第2讲 电场能的性质 讲义.doc

第2讲电场能的性质见学生用书P106微知识1电场力做功与电势能1．静电力做功(1)特点：静电力做功与路径无关只与初末位置有关。(2)计算方法①W＝qEd只适用于匀强电场其中d为沿电场方向的距离。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静电力所做的功。(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。微知识2电势和等势面1．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。(2)定义式：φ＝eq\f(Epq)。(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。3．几种常见的典型电场的等势面比较微知识3电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差(1)定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值。(2)定义式：UAB＝eq\f(WABq)。(3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φBUAB＝－UBA。(4)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。2．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与场强的关系式：U＝Ed其中d为电场中A、B两点间沿电场线方向的距离。(2)电场强度的方向和大小电场中场强方向是指电势降落最快的方向。在匀强电场中场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。一、思维辨析(判断正误正确的画“√”错误的画“×”。)1．电场力做功与重力做功相似均与路径无关。(√)2．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×)3．电势降低的方向是电场强度的方向。(×)4．电场线与等势面在相交处垂直。(√)5．带电粒子只在电场力作用下一定从电势高的地方向电势低的地方运动。(×)二、对点微练1．(电势和电势差)如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小B为线段AC的中点则下列说法正确的是()A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C．电势差UAB＝UBCD．电势φA<φB<φC解析该电场为负点电荷电场电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小它具有的电势能越来越大选项B正确；由于电场为非匀强电场电势差UAB<UBC选项C错误；电势φA>φB>φC选项D错误。答案B2.(电场力做功与电势能变化的关系)如图所示为某静电场等势面的分布电荷量为1.6×10－9C的正电荷从A经B、C到达D点。从A到D电场力对电荷做的功为()A．4.8×10－8JB．－4.8×10－8JC．8.0×10－8JD．－8.0×10－8J解析电场力做功与路径无关WAD＝qUAD＝q(φA－φD)＝－4.8×10－8JB项正确。答案B3.(场强与电势差的关系)如图所示在某电场中画出了三条电场线C点是A、B连线的中点。已知A点的电势φA＝30VB点的电势φB＝－10V则C点的电势()A．φC＝10VB．φC＞10VC．φC＜10VD．上述选项都不正确解析由于A、C之间的电场线比C、B之间的电场线密相等距离之间的电势差大所以φC＜10VC项正确。答案C4．(等势面)将两金属球P、Q固定让球P带上正电后形成稳定的电场如图所示已知实线为电场线虚线为等势面其中A、B、C、D为静电场中的四点则()A．C、D两点的电场强度相同电势相等B．A、B两点的电势相同电场强度不同C．将电子从A点移至B点电场力做负功D．将电子从A点移至D点电势能增大解析C、D两点在同一等势面上电势相等但场强方向不同故电场强度不相同则A项错误；A、B两点不在同一等势面上电势不相同场强方向相反电场强度不同故B项错误；由题图可知从A点移至B点电势降低故将电子从A点移至B点电场力做负功则C项正确；A点、D点在同一等势面上故将电子从A点移至D点电场力不做功电势能不变故D项错误。答案C见学生用书P107微考点1电势高低及电势能大小的比较核|心|微|讲1．电势高低的判断方法(1)沿电场线方向电势越来越低。(2)判断出UAB的正负再由UAB＝φA－φB比较φA、φB的大小若UAB>0则