1、第二節電場的能的性質第二節電場的能的性質一、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：電場力做功與電荷移動的特點：電場力做功與電荷移動的 無關，只取決于電荷無關，只取決于電荷 的初、末位置的的初、末位置的 和被移動電荷的和被移動電荷的 (2)公式：公式：WAB .(3)在勻強電場中，電場力做的功在勻強電場中，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 有關的勢能有關的勢能(2)相對性：電荷在電場中某點具有的電勢能，等于電場力相

2、對性：電荷在電場中某點具有的電勢能，等于電場力把它從該點移動到把它從該點移動到 位置時所做的功，即電勢能是位置時所做的功，即電勢能是相對的通常把電荷在離場源電荷無窮遠處的電勢能規相對的通常把電荷在離場源電荷無窮遠處的電勢能規定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規定為零定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規定為零(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 本領大小的物理量本領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系電場力做功與電勢能變化的關系(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下列說法中錯誤的是下列說法中錯誤的是A重力做功與路徑無關，與移動物體的初末位置的重力做功與路徑無關，與移動物體的初末位置的豎直高度差有關，即豎直高度差有關，即WABmghABB電場力做功與路徑無關，與移動電荷的初末位置電場力做功與路徑無關，與移動電荷的初末位置的電勢差有關，即的電勢差有關，即WABqUABC重力對物體做正功，其重力勢能減少，做負功，重力對物體做正功，其重力勢能減少，做負功，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，對負電花荷做正功，負電荷電勢能增加負電花荷做正功，負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：電荷在電場中某點具有的定義：電荷在電場中某點具有的 與它的與它的 的的 比值叫做這一點的電勢比值叫做這一點的電勢(2)定義式：定義式： .(3)矢標性：電勢是矢標性：電勢是 量，其大小有正負之分，其正量，其大小有正負之分，其正(負負)表示表示 該點電勢比該點電勢比 高高(或低或低)(4)相對性：電勢具有相對性：電勢具有 ，同一點的電勢因，同一點的電勢因 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標電勢零點電勢零點相對性相對性電勢零點電勢零點2等勢面等勢面(1)定義：電場中定義：電場中 的各點構成的面的各點構成的

5、面(2)特點特點 等勢面一定與電場線等勢面一定與電場線 ，即跟場強的方向，即跟場強的方向 在在 上移動電荷時電場力不做功上移動電荷時電場力不做功 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度等差等勢面越密的地方電場強度 ，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兩點的電場強度大小分別為兩點的電場強度大小分別為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 考點一：考點一：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場源電荷的正負取無窮遠處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負電荷周圍電勢為負值；靠近正電荷處電勢高，靠近負電荷處電勢低依據電勢能的大小正電荷在電勢較高處電勢能大，負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，電勢能減小；電場力做負功；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

7、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，在點電荷所示，在點電荷Q產生產生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于分別置于A、B兩點，虛線為等勢線取無窮遠處為零電勢點，若將兩點，虛線為等勢線取無窮遠處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下移動到無窮遠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 跟蹤訓練跟蹤訓練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點電場強度大于點電場強度大于b點電場強度點電場強度Ba點電勢高于點電勢高于b點電勢點電勢C若將一試探電荷若將一試探電荷q由由a點釋放，它點釋放，它將沿電場線運動到將沿電場線運動到b點點D若在若在d點再固定一點電荷點再固定一點電荷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：電場中兩點間電場中兩點間 電勢的差值電勢的差值2表達式：表達式：UAB .AB3意義：意義：A、B兩點的電勢差在數值

9、上等于從兩點的電勢差在數值上等于從A到到B移動單移動單 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，與電荷無關，與電荷所帶電荷量所帶電荷量q無關它是由無關它是由 決定的，與決定的，與初、末位置有關，與電勢零點的選取無關初、末位置有關，與電勢零點的選取無關電場本身的性質電場本身的性質自主檢測自主檢測3將一個電荷量為將一個電荷量為2109 C的點電荷從電場中的的點電荷從電場中的N點移到點移到M點，需克服電場力做功點，需克服電場力做功14109 J，則，則A兩點間的電勢差為兩點間的電勢差為7 VBN點的電勢高點的電勢高CM點

10、的電勢高點的電勢高D因不知電場線的方向，無法判斷哪點電勢高因不知電場線的方向，無法判斷哪點電勢高 考點解讀考點解讀考點二：考點二：電場力做功及電勢差的計算電場力做功及電勢差的計算例例2 如圖如圖625所示，勻強電場中三點所示，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，是一個三角形的三個頂點，ABCCAB30，已知，已知電場線平行于電場線平行于ABC所在的平面，一個帶電荷量所在的平面，一個帶電荷量q2106 C的點電荷由的點電荷由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兩點的電勢差兩點的電勢差UBC3 VBA點的電勢低于點的電勢低于B點的電勢點的電勢C負電荷由負電荷由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中點的電勢與中點的電勢與C點的電勢相等點的電勢相等 跟蹤訓練跟蹤訓練2如圖如圖626所示，所示，A、B、C、D、E、F為勻強電為勻強電場中一個邊長為場中一個邊長為10 cm的正六邊形的六個頂點，的正六邊形的六個頂點，A、B、C三三點電勢分別為點電勢分別為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誤的是平行下列說法錯誤的是 A通過通過CD和和AF的直線應為電場中的兩條的直線應

