电场能的性质知识归纳与例题分析.ppt

* 选修3－1 第一章 静电场 电场能的性质知识归纳与例题分析 a b c 10V 20V 30V E 一、电势能EpA 1．电场力做功的特点：与电荷移动的路径无关，只与始末位置（电势差）有关。所以，电场中可以引进势能——电势能 2．定义：电荷处于电场中某点具有的势能。（电势能是电场和电荷共同具有的） 3．表达式：EpA＝qφA 4．电势能大小的判别：正电荷在电势越高的地方，电势能越大；负电荷在电势越高的地方，电势能越小 5．电势能是标量，但有正负。正表示电势能比零电势能大；负表示电势能比零电势能小。所以，正负表示大小。 6．电势能的单位：焦耳（J） 7．电势能是一个相对的量：电势能的大小与零电势能点的选取有关，而电势能的变化量与零电势点的选取无关。 零电势能点的选取： （1）把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零； （2）把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 （3）根据实际需要任意规定，但必须说明。 8．电场力做功与电势能变化量的关系： WAB＝－ΔEp＝－（EpB－EpA）＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q（φA－φB）＝qUAB （1）电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。两者的数值相等。 （2）在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负；在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 9．计算电势能变化的方法：求出电场力对电荷做的功。注意：增加与减少的判断。 10．求电场中某点（如A点）的电势能 （1）先规定电场中某点为零势能点（如B点） （2）求出该点（A点）与零势能点（B点）电场力做的功WAB。 （3）则该点（A点）的电势能等于WAB。 11．电场线方向与电场力做功电势能变化的关系： 正电荷顺电场线移动——电场力做正功，电势能减少 负电荷顺电场线移动——电场力做负功，电势能增加 正电荷逆电场线移动——电场力做负功，电势能增加 负电荷逆电场线移动——电场力做正功，电势能减少 二、电势φA： 1．意义：表示电场本身的能的性质的物理量 2．特性： （1）反映电场本身的能的性质的，与放入的电荷无关 （2）对电场中的同一点，电势是一个确定的量，对电场中不同的点，电势一般是一个不同的恒量。 3．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 4．定义式：φA＝EpA /q 5．单位：V 6．电势是一个相对的量： 电势的大小与零电势点的选取有关，而电势的变化量（电势差）与零电点的选取无关。 零电势点的选取： （1）取离场源电荷无限远处的电势为零 （2）取大地的电势为零 （3）任意选取，但必须说明 7．标量：有正负，计算时带正负号。 8．电势与电场线 沿着电场线的方向，电势降低（最快）；电势降低的方向不一定就是电场线的方向。 9．电势与场强没有直接关系： （1）电势高的地方，场强不一定大；场强大的地方，电势不一定高。如：点电荷产生的电场中 （2）电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电势零点。如：等量同种点电荷的连线中点。 （3）电势为零的地方电场强度不一定为零。如：等量异种点电荷的连线中点。 （4）电场强度相等的地方电势不一定相等。如：匀强电场中场强相等，但各点电势不一定相等。 （5）电势相等的地方电场强度不一定相等。如：等量的异种电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等。 10．等势面：电势相等的点构成的面。（要了解各种特殊电场中等势面的特点） （1）同一等势面上各点的电势相等 （2）等势面一定垂直于电场线 （3）在同一等势面上的两点间移动电荷，电场力做功为零 （4）电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面 （5）任意两等势面不相交 （6）等差等势面越密集的地方场强越大（等差等势面：相邻等势面间的电势差不变） 三、电势差UAB 1．意义：反映了电场本身的做功（能）的性质的物理量。跟放入的电荷量q无关，只跟电场中A、B的位置有关。 2．电势差的两种定义 （1）电场中两点间电势的差值：UAB＝φA－φB （2）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WAB与电荷量q的比值： 。 3．单位：伏特，符号V，1V＝1J/C。 4．标量：有正负。UAB为正，表示A点电势比B点高；UA