面。 ④等差等勢面越密的地方 越大，反之越小。 5．電勢差 (1)定義：電荷在電場中，由一點A移到另一點B，電場力做的功與移動的電荷的電荷量的比值。 (2)定義式：UAB＝ 。 (3)電勢差與電勢的關系：UAB＝ ，UAB＝ 。 (4)影響因素 電勢差UAB由電場本身的性質決定，與移動的電荷q及電場力做的功WAB無關，與零電勢點的選取無關。 6．勻強電場中電勢差與電場強度的關系 (1)電勢差與場強的關系式：U＝ ，其中d為電場中A、B兩點間 的距離。 (2)電場強度的方向和大小 電場中，場強方向是指電勢降落 方向。在勻強電場中，場強在數值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。 (判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”) 1．電場力做功與重力做功相似，均與路徑無關。( ) 2．電場中電場強度為零的地方電勢一定為零。( ) 3．電勢降低的方向是電場強度的方向。( ) 4．電場線與等勢面在相交處垂直。( ) 5．帶電粒子只在電場力作用下一定從電勢高的地方向電勢低的地方運動。( ) 【典型例題】 考點一、電勢高低及電勢能大小的比較 學法指導：電場力做功與電勢能的關系。 例題1、如圖所示，真空中等量正點電荷放置在M、N兩點，在MN連線上有對稱點a、c，MN連線的中垂線上有對稱點b、d，則下列說法正確的是(　　) A．電荷＋q在c點的電勢能大于在a點的電勢能 B．電荷＋q在c點的電勢能小于在a點的電勢能 C．在MN連線的中垂線上，O點電勢最高 D．電荷－q從d點由靜止釋放，在它從d點運動到b點的過程中，加速度先減小再增大 考點二、勻強電場中電勢差與電場強度的關系 學法指導：勻強電場中E=Ud，d指元電場強度的方向上的距離 例題2、(多選)一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10 V、17 V、26 V。下列說法正確的是(　　) A．電場強度的大小為2.5 V/cm B．坐標原點處的電勢為1 V C．電子在a點的電勢能比在b點的低7 eV D．電子從b點運動到c點，電場力做功為9 eV 知識結構構建 解題方法 （1）.判斷電場力做功的正負 ①根據電場力與速度夾角：夾角是銳角，電場力做正功。夾角是鈍角，電場力做負功。 ②根據WAB＝qUAB：由q和UAB的正負，判斷WAB的正負。 （2）.判斷電勢能的變化 ①根據電場力做功：電場力做正功，電勢能減少，電場力做負功，電勢能增加。 ②根據Ep＝φq：正電荷在電勢越高處電勢能越大；負電荷在電勢越高電勢能越小。 （3）判斷電勢高低 ①根據電場線：沿電場線的方向電勢降低。 ②根據UAB＝：判斷UAB正負，確定φA和φB的高低。 【訓練檢測】 1、 (多選)等量異種點電荷電場線的分布如圖所示，OO′是兩點電荷連線的中垂線，一帶電粒子僅在電場力作用下從a處沿虛線軌跡運動到b，則(　　) A．a處的電勢小于b處的電勢 B．粒子在a處的電勢能小于在b處的電勢能 C．粒子在a處的加速度大小大于在b處的加速度大小 D．粒子在b處的速率大于在a處的速率 2.庫在x軸上關于原點對稱的a、b兩點處固定兩個電荷量相等的點電荷，如圖所示的E－x圖象描繪了x軸上部分區域的電場強度(以x軸正方向為電場強度的正方向)。對于該電場中x軸上關于原點對稱的c、d兩點，下列結論正確的是(　　) A．兩點場強相同，c點電勢更高 B．兩點場強相同，d點電勢更高 C．兩點場強不同，兩點電勢相等，均比O點電勢高 D．兩點場強不同，兩點電勢相等，均比O點電勢低 3.(多選)如圖，在正點電荷Q的電場中有M、N、P和F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂 點，F為MN的中點，∠M＝30°，M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示， 已知φM＝φN，φP＝φF，點電荷Q在M、N、P三點所在平面內， 則(　　) A．點電荷Q一定在MP連線上 B．連接PF的線段一定在同一個等勢面上 C．將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負功 D．φP大于φM 4、如圖所示，一圓環上均勻分布著負電荷，x軸垂直于環面且過圓心O。下列關于x軸上的電場強度和電勢的說法正確的是(　　) A．從O點沿x軸正方向，電場強度先增大后減小，電勢一直降低 B．從O點沿x軸正方向，電場強度先增大后減小，電勢先降低后升高 C．O點的電場強度為零，電勢最低 D．O點的電場強度不為零，電勢最高 5、(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2 V。一電子經過a時的動能為10 eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6 eV。下列說法正確的是(　　) A．平面c上的電勢為零 B．該電子可能到達不了平面f C．該電子經過平面d時，其電勢能為4 eV D．該電子經過平面b時的速率是經過d時的2倍 【預習指導與要求】 計算靜電力做功有哪幾種方法？分別要注意哪些易錯點？ 等勢面有哪四個特點？ 說出電場強度與電勢差的關系，電勢與電勢差的關系，電場力做功與電勢差的關系等 判斷電場力做正負功的方法是什么？判斷電勢能變化的方法是什么？判斷電勢高低的方法是什么？

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