電勢能電勢電勢差

1、第三課時 電勢能 電勢 電勢差考點剖析【教學(xué)要求】1了解電場力做功特點，了解電勢、電勢差、電勢能的概念以及它們之間的關(guān)系。2知道電場力做功與電勢能改變間的關(guān)系，知道電勢能的相對性。3了解等勢面的概念，了解幾種典型電場等勢面分布，知道電場線與等勢面之間的關(guān)系?！局R再現(xiàn)】一、電勢差UAB1定義：電荷在電場中，由一點A移動到另一點B時， 所做的功與電荷量的比值WABq，叫做A、B兩點間的電勢差，用UAB表示2定義式：UAB 3單位： ，1 V1 JC4矢標(biāo)性： ，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢的高低二、電勢1定義：電勢是某點與標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢差在數(shù)值上等于把 從某點移到 (零電勢點)時電場力所做的功2定義式

2、：UAO 3單位： 4矢標(biāo)性： ，但有正負(fù)電勢的正負(fù)表示該點電勢比零勢點高還是低三、電勢能1電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能量叫電荷的電勢能2單位： (J)矢標(biāo)性； 3電場力做功與電勢能的關(guān)系：電場力對電荷做正功，電荷的電勢能 ，做功量等于 ；電場對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能 ，做功量等于 即W電一E(類比于WG一EP)四、等勢面1定義：電場中 的點構(gòu)成的面叫做等勢面2等勢面的特點等勢面一定跟電場線 ；電場線總是從 的等勢面指向 的等勢面；任意兩等勢面都不會相交；電荷在同一等勢面上移動，電場力做的功為 ；電場強(qiáng)度較大的地方，等差的等勢面較密五、勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和等勢面的關(guān)系 在勻強(qiáng)電場中，沿著

3、場強(qiáng)方向的兩點間的電勢差等于 跟這兩點間距離的乘積，即UEd，也可理解為：在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向上單位長度的電勢降落，即EU/d。重點突破知識點一電場力做功與電勢能在電場中移動電荷，電場力對電荷做功與電荷通過的路徑無關(guān)，所以只要抓住起始點與終了點間的幾何關(guān)系或電勢關(guān)系。但要搞清楚其電勢能的變化，必須看電場力做功情況?！緫?yīng)用1】(徐州08摸底)如圖所示，A、B是一條電場線上的兩點，若在A點釋放一初速為零的電子，電子僅受電場力作用，沿電場線從A運(yùn)動到B則( )A電場強(qiáng)度的方向向左BA點場強(qiáng)一定大于B點場強(qiáng) C電場力做負(fù)功  D電勢能增加 導(dǎo)示: 由于電子的

4、初速度為零，并且僅在電場力的作用下向B運(yùn)動，所電場力由A向B，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷電場力方向相反，電場強(qiáng)度向左，A對。只根據(jù)一條電場線不能判斷電場強(qiáng)度關(guān)系，B錯。電子自發(fā)由靜止開始運(yùn)動，電場力做正功，電勢能減少，CD錯。故選A。一條電場線周圍的電場強(qiáng)度變化可能出現(xiàn)多種情況，如從A向B，可能是勻強(qiáng)電場、逐漸增大、逐漸減小、先增后減、先減后增等。知識點二電勢與等勢面電勢是相對的，我們把電勢相等的點構(gòu)成的面稱等勢面，一般地相鄰等勢面間的電勢差相等【應(yīng)用2】(鎮(zhèn)江市08調(diào)查)如圖所示，虛線 a 、 b 、 c 代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc,實線為一帶正電的質(zhì)點僅在電

5、場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡， P 、 Q 是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知 （ ）A三個等勢面中， a 的電勢最高B帶電質(zhì)點通過P點時的電勢能較大 C帶電質(zhì)點通過P點時的動能較人 D帶電質(zhì)點通過P點時的加速度較大導(dǎo)示: 帶正電的粒子“僅在電場力的作用下”是本題的關(guān)鍵由此可以判斷出電場力的方向，電場力方向垂直于等勢面并指向軌跡曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，如圖所示，而該點電場方向與此力的方向一致。電場線的指向就是電勢由高指向低的方向，所以c點電勢最高，A錯，等勢線密處電場強(qiáng)，D對，若粒子從P到Q，電場力做正功動能增大，電勢能減少，B對D錯。故選BD。電場中電勢高低的判斷方法：順著電場線方向電勢降低、電場力對

6、正電荷做功電勢降低（負(fù)電荷反之）、正電荷在電勢能高處電勢高（負(fù)電荷反之）、越靠近正電荷電勢越高（負(fù)電荷反之）。知識點三電場力做功與電勢差電勢差的定義式為：UAB=WAB/q，求解它們間關(guān)系時應(yīng)注意公式中角標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，同時還要注意電荷的正負(fù)性質(zhì)?！緫?yīng)用2】如圖,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中正方形的四個頂點。已知A、B、C三點的電勢分別為15V，3 V，3 V。由此可得D點電勢 V。導(dǎo)示:利用場強(qiáng)與等勢面的關(guān)系來解決。設(shè)ABL，因為15V，3 V，則UAB12 V。所以在AB延長線上距B為L/2的P處的電勢為一3V，連接P、C得到等勢線，即可作出電場線如圖所示。過D點作DMCP，則DM為等勢線，易

