电场能的性质教.docVIP

1.3 电场能的性质 教学目标： 过程与方法： 通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式，培养逻辑思维能力。 情感态度和价值观： 体验推理探究的过程，提高分析问题、解决问题的能力。进一步培养学生学习物理的兴趣。教学重点：教学难点教学过程 　　电势、电势差是高中物理中的重要概念，电场力做功与电势能变化的关系是高中物理学习中的一个难点，复习本节时重点应放在电场力做功的计算、电势的判断以及电势能的计算上，且注意将其与重力势能、重力做功与重力势能的关系进行类比，加深理解. 知识梳理 　　一、电势能 　　1.定义：电荷在静电场中由于相对位置而具有的能量，其大小等于把该电荷从该位置移到零势能参考面电场力所做的功，即EA=WA→0. 　　2.决定因素：与电荷量q、零势能参考面的选取及其相对位置有关. 　　3.与电场力做功的关系：电势能的改变只由电场力做功决定，有ΔEAB=EB-EA=-WAB (1)场源电荷判断法——离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小. 　　(2)电场线法——正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大. 　　(3)做功判断法——无论正负电荷，电场力做正功，电荷的电势能就一定减小；电场力做负功，电荷的电势能就一定增大. 　　二、电势 　　1.定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷从该点移到零电势参考面电场力所做的功，　　　　　　.（这里的q根据电性带正负号） 　　2.单位：伏特（V），1 V=1 J/C. 3.决定因素：与该点在电场中的位置以及零势面的选取有关，与检验电荷无关.若空间某处的电场由几个电荷共同产生，则该点电势等于各电荷单独存在时该点电势的代数和. 　　4.关于零电势面：由电势的定义知它与零电势能参考面重合，和其他零势面一样可以根据问题最简化的原则来选取.在实际应用中我们常会取大地和无限远处为零电势面. 　　5.电场中沿电场线的方向电势越来越低. 　　三、电势差 　　1.定义：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与电荷量的比值,叫做A、B两点间的电势差，用UAB表示.其定义式为： 2.决定式：UAB=Ed,适用于匀强电场. 　　3.电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为伏特，简称伏；符号为V. 　　1 V=1 J/C,即1 C的正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1 J,则这两点间的电势差就是1 V. 　　4.电势（差）与电场强度的关系 　 四、等势面 　　1.定义：电场中电势相等的点构成的面. 　　2.特点： 　　（1）在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向相互垂直，即等势面必定与电场线相互垂直. 　　（2）沿着电场线的方向，电势越来越低，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面. 　　（3）等势面的疏密表示电场的强弱，等势面密的地方，电场强；等势面疏的地方，电场弱. 　　五、对公式　　 的理解及应用 　　公式　　 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. 公式 　　 只适用于匀强电场,且应用时注意d的含义是表示某两点沿电场线方向的距离，或两点所在等势面之间的距离. 高考连线 1.（2009年上海物理卷）位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线,则(　) A.a点和b点的电场强度相同 B.正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大 【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见A错误；正电荷从c点移到d点，电场力做负功,负电荷从a点移到c点，电场力做正功，所以B错误，C正确；正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D正确. 【答案】CD 2.（2009年广东物理卷）如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是（　） A.两个物块的电势能逐渐减少　　 B.物块受到的库仑力不做功　　　　　 C.两个物块的机械能守恒　　　　　　　 D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 【解析】由于两电荷的电性相同，则二者之间的作用力为斥力，因此在远离过程中，电场力做正功，电势能逐渐减少，A正确，B错误；由于运动过程中有重力以外的力(电场力和摩擦力）做功，故机械能不守恒，C错误；在远离过程中，开始时电场力大于摩擦力，后来电场力小于摩擦力，D错误. 【答案】A 题型方法 一、与带电粒子轨道有关的问题 例1　如图44-