電場能的性質(zhì)描述課件

1、第二節(jié)電場的能的性質(zhì)第二節(jié)電場的能的性質(zhì)一、電場力做功與電勢能一、電場力做功與電勢能1電場力做功電場力做功(1)特點(diǎn)：電場力做功與電荷移動(dòng)的特點(diǎn)：電場力做功與電荷移動(dòng)的 無關(guān)，只取決于電荷無關(guān)，只取決于電荷 的初、末位置的的初、末位置的 和被移動(dòng)電荷的和被移動(dòng)電荷的 (2)公式：公式：WAB .(3)在勻強(qiáng)電場中，電場力做的功在勻強(qiáng)電場中，電場力做的功WqEd，其中，其中d為沿為沿 的位的位移移路徑路徑電荷量電荷量qUAB電勢差電勢差2電勢能電勢能(1)概念：電荷在電場中所具有的與電荷概念：電荷在電場中所具有的與電荷 有關(guān)的勢能有關(guān)的勢能(2)相對性：電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能，等于電場力相

2、對性：電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能，等于電場力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到把它從該點(diǎn)移動(dòng)到 位置時(shí)所做的功，即電勢能是位置時(shí)所做的功，即電勢能是相對的通常把電荷在離場源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)相對的通常把電荷在離場源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零(3)物理意義：表征電荷在電場中物理意義：表征電荷在電場中 本領(lǐng)大小的物理量本領(lǐng)大小的物理量位置位置零勢能零勢能做功做功3電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做功與電勢能變化的關(guān)系(1)電場力做的功等于電勢能的電場力做的功等于電勢能的 量用公式表示是量用公式表示是: WAB EpAEpB.

3、減少減少自主檢測自主檢測1下列說法中錯(cuò)誤的是下列說法中錯(cuò)誤的是A重力做功與路徑無關(guān)，與移動(dòng)物體的初末位置的重力做功與路徑無關(guān)，與移動(dòng)物體的初末位置的豎直高度差有關(guān)，即豎直高度差有關(guān)，即WABmghABB電場力做功與路徑無關(guān)，與移動(dòng)電荷的初末位置電場力做功與路徑無關(guān)，與移動(dòng)電荷的初末位置的電勢差有關(guān)，即的電勢差有關(guān)，即WABqUABC重力對物體做正功，其重力勢能減少，做負(fù)功，重力對物體做正功，其重力勢能減少，做負(fù)功，則重力勢能增加則重力勢能增加D電場力對正電荷做正功，正電荷電勢能減少，對電場力對正電荷做正功，正電荷電勢能減少，對負(fù)電花荷做正功，負(fù)電荷電勢能增加負(fù)電花荷做正功，負(fù)電荷電勢能增加答案

4、答案D 二、電勢和等勢面二、電勢和等勢面1電勢電勢(1)定義：電荷在電場中某點(diǎn)具有的定義：電荷在電場中某點(diǎn)具有的 與它的與它的 的的 比值叫做這一點(diǎn)的電勢比值叫做這一點(diǎn)的電勢(2)定義式：定義式： .(3)矢標(biāo)性：電勢是矢標(biāo)性：電勢是 量，其大小有正負(fù)之分，其正量，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù)負(fù))表示表示 該點(diǎn)電勢比該點(diǎn)電勢比 高高(或低或低)(4)相對性：電勢具有相對性：電勢具有 ，同一點(diǎn)的電勢因，同一點(diǎn)的電勢因 的的 選取的不同而不同選取的不同而不同電勢能電勢能電荷量電荷量標(biāo)標(biāo)電勢零點(diǎn)電勢零點(diǎn)相對性相對性電勢零點(diǎn)電勢零點(diǎn)2等勢面等勢面(1)定義：電場中定義：電場中 的各點(diǎn)構(gòu)成的面的各點(diǎn)構(gòu)成的

