（鲁京津琼）高考物理总复习 第七章 静电场 第2讲 电场的能的性质教案-人教版高三全册物理教案.doc

第2讲电场的能的性质

知识排查
电场力的功电势能
1.电场力做功
(1)特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
(2)计算
①W＝qEd，适用于匀强电场。
②WAB＝qUAB，适用于任何电场。
2.电势能
(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。
(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。
(3)电势能的相对性：电势能是相对的，零势能点选取不同，电势能的值不同。通常选取无穷远处或大地表面电势能为零。
电势等势面
1.电势
(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。
(2)定义式：φ＝eq\f(Ep,q)。
(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
2.等势面
(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。
(2)四个特点
①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。
2.定义式：UAB＝eq\f(WAB,q)。
3.电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。
4.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电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝eq\f(U,d)。
处于静电平衡状态的导体的特点(1)导体内部的场强处处为零；
(2)导体是一个等势体，导体表面是等势面；
(3)导体表面处的场强方向与导体表面垂直；
(4)导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上；
(5)在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有净电荷。
小题速练
1.思考判断
(1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。()
(2)电势等于零的物体一定不带电。()
(3)电场强度为零的点，电势一定为零。()
(4)电场中，场强方向是指电势降落最快的方向。()
(5)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。()
(6)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。()
答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√
2.(2016·全国卷Ⅲ，15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
解析若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，选项A错误；电场线一定与等势面垂直，选项B正确；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，选项C错误；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，故选项D错误。
答案B
3.如图1所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开()

图1
A.此时A带正电，B带负电
B.此时A电势低，B电势高
C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D.先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
解析由于静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，A、B的电势相等，选项A、B错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误。
答案C

电场力做功、电势和电势能
1.判断电场力做功的正负
(1)根据电场力与速度夹角：夹角是锐角，电场力做正功。夹角是钝角，电场力做负功。
(2)根据WAB＝qUAB：由q和UAB的正负，判断WAB的正负。
2.判断电势能的变化
(1)根据电场力做功：电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。
(2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小。
3.判断电势高低
(1)根据电场线：沿电场线的方向电势降低。
(2)根据UAB＝eq\f(WAB,q)：判断UAB正负，确定φA和φB的高低。
【例1】(2019·河南濮阳油田一模)如图2所示，真空中等量正点电荷放置在M、N两点，在MN连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()

图2
A.电荷＋q在c点的电势能大于在a点的电