1、第2講電場的能的性質電勢能、電勢(考綱要求 )1.電勢能(1)電場力做功的特點：電場力做功與路徑無關，只與 有關(2)電勢能定義：電荷在 中具有的勢能，數值上等于將電荷從該點移到 位置時電場力所做的功電場力做功與電勢能變化的關系：電場力做的功等于 ，即WABEpAEpBEp.2電勢(1)定義：試探電荷在電場中某點具有的 與它的 的比值(2)定義式：.(3)矢標性：電勢是 ，有正負之分，其正(負)表示該點電勢比 (低)(4)相對性：電勢具有 ，同一點的電勢因選取 的不同而不同3等勢面(1)定義：電場中 的各點組成的面(2)四個特點等勢面一定與 垂直在 上移動電荷時電場力不做功電場線方向總是從 的

2、等勢面指向 的等勢面等差等勢面越密的地方電場強度 ，反之 電勢差(考綱要求 )1.定義：電荷在電場中，由一點A移到另一點B時， 與移動電荷的 的比值2定義式：UAB.3電勢差與電勢的關系：UAB ，UABUBA.4影響因素：電勢差UAB由電場本身的性質決定，與移動的電荷q及電場力做的功WAB ，與零電勢點的選取 勻強電場中電勢差與電場強度的關系1電勢差與電場強度的關系：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿 方向的距離的乘積即UEd，也可以寫作E.2公式UEd的適用范圍：勻強電場.基 礎 自 測1(多選)如圖621所示，a、b為某電場線上的兩點，那么以下結論正確的是()A把正電荷從a移

3、到b，電場力做正功，電荷的電勢能減小B把負電荷從a移到b，電場力做負功，電荷的電勢能增加C把負電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能增加D不論正電荷還是負電荷，從a到b電勢能都逐漸降低2(多選)關于電勢差的計算公式，下列說法正確的是()A電勢差的公式UAB說明兩點間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比，與移動電荷的電荷量q成反比B把正電荷從A點移到B點電場力做正功，則有UAB>0C電勢差的公式UAB中，UAB與移動電荷的電荷量q無關D電場中A、B兩點間的電勢差UAB等于把正電荷q從A點移動到B點時電場力所做的功3(單選)在靜電場中，下列說法正確的是()A電場強度處處為零的區域內，電

4、勢一定也處處為零B電場強度處處相同的區域內，電勢一定也處處相同C電場強度的方向總是跟等勢面垂直D電勢降低的方向就是電場強度的方向4(2013·廣東四校聯考)(多選)某電場的電場線分布如圖所示，將一電荷量q2×109C的試探電荷由電場中的a點移到b點，電荷克服電場力做功為4×108J，下列說法正確的是()Aa點的場強大于b點的場強B試探電荷帶正電Ca點電勢高于b點電勢Da，b兩點間的電勢差為20 V5(單選)如圖623所示是某電場中的一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點間距離均為2 cm，A和P點間的距離為1.5 cm，則該電場的場強E和P點的電勢P分別為()A50

5、0 V/m，2.5 VB. V/m，2.5 VC500 V/m,2.5 VD. V/m,2.5 V熱點一根據粒子的運動軌跡、電場線(等勢面)進行相關問題的判定1電勢高低常用的兩種判斷方法(1)依據電場線的方向沿電場線方向電勢逐漸降低(2)依據UABUAB>0，A>B，UAB<0，A<B.2電勢能增、減的判斷方法(1)做功判斷法電場力做正功，電勢能減小；電場力做負功，電勢能增加(2)公式法由Epqp，將q、p的大小、正負號一起代入公式，Ep的正值越大電勢能越大，Ep的負值越小，電勢能越大(3)能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉化，動能增加，電

6、勢能減小，反之，電勢能增加(4)電荷電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢低的地方電勢能大【典例1】(2013·寧夏銀川第四次考試)如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相同，實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區域的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，由此可知()A三個等勢面中，c等勢面電勢最高B帶電質點通過P點時電勢能較大C帶電質點通過Q點時動能較大D帶電質點通過P點時加速度較大反思總結這類問題一般綜合性較強，運用“牛頓運動定律、功和能”的知識分析(1)“運動與力兩線法”畫出“速度線”(運動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置

7、電場線的切線方向，指向軌跡的凹側)從二者的夾角情況來分析電荷做曲線運動的情況(2)“三不知時要假設”電荷的正負、場強的方向或等勢面電勢的高低、電荷運動的方向，是題目中相互制約的三個方面 .若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知(三不知)，則要用“假設法”分別討論各種情況有時各種情景的討論結果是歸一的【跟蹤短訓】1(2013·重慶卷，3)如圖所示，高速運動的粒子被位于O點的重原子核散射，實線表示粒子運動的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點，N點離核最近，Q點比M點離核更遠，則()A粒子在M點的速率比在Q點的大B三點中，粒子在N點的電勢能最大C在重核產生的電場中，M點的