5、面(2)特點(diǎn)特點(diǎn) 等勢面一定與電場線等勢面一定與電場線 ，即跟場強(qiáng)的方向，即跟場強(qiáng)的方向 在在 上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功 電場線總是從電場線總是從 的等勢面指向的等勢面指向 的等勢面的等勢面 等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度 ，反之，反之 電勢相同電勢相同垂直垂直垂直垂直等勢面等勢面電勢高電勢高電勢低電勢低越大越大越小越小自主檢測自主檢測2(2011上海單科上海單科)電場線分布如圖電場線分布如圖621所示，電所示，電場中場中a，b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為Ea和和Eb，電勢分別為，電勢分別為a和和b，則，則 AEaEb，ab

6、BEaEb，abCEaEb，abDEaEb，ab 答案C 1電勢高低的四種判斷方法電勢高低的四種判斷方法 考點(diǎn)一：考點(diǎn)一：電勢高低及電勢能大小的判斷電勢高低及電勢能大小的判斷依據(jù)場源電荷的正負(fù)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低依據(jù)電勢能的大小正電荷在電勢較高處電勢能大，負(fù)電荷在電荷較低處電勢能大2.電勢能大小的四種判斷方法電勢能大小的四種判斷方法 判斷角度判斷方法做功判斷法電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功；電勢能增加電荷電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大公式法由Epqp，將q、p的大小、正負(fù)

7、號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大，電勢能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢能越大能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢能減小，反之，電勢能增加例例1 (2012福建福建)如圖如圖623所示，在點(diǎn)電荷所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生產(chǎn)生的電場中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷的電場中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，若將兩點(diǎn)，虛線為等勢線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是列說法正確的是 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1(

8、2010山東理綜山東理綜)某電場的電場線分布如圖某電場的電場線分布如圖624所示，以下說法正確的是所示，以下說法正確的是 Ac點(diǎn)電場強(qiáng)度大于點(diǎn)電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場強(qiáng)度點(diǎn)電場強(qiáng)度Ba點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢C若將一試探電荷若將一試探電荷q由由a點(diǎn)釋放，它點(diǎn)釋放，它將沿電場線運(yùn)動(dòng)到將沿電場線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)點(diǎn)D若在若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷Q，將一，將一試探電荷試探電荷q由由a移至移至b的過程中，電勢的過程中，電勢能減小能減小答案BD三、電勢差三、電勢差1定義：定義：電場中兩點(diǎn)間電場中兩點(diǎn)間 電勢的差值電勢的差值2表達(dá)式：表達(dá)式：UAB .AB3意義：意義：A、B兩點(diǎn)的電勢差在數(shù)值

9、上等于從兩點(diǎn)的電勢差在數(shù)值上等于從A到到B移動(dòng)單移動(dòng)單 位正電荷電場力所做的功位正電荷電場力所做的功4影響因素：影響因素：電勢差電勢差UAB與電場力做功與電場力做功WAB無關(guān)，與電荷無關(guān)，與電荷所帶電荷量所帶電荷量q無關(guān)它是由無關(guān)它是由 決定的，與決定的，與初、末位置有關(guān)，與電勢零點(diǎn)的選取無關(guān)初、末位置有關(guān)，與電勢零點(diǎn)的選取無關(guān)電場本身的性質(zhì)電場本身的性質(zhì)自主檢測自主檢測3將一個(gè)電荷量為將一個(gè)電荷量為2109 C的點(diǎn)電荷從電場中的的點(diǎn)電荷從電場中的N點(diǎn)移到點(diǎn)移到M點(diǎn)，需克服電場力做功點(diǎn)，需克服電場力做功14109 J，則，則A兩點(diǎn)間的電勢差為兩點(diǎn)間的電勢差為7 VBN點(diǎn)的電勢高點(diǎn)的電勢高CM點(diǎn)

