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