高三物理复习第六章 电场——电势 电势差 电场力做功与电势能变化人教实验版知识精讲.docVIP

高三物理复习第六章 电场——电势 电势差 电场力做功与电势能变化人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 复习第六章 电场——电势 电势差 电场力做功与电势能变化 ［重点、难点解析］ 电场中的概念： 一、电场力做功的特点 1. 在匀强电场中，电场力做功公式可表达为：，其中为电场力与位移的夹角；而适合一切电场做功的运算。 2. 由电荷电场中任意两点间移动时电场力做功公式： 可知电场力是一种保守力，电场力做功只与起点和终点的位置有关，而与所经过的路径无关，电场力做功等于电势能的减少量（即初量减末量），电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效的方法。 二、电势能 1. 电场中由电荷相对位置决定的能量叫电势能，电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。 2. 电势能大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。 三、电势差 1. 电势差：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q的比值。 公式为。 注意：类比重力场中的高度差，电势差这个物理量与电场中的试探电荷无关，属于电场的量，它是一个只从能量角度表征电场的一个重要物理量。 2. 电场力做功：在电场中A、B两点间移动电荷时，电场力做功等于电荷量与两点间电势差的乘积。。 注意：（1）该式适用于一切电场； （2）电场力做功与路径无关。 四、电势 1. 电场中某点的电势，数值上等于单位电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。电势用字母表示。 （1）表示式：，单位：伏特（V），且有1V=1J/C。 （2）物理意义：电场中某一点的电势在数值上等于单位电荷在那一点所具有的电势能。 公式，电势是反映电场中能的分布特征的物理量，与电场中所放入的试探电荷无关。顺着电场线方向电势越来越低。 2. 电势与电势差的关系 （1）电势差等于电场中两点电势之差 。 （2）电势差、电势的单位都为V，1V=1J/C，电势差、电势都是标量，但都有正负。电势的正、负表示比零电势高还是低；电势差正负表示A、B两点电势的高低关系。 （3）电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关，是个绝对量。 五、等势面：电场中电势相等的点构成的面 1. 等势面的特点：（1）同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功；（2）等势面一定跟电场线垂直；（3）电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面；（4）在一系列的相邻等差等势面形成的电场中，等势面越密的地方，场强越大。 2. 了解典型电场的等势面：（1）匀强电场；（2）点电荷电场；（3）等量的异种点电荷电场；（4）等量的同种点电荷电场。 注意：等势面互不相交。 六、电势差与电场强度关系 1. 电场方向是指向电势降低最快的方向，在匀强电场中，电势降低是均匀的。 2. 匀强电场中，沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。 ，在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势，。 注意：（1）两式只适用于匀强电场。 （2）d是沿场强方向上的距离。 3. 如图，匀强电场中，任意两点间的电势差与场强的关系：，为两点连线与场强的夹角； 为A、B两点连线的长度。 意义：在匀强电场中，若方向一定（一定），两点间的电势差与两点间的距离成正比（为时除外）。 【典型例题】 一、电场力做功与电势能变化的关系 电场力是一个保守力，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，计算电场力做功的方法有： 1. 由公式计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为，式中为电荷初末位置在电场方向上的位移。 2. 由电场力做功与电势能改变关系计算，，对任何电场都适用。 当，或，时，；否则。 3. 由动能定理计算，。 例1. 电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为，在B点的电势能为J。已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为C，那么 A. 该电荷为负电荷 B. 该电荷为正电荷 C. A、B两点的电势差。 D. 把电荷从A移到B，电场力做功为。 解析：从A到B，电势能减少，电场力做正功，电场力做的功等于电势能的减少量： 因为点电荷逆着电场线移动电场力做正功，因此该电荷是负电荷 又即A点电势比B点电势低4V。 答案：A 二、电场力做功，电势能与力学知识的综合分析 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