10、的電勢高點(diǎn)的電勢高D因不知電場線的方向，無法判斷哪點(diǎn)電勢高因不知電場線的方向，無法判斷哪點(diǎn)電勢高 考點(diǎn)解讀考點(diǎn)解讀考點(diǎn)二：考點(diǎn)二：電場力做功及電勢差的計(jì)算電場力做功及電勢差的計(jì)算例例2 如圖如圖625所示，勻強(qiáng)電場中三點(diǎn)所示，勻強(qiáng)電場中三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，ABCCAB30，已知，已知電場線平行于電場線平行于ABC所在的平面，一個(gè)帶電荷量所在的平面，一個(gè)帶電荷量q2106 C的點(diǎn)電荷由的點(diǎn)電荷由A移到移到B的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加1.2105 J，由，由B移到移到C的過程中電場力做功的過程中電場力做功6106 J，下列說法，下列說法正確的

11、是正確的是 AB、C兩點(diǎn)的電勢差兩點(diǎn)的電勢差UBC3 VBA點(diǎn)的電勢低于點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢點(diǎn)的電勢C負(fù)電荷由負(fù)電荷由C移到移到A的過程中，電勢的過程中，電勢能增加能增加DAB中點(diǎn)的電勢與中點(diǎn)的電勢與C點(diǎn)的電勢相等點(diǎn)的電勢相等 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2如圖如圖626所示，所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電為勻強(qiáng)電場中一個(gè)邊長為場中一個(gè)邊長為10 cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，A、B、C三三點(diǎn)電勢分別為點(diǎn)電勢分別為1 V、2 V、3 V，正六邊形所在平面與電場線，正六邊形所在平面與電場線平行下列說法錯(cuò)誤的是平行下列說法錯(cuò)誤的是 A通過通過CD和和AF的直線應(yīng)為電場中的兩條的直線應(yīng)

12、為電場中的兩條等勢線等勢線B勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為10 V/mC勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向?yàn)橛蓜驈?qiáng)電場的場強(qiáng)方向?yàn)橛蒀指向指向AD將一個(gè)電子由將一個(gè)電子由E點(diǎn)移到點(diǎn)移到D點(diǎn)，電子的電點(diǎn)，電子的電勢能將減少勢能將減少1.61019 J 考點(diǎn)解讀考點(diǎn)解讀功能關(guān)系功能關(guān)系1若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變；若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變；2若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動(dòng)能之和保持不變；動(dòng)能之和保持不變；3除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化；械能的變化；4

13、所有力對物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化所有力對物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化 考點(diǎn)三：考點(diǎn)三：運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系求解電場中的有關(guān)問題運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系求解電場中的有關(guān)問題 四、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系四、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式： ，其中，其中d為勻強(qiáng)電場為勻強(qiáng)電場 中兩點(diǎn)間中兩點(diǎn)間 的距離的距離2電場強(qiáng)度的方向和大小電場強(qiáng)度的方向和大小電場中，電場強(qiáng)度的方向是指電場中，電場強(qiáng)度的方向是指 最快的方向在最快的方向在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿 方向每單位方向每單位距離上降低的電勢

14、距離上降低的電勢UEd沿電場線方向沿電場線方向電勢降低電勢降低電場電場自主檢測自主檢測4(2012安徽理綜安徽理綜)如圖如圖622所示，在平所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場，其中坐標(biāo)原點(diǎn)電場，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為處的電勢為0 V，點(diǎn)，點(diǎn)A處的處的電勢為電勢為6 V，B處的電勢為處的電勢為3 V，則電場強(qiáng)度的大小，則電場強(qiáng)度的大小為為 電勢、電勢能具有相對性，要確定電場中某點(diǎn)的電電勢、電勢能具有相對性，要確定電場中某點(diǎn)的電勢或電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能，必須選取電勢零勢或電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能，必須選取電勢零點(diǎn)，但電勢