12、為電場中的兩條等勢線等勢線B勻強電場的場強大小為勻強電場的場強大小為10 V/mC勻強電場的場強方向為由勻強電場的場強方向為由C指向指向AD將一個電子由將一個電子由E點移到點移到D點，電子的電點，電子的電勢能將減少勢能將減少1.61019 J 考點解讀考點解讀功能關系功能關系1若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變；若只有電場力做功，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、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；動能之和保持不變；3除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化；械能的變化；4

13、所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化 考點三：考點三：運用動力學和功能關系求解電場中的有關問題運用動力學和功能關系求解電場中的有關問題 四、勻強電場中電勢差與電場強度的關系四、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式：電勢差與電場強度的關系式： ，其中，其中d為勻強電場為勻強電場 中兩點間中兩點間 的距離的距離2電場強度的方向和大小電場強度的方向和大小電場中，電場強度的方向是指電場中，電場強度的方向是指 最快的方向在最快的方向在勻強電場中，電場強度在數值上等于沿勻強電場中，電場強度在數值上等于沿 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，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點電場，其中坐標原點O處的電勢為處的電勢為0 V，點，點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，則電場強度的大小，則電場強度的大小為為 電勢、電勢能具有相對性，要確定電場中某點的電電勢、電勢能具有相對性，要確定電場中某點的電勢或電荷在電場中某點具有的電勢能，必須選取電勢零勢或電荷在電場中某點具有的電勢能，必須選取電勢零點，但電勢

15、能的變化和電勢差具有絕對性，與電勢零點點，但電勢能的變化和電勢差具有絕對性，與電勢零點的選取無關的選取無關考點解讀考點解讀功能關系功能關系1若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變；若只有電場力做功，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、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；動能之和保持不變；3除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化；械能的變化；4所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化 考點三：考點三：運用動力學和功能關系求解電場中的有關問題

16、運用動力學和功能關系求解電場中的有關問題 跟蹤訓練跟蹤訓練3(2013張家口模擬張家口模擬)如圖如圖628所示，一個電荷量所示，一個電荷量為為Q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點另一個電點另一個電荷量為荷量為q及質量為及質量為m的點電荷乙，從的點電荷乙，從A點以初速度點以初速度v0沿它沿它們的連線向甲運動，到們的連線向甲運動，到B點時的速度減小到最小為點時的速度減小到最小為v.已知點已知點電荷乙與水平面的動摩擦因數為電荷乙與水平面的動摩擦因數為，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、市第二次調研江蘇省四市第二次調研)如圖如圖6210所示，實所示，實線為電視機顯像管主聚焦電場中的等勢面線為電視機顯像管主聚焦電場中的等勢面a、b、c、d為為圓上的四個點，則下列說法中正確的是圓上的四個點，則下列說法中正確的是 押題點押題點1 1：電場能性質的考查電場能性質的考查Aa、b、c、d四點電勢不等，但四點電勢不等，但電場強度相同電場強度相同B一電子從一電子從b點運動到點運動到c點，電場點，電場力做的功為力做的功為0.6 eVC若一電子從左側沿中心軸線穿若一電子從左側沿中心軸線穿越電場區域，將做加速度先增加越電場區域，將做加速度先增加后減小的加速直線運動后減小的加速直線運動D一束電子從左

18、側平行于中心軸一束電子從左側平行于中心軸線進入電場區域，將會從右側平線進入電場區域，將會從右側平行于中心軸線穿出行于中心軸線穿出 答案BC一個一個3/4圓弧形的光滑細圓環軌道圓弧形的光滑細圓環軌道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，左的木板，木板的厚度不計，左端端M正好位于正好位于A點整個裝置處于垂直點整個裝置處于垂直AD方向的勻強電場方向的勻強電場中，電場強度大小為中，電場強度大小為E.將一個質量為將一個質量為m，帶電荷量為，帶電荷量為q的的小球小球(可視為質點可視為質點)從過從過A點并垂直于點并垂直于AD的直線上的某點的直線上的某點P由由靜止開始釋放，則：靜止開始釋放，則： 押題點押題點2 2：用功能觀點分析帶電體在電場中的運動用功能觀點分析帶電體在電場中的運動(1)若小球由圓弧軌道經若小球由圓