高二物理电场的能的性质（二）上海科技版选修3－1知识精讲.doc

用心爱心专心高二物理电场的能的性质（二）上海科技版选修3－1【本讲教育信息】一、教学内容选修3－1电场的能的性质（二）本讲主要讲解电场力做功、电势能的相关内容。二、考点点拨电场力做功是高中阶段一个重要的计算而电势能的相关分析更是高中阶段的一个重点和难点。三、跨越障碍（一）电势差与场强的关系在电场中电势降低的方向不一定是沿场强的方向场强的方向是电势降低最快的方向场强越大的地方电势变化越快；场强与电势无直接关系。在匀强电场中电场强度在数值上等于沿电场方向上单位长度的电势降落（电势差）即：注意：1、是电场中两点间沿电场线方向的距离不是两点间的距离。2、此公式只适用于匀强电场。例1：匀强电场中A、B两点间的距离为与电场线的夹角为当A、B两点间的电势差为时该匀强电场的场强为多大？解析：A、B两点间的距离为与电场线的夹角为则A、B两点间沿电场线方向的距离为所以该匀强电场的场强为（二）电场力的功电荷在电场中受力的作用并在力的方向上发生一段位移则说明电场力对电荷做功定义式：电场力做功的计算方法：（1）由公式计算此公式适用于一切电场计算时可以先用绝对值进行计算再分析功的正负；也可直接带入各量的正负再求出功的正负。（2）由公式计算此公式只适合于匀强电场中可变形为式中为电荷初末位置在电场方向上的位移。（3）由动能定理计算电场力做功的特点：与路径无关只由初末位置决定。例2：如图在场强为E的匀强电场中有相距为的A、B两点连线AB与电场线的夹角为将一电量为q的正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷电场力做的功为；若沿路径ACB移动电荷电场力做功为；若沿曲线ADB移动该电荷电场力做的功为。则、、各是多大？解析：电场力做功的特点是电场力做功与路径无关。只与初末位置有关若在匀强电场中则只与初末位置在电场线方向的距离有关因此===例3：电场中、两点已知将带电量为的点电荷从移到时.电场力做了多少功？是正功还是负功？解析：用计算（1）带符号计算：从到=（2）用绝对值计算=因为是负电荷从电势低处移至电势高处所以电场力做正功。（三）电势能1、定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量。2、单位：3、电势能是标量有正负具有相对性为正表示电荷在该点具有的电势能比在参考点时具有的电势能大为负表示电荷在该点具有的电势能比在参考点时具有的电势能小。4、电场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做正功电荷电势能减小；电场力对电荷做负功电荷电势能增大；电场力做功量等于电势能的变化量。5、根据可得电荷在电场中某点的电势能。注意：1）电荷在电场中某点的电势能与电势有关也就与零电势点的选取有关；2）在计算某点电势能时电势的正负号、电荷的正负号都要代入公式；3）正电荷在电势高的地方电势能大在电势低的地方电势能小；负电荷在电势高的地方电势能小在电势低的地方电势能大所以正电荷总是自发的从高电势移向低电势（电场力做正功）负电荷总是自发的从低电势移向高电势（电场力做正功）。例4：一带电荷量为的点电荷从电场中A点移到B点时克服电场力做功从B点移动到C点时电场力做功如以B点电势为零则电荷在A、C两点的电势能各为多少？解析：例5：一带电油滴在匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示电场方向竖直向下。若不计空气阻力则此带电油滴从运动到b的过程中能量变化情况为A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加解析：带电油滴在匀强电场中运动受重力和电场力作用由题图知电场力方向向上电场力大于重力.且运动过程中动能、重力势能和电势能总量保持不变。当带电油滴由运动到时电场力做正功动能增加重力势能和电势能之和减少；重力做负功重力势能增加动能和电势能之和减少。答案：C例6：如图所示光滑绝缘细杆竖直放置它与以正点电荷Q为圆心的空间的某一圆周交于B、C两点质量为带电量为的有孔小球从杆上A点无初速度地下滑已知电量的大小小球滑到B点时速度大小为求：（1）小球由A到B过程中电场力做的功；（2）AC两点的电势差。解析：（1）小球从A到B过程由动能定理得（2）因B、C等电势故小球从A到B过程由动能定理得四、小结本节课重点讲解了电场力做功和电势能的相关内容注意电场力做功的特点和计算是关键。解决电势能问题时要利用好动能定理和能量守恒定律。五、预习导学（电容与电容器）电容器电容1、两个彼此绝缘又相互的导体就是一个电容器。2、电容：电容是描述电容器本领的物理量电容器与极板间的比值叫电容定义式为；单位为。3、平行板电容器的电容由、和决定公式为。【模拟试题】（答题时间：50分钟）1.带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点在此过程中克服