15、能的變化和電勢差具有絕對性，與電勢零點(diǎn)點(diǎn)，但電勢能的變化和電勢差具有絕對性，與電勢零點(diǎn)的選取無關(guān)的選取無關(guān)考點(diǎn)解讀考點(diǎn)解讀功能關(guān)系功能關(guān)系1若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變；若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變；2若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動(dòng)能之和保持不變；動(dòng)能之和保持不變；3除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化；械能的變化；4所有力對物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化所有力對物體所做的功，等于物體動(dòng)能的變化 考點(diǎn)三：考點(diǎn)三：運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系求解電場中的有關(guān)問題

16、運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系求解電場中的有關(guān)問題 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3(2013張家口模擬張家口模擬)如圖如圖628所示，一個(gè)電荷量所示，一個(gè)電荷量為為Q的點(diǎn)電荷甲，固定在絕緣水平面上的的點(diǎn)電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點(diǎn)另一個(gè)電點(diǎn)另一個(gè)電荷量為荷量為q及質(zhì)量為及質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙，從的點(diǎn)電荷乙，從A點(diǎn)以初速度點(diǎn)以初速度v0沿它沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，到們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)的速度減小到最小為點(diǎn)時(shí)的速度減小到最小為v.已知點(diǎn)已知點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，A、B間距離為間距離為L0及靜及靜電力常量為電力常量為k，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是 (2013江蘇省四

17、市第二次調(diào)研江蘇省四市第二次調(diào)研)如圖如圖6210所示，實(shí)所示，實(shí)線為電視機(jī)顯像管主聚焦電場中的等勢面線為電視機(jī)顯像管主聚焦電場中的等勢面a、b、c、d為為圓上的四個(gè)點(diǎn)，則下列說法中正確的是圓上的四個(gè)點(diǎn)，則下列說法中正確的是 押題點(diǎn)押題點(diǎn)1 1：電場能性質(zhì)的考查電場能性質(zhì)的考查Aa、b、c、d四點(diǎn)電勢不等，但四點(diǎn)電勢不等，但電場強(qiáng)度相同電場強(qiáng)度相同B一電子從一電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場點(diǎn)，電場力做的功為力做的功為0.6 eVC若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場區(qū)域，將做加速度先增加越電場區(qū)域，將做加速度先增加后減小的加速直線運(yùn)動(dòng)后減小的加速直線運(yùn)動(dòng)D一束電子從左

18、側(cè)平行于中心軸一束電子從左側(cè)平行于中心軸線進(jìn)入電場區(qū)域，將會(huì)從右側(cè)平線進(jìn)入電場區(qū)域，將會(huì)從右側(cè)平行于中心軸線穿出行于中心軸線穿出 答案BC一個(gè)一個(gè)3/4圓弧形的光滑細(xì)圓環(huán)軌道圓弧形的光滑細(xì)圓環(huán)軌道ABC水平放置，此軌水平放置，此軌道固定在光滑的水平面上軌道半徑為道固定在光滑的水平面上軌道半徑為R，C、O、B在一條在一條直線上，如圖直線上，如圖6211所示圓心所示圓心O與與A、D在同一條直線在同一條直線上，上，MN是放在是放在AD上長為上長為2R的木板，木板的厚度不計(jì)，左的木板，木板的厚度不計(jì)，左端端M正好位于正好位于A點(diǎn)整個(gè)裝置處于垂直點(diǎn)整個(gè)裝置處于垂直AD方向的勻強(qiáng)電場方向的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為中，電場強(qiáng)度大小為E.將一個(gè)質(zhì)量為將一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為，帶電荷量為q的的小球小球(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))從過從過A點(diǎn)并垂直于點(diǎn)并垂直于AD的直線上的某點(diǎn)的直線上的某點(diǎn)P由由靜止開始釋放，則：靜止開始釋放，則： 押題點(diǎn)押題點(diǎn)2 2：用功能觀點(diǎn)分析帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)用功能觀點(diǎn)分析帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)(1)若小球由圓弧軌道經(jīng)若小球由圓