8、電勢比Q點的低D粒子從M點運動到Q點，電場力對它做的總功為負功2如圖所示，在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點，且DEEF.K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面一不計重力的帶負電粒子，從a點射入電場，運動軌跡如圖中實線所示，以|Wab|表示該粒子從a點到b點電場力做功的數值，以|Wbc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數值，則()A|Wab|Wbc|B|Wab|<|Wbc|C粒子由a點到b點，動能減少Da點的電勢較b點的電勢低3真空中某處，在x軸上關于O點對稱的A、B兩點有著等量異種點電荷Q和Q，兩點電荷形成的電場中分布著C、D、E三點(如圖所示)，其中OCOD，BEBD，則下

9、列判斷正確的是()A比較電場強度的大小有EC<EDB比較電勢高低有C>DC將同一正點電荷從O點移到D點電場力所做的功大于從O點移到E點電場力所做的功D將同一正點電荷從O點移到D點電場力所做的功小于從O點移到E點電場力所做的功4(2013·江蘇卷，6)(多選)將一電荷量為Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場線分布如圖所示，金屬球表面的電勢處處相等a、b為電場中的兩點，則()Aa點的電場強度比b點的大Ba點的電勢比b點的高C檢驗電荷q在a點的電勢能比在b點的大D將檢驗電荷q從a點移到b點的過程中，電場力做負功5(單選)圖中的虛線a、b、c、d表示勻強電場中的4個等勢面

10、兩個帶電粒子M、N(重力忽略不計)以平行于等勢面的初速度射入電場，運動軌跡分別如圖6214中MPN和NQM所示已知M是帶正電的粒子則下列說法中正確的是()AN一定也帶正電Ba點的電勢高于b點的電勢，a點的場強大于b點的場強C. 帶電粒子N的動能減小、電勢能增大D帶電粒子N的動能增大、電勢能減小熱點二電場力做功與電場中的功能關系1求電場力做功的幾種方法(1)由公式WFlcos 計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為WEqlcos .(2)由WABqUAB計算，此公式適用于任何電場(3)由電勢能的變化計算：WABEpAEpB.(4)由動能定理計算：W電場力W其他力Ek.2電場中的功能關系(1)若只

11、有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變(3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化(4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化【典例2】 (2013·天津卷，6)兩個帶等量正電的點電荷，固定在圖中P、Q兩點，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點，A為MN上的一點一帶負電的試探電荷q，從A點由靜止釋放，只在靜電力作用下運動，取無限遠處的電勢為零，則()Aq由A向O的運動是勻加速直線運動Bq由A向O運動的過程電勢能逐漸減小Cq運動到O點時的動能最大Dq運動到O點時的電勢能為零反思總結處理電場中能量問

12、題的基本方法在解決電場中的能量問題時常用到的基本規律有動能定理、能量守恒定律，有時也會用到功能關系(1)應用動能定理解決問題需研究合外力的功(或總功)(2)應用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉化(3)應用功能關系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應關系(4)有電場力做功的過程機械能不一定守恒，但機械能與電勢能的總和可以守恒【跟蹤短訓】4質量為m的帶正電小球由空中A點無初速自由下落，在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場，再經過t秒小球又回到A點不計空氣阻力且小球從未落地，則()A整個過程中小球電勢能變化了mg2t2B整個過程中小球速度增量的大小為2gtC從

13、加電場開始到小球運動到最低點時小球動能變化了mg2t2D從A點到最低點小球重力勢能變化了mg2t25在光滑的絕緣水平面上，有一個正方形abcd，頂點a、c處分別固定一個正點電荷，電荷量相等，如圖629所示若將一個帶負電的粒子置于b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復運動粒子從b點運動到d點的過程中()A先做勻加速運動，后做勻減速運動B先從高電勢到低電勢，后從低電勢到高電勢C電勢能與機械能之和先增大，后減小D電勢能先減小，后增大思想方法9.公式E的拓展及應用技巧1勻強電場中場強與電勢差的關系在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積，用公式UEd表示，場強在數值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差，電勢降落最快的方向為電場強度的方向2應用“一式二結論”巧解電場強度與電勢差相關的問題(1)“一式”E，其中d是沿電場強度方向上的距離(2)“二結論”結論1勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢C，如圖6210所示圖6210圖6211結論2勻強電場中若兩線段ABCD，且ABCD，則UABUCD(或ABCD)，如圖6211所示【典例】 (2012·安徽卷，18)如圖6212所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點O處的電勢為0 V，點A處的電勢為6 V，點B處