2014高考物理一轮复习总教案82 电场能的性质 4页

第2课 ‎ 电场能的性质(电势)‎ 一、电势差U （是指两点间的）‎ ①定义：电场中两点间移动检验电荷q（从A→B），电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差，UAB=WAB/q 是标量．UAB的正负只表示两点电势谁高谁低。UAB为正表示A点的电势高于B点的电势。‎ ②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。‎ ③等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB ④在匀强电场中UAB= EdE (dE表示沿电场方向上的距离)[来源:学,科,网]‎ 意义：反映电场本身性质，取决于电场两点，与移动的电荷无关，与零电势的选取无关，‎ 电势差对应静电力做功， 电能其它形式的能。‎ 电动势对应非静电力做功 电能其它形式的能 点评：电势差很类似于重力场中的高度差．物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重量的比值叫做这两点的高度差h＝W/G．‎ 二、电势（是指某点的）描述电场能性质的物理量。‎ 必须先选一个零势点，（具有相对性）相对零势点而言，常选无穷远或大地作为零电势。‎ 正点电荷产生的电场中各点的电势为正，负点电荷产生的电场中各点的电势为负。‎ ①定义：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．‎ ②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.‎ 特点：‎ ⑴ 标量：有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。‎ ⑵ 电场中某点的电势由电场本身因素决定，与检验电荷无关。与零势点的选取有关。‎ ⑶ 沿电场线方向电势降低，逆。。。。。。（但场强不一定减小）。沿E方向电势降得最快。‎ ⑷ 当存在几个场源时，某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。‎ 电势高低的判断方法：1根据电场线的方向判断；2电场力做功判断；3电势能变化判断。‎ 点评：类似于重力场中的高度．某点相对参考面的高度差为该点的高度．‎ 注意：(1) 高度是相对的．与参考面的选取有关，而高度差是绝对的与参考面的选取无关．同样电势是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关．‎ ‎(2) 一般选取无限远处或大地的电势为零．当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值．‎ ‎(3) 电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB,沿电场线方向电势降低.‎ 三、电势能E ‎1概念：由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量，叫电荷的电势能。‎ 电势能具有相对性，与零参考点的选取有关(通常选地面或∞远为电势能零点)‎ 特别指出：电势能实际应用不大，常实际应用的是电势能的变化。‎ 电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。E=q φA→0‎ 四、电场力做功与电势能 ‎1．电势能：电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能．电势能是电荷与所在电场所共有的。‎ ‎2．电势能的变化：电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加．‎ 重力势能变化：重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加．‎ 3. 电场力做功：由电荷的正负和移动的方向去判断(4种情况)功的正负电势能的变化（重点和难点知识）‎ 正、负电荷沿电场方向和逆电场方向的4种情况。（上课时一定要搞清楚的，否则对以后的学习带来困难）‎ 电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程（电势差），做功的数值就是能量转化的多少。‎ W=FSCOS(匀强电场) W=qEd (d为沿场强方向上的距离)‎ W=qU=-△Ep，U为电势差，q为电量．‎ ‎ 重力做功：W＝Gh，h为高度差，G为重量．‎ ‎ 电场力做功跟路径无关，是由初末位置的电势差与电量决定 重力做功跟路径无关，是由初末位置的高度差与重量决定．‎ 四、等势面、线、体 ‎1．电场中电势相等的点所组成的面为等势面．‎ ‎2．特点 ‎(1) 各点电势相等，等势面上任意两点间的电势差为零，‎ 在特势面上移动电荷(不论方式如何,只要起终点在同一等势面上)电场力不做功 电场力做功为零，路径不一定沿等势面运动，但起点、终点一定在同一等势面上。‎ ‎(2) 画法规定：相领等势面间的电势差相等等差等势面的蔬密可表示电场的强弱．‎ ‎(3) 处于静电平衡状态的导体：整个导体是一个等势体，其表面为等势面．E内=0，任两点间UAB=0‎ ‎ ‎ ‎ 越靠近导体表面等势面越密，形状越与导体形状相似，等势面越密电场强度越大，曲率半径越小(越尖)的地方，等势面(电场线)都越密,这就可解释尖端放电现象，如避雷针。‎ ‎(4) 匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大．‎ ‎(5) 等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．‎ ‎(6) 电场线⊥等势面，且由电势高的面指向电势低的面，没电场线方向电势降低。‎ ‎(7) 两个等势面永不相交．‎ 规律方法 1、一组概念的理解与应用 电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理，，它们之间有十分密切的联系，但也有很大区别，解题中一定注意区分，现列表进行比较 ‎（1）电势与电势能比较：‎ 电势φ 电势能ε ‎1‎ 反映电场能的性质的物理量 荷在电场中某点时所具有的电势能 ‎2‎ 电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟点电荷无关 电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的 ‎3‎ 电势差却是指电场中两点间的电势之差，ΔU=φA－φB，取φB=0时，φA=ΔU 电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的电势能之差Δε=εA－εB=W，取εB=0时，εA=Δε ‎4‎ 电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值．某点的电势低于零者，为负值 正点荷（十q）：电势能的正负跟电势的正负相同 负电荷（一q）：电势能的正负限电势的正负相反 ‎5‎ 单位：伏特 单位：焦耳 ‎6‎ 联系：ε=qφ，w=Δε=qΔU ‎（2）电场强度与电势的对比 电场强度E 电势φ ‎1‎ 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质[来源:学。科。网]‎ ‎2[来源:1ZXXK]‎ 电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值·‎ 电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置（零电势点）间的电势差，φ=ε/q，φ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能 E=F/q，E在数值上等于单位正电荷所受的电场力 ‎3‎ 矢量 标量 ‎4‎ 单位：N/C;V/m[来源:1ZXXK]‎ V（1V=1J/C）‎ ‎5‎ 联系：①在匀强电场中UAB=Ed (d为A、B间沿电场线方向的距离）． ②电势沿着电场强度的方向降落 2、 公式E=U/d的理解与应用 ‎(1)公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电势降低最快的方向．‎ ‎(2)公式E=U/d只适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向两点间的距离，或两点所在等势面的范离．‎ ‎(3)对非匀强电场，此公式也可用来定性分析，但非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，那么E越大处，d越小，即等势面越密．‎ 3、 电场力做功与能量的变化应用 ‎ 电场力做功，可与牛顿第二定律，功和能等相综合，解题的思路和步骤与力学中的完全相同，但要注意电场力做功的特点——与路径无关 版权所有：高考资源网(www.k s 5 u.com)‎