7、得9 V。該類題目的基本解法是：尋找等勢點，用等勢線，確定場強(qiáng)大小和方向，再求未知量。方法探究類型一場強(qiáng)、電勢、電勢能的比較【例1】(2006江西模擬)如圖所示的電場線，可判定( )A該電場一定是勻強(qiáng)電場BA點的電勢一定低于B點電勢C負(fù)電荷放在B點的電勢能比A點的電勢能大D負(fù)電荷放在B點所受電場力方向向右導(dǎo)示:由圖知，該電場線為直線，在我們常接觸的電場中，勻強(qiáng)電場的電場線是直線，但點電荷的電場線也是直線，故也可能是正電荷放在左端或負(fù)電荷放在右端時產(chǎn)生電場的電場線，另外也可能是正負(fù)電荷之間的一條電場線，故A錯。電勢的高低可據(jù)電場線由高電勢指向低電勢判斷，則>，故B錯。由于>故正電荷在

8、A點的電勢能大，而負(fù)電荷在B點的電勢能大，因此C正確，也可假設(shè)負(fù)電荷由A移到B，則該過程中電場力向左與運(yùn)動方向相反故電場力做負(fù)功，電勢能增加。負(fù)電荷在電場中所受電場力的方向與該點場強(qiáng)的方向相反。故D錯。 此題主要考查場強(qiáng)大小和電勢高低的判斷方法及如何比較電荷在電場中不同點電勢能的大小。易錯之處在于混淆場強(qiáng)和電勢兩個概念，認(rèn)為 沿電場線方向場強(qiáng)也越來越小，也有同學(xué)認(rèn)為只要電場 線為直線，該區(qū)域的電場就是勻強(qiáng)電場。解答這類題目的方法是清楚各量大小的判斷方法，場強(qiáng)是根據(jù)電場線的疏密判斷，電勢是根據(jù)沿電場線方向電勢越來越低判斷，而電勢能則是根據(jù)在兩點間 移動電荷時電場力的做功情況判斷。類型二涉及電場力

9、做功的力電綜合問題涉及電場力做功的力學(xué)問題，應(yīng)注重對物體的受力分析與運(yùn)動過程分析，針對物體運(yùn)動特點尋找解題的規(guī)律與思路。用到的規(guī)律有：牛頓定律、動能定理、運(yùn)動學(xué)規(guī)律等?！纠?】一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，用長為L的絕緣線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，開始時把懸線拉到水平，小球在位置A點。然后將小球由靜止釋放，球沿弧線下擺到=60°的B點時小球速度恰好為零.試求：勻強(qiáng)電場場強(qiáng).導(dǎo)示:由于小球受到的電場力與重力均為恒力，而絕緣線對小球的作用力對小球不做功，則可對A到B應(yīng)用動能定理解題： 解得： 此題為單擺在電場中的模型，擺球在AOB的平分線方向上稱為平衡位置，而用重力與電場力的合力可求

10、出此電擺的等效重力加速度。成功體驗1(07廣東佛山)空氣中的負(fù)離子對人的健康極為有益。人工產(chǎn)生負(fù)氧離子的方法最常見的是電暈放電法。如圖所示，排針狀負(fù)極和環(huán)形正極之間加上直流高壓電，電壓在5000 V左右，使空氣發(fā)生電離，從而產(chǎn)生負(fù)氧離子，使空氣凈化，針狀負(fù)極與環(huán)形正極間距離為5 mm，且可視為勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，電場對負(fù)氧離子的作用力為F，則( )AE=103N/C，F(xiàn)=1.6×10-16NBE=106N/C，F(xiàn)=1.6×10-16NCE=103N/C，F(xiàn)=1.6×10-13NDE=106N/C，F(xiàn)=1.6×10-13N2(07濰坊檢測)如圖所示，三

11、條虛線表示某電場中的三個等勢面，其電勢分別為1l0 V，230V，一個帶電粒子只受電場力作用按圖中實線軌跡從A點電運(yùn)動到B點，則 ( )A粒子帶負(fù)電B粒子在A點的速度大于B點的速度C粒子在A點的加速度大于在B點的加速度D粒子在A點的電勢能大于在B點的電勢能3（07青島模擬)如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，根不可伸長的絕緣細(xì)繩端系著一個帶電小球，另一端固定于O點，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，最高點為a，最低點為b。不計空氣阻力，則( )A小球帶負(fù)電B電場力跟重力平衡C小球在從a點運(yùn)動到b點的過程中，電勢能減小D小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒4如圖所示，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動。若小球經(jīng)A點時速度vA的方向恰與電場垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，則速度vA 。當(dāng)小球運(yùn)動到與A點對稱的B點時，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力NB 。5(2007江蘇科研)一長為L的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、帶電