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2022版高考物理一轮复习第7章静电场第2节电场能的性质教案
2022版高考物理一轮复习第7章静电场第2节电场能的性质教案

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2022版高考物理一轮复习第7章静电场第2节电场能的性质教案

2022版高考物理一轮复习第7章静电场第2节电场能的性质教案

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第2节电场能的性质

一、静电力做功和电势能
1．静电力做功
(1)特点：静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。
(2)计算方法
①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为带电体在沿电场方向的位移。
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，称为电势能。
(2)说明：电势能具有相对性，通常把无穷远处或大地的电势能规定为零。
3．静电力做功与电势能变化的关系
(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB。
(2)通过WAB＝EpA－EpB可知：静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少。
(3)电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。
二、电势等势面
1．电势
(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
(2)定义式：φ＝eq\f(Ep,q)。
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，正(负)号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：电场中电势相同的各点构成的面。
(2)四个特点：
①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
④任意两个等势面都不相交。
三、电势差
1．定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力所做的功WAB与移动电荷的电荷量q的比值。
2．定义式：UAB＝eq\f(WAB,q)。
3．影响因素
电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。
4．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。
5．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：UAB＝E·d，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。
(2)电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向电势降低最快的方向；在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的电势。
四、静电感应和静电平衡
1．静电感应
当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、负电荷，“近端”出现与施感电荷异种的感应电荷，“远端”出现与施感电荷同种的感应电荷。这种现象叫静电感应。
2．静电平衡
(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体处于静电平衡状态。
(2)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。

一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
1．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。 (×)
2．沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。 (×)
3．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。 (×)
4．A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。 (×)
5．等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。 (√)
6．电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。 (×)
二、走进教材
1．(人教版选修3－1P22T3改编)(多选)某电场的电场线和等势面如图所示，下列说法正确的是()

A．B点的电势高于A点的电势
B．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少
C．负电荷从B移到A时，静电力做负功
D．UAB＝UBA
[答案]ABC
2．(人教版选修3－1P23思考讨论改编)如图所示，在E＝500V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于()

A．5V B．10V
C．－5V D．－10V
[答案]C
3．(人教版选修3－1P20T7改编)电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。一电子仅在电场力作用下