2019届高考物理一轮复习第七章静电场第2讲电场能的性质学案.docVIP

第2讲　电场能的性质 微知识1 电场力做功与电势能 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与路径无关，只与初末位置有关。 (2)计算方法 W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。 WAB＝qUAB，适用于任何电场。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 微知识2 电势和等势面 1．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。 (2)定义式：φ＝。 (3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 2．等势面 (1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。 (2)四个特点 等势面一定与电场线垂直。 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。 3．几种常见的典型电场的等势面比较 微知识3 电势差　匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值。 (2)定义式：UAB＝。 (3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。 (4)影响因素 电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。 2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中A、B两点间沿电场线方向的距离。 (2)电场强度的方向和大小 电场中，场强方向是指电势降落最快的方向。在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。 一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。(√) 2．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×) 3．电势降低的方向是电场强度的方向。(×) 4．电场线与等势面在相交处垂直。(√) 5．带电粒子只在电场力作用下一定从电势高的地方向电势低的地方运动。(×) 二、对点微练 1．(电势和电势差)如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是(　　)A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大 C．电势差UAB＝UBC D．电势φAφBφC 解析　该电场为负点电荷电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确；由于电场为非匀强电场，电势差UABUBC，选项C错误；电势φAφBφC，选项D错误。 答案　B　 2.(电场力做功与电势能变化的关系)如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A经B、C到达D点。从A到D，电场力对电荷做的功为(　　)A．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 J C．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J 解析　电场力做功与路径无关，WAD＝qUAD＝q(φA－φD)＝－4.8×10－8 J，B项正确。 答案　B　 3.(场强与电势差的关系)如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点。已知A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝－10 V，则C点的电势(　　)A．φC＝10 V B．φC＞10 V C．φC＜10 V D．上述选项都不正确 解析　由于A、C之间的电场线比C、B之间的电场线密，相等距离之间的电势差大，所以φC＜10 V，C项正确。 答案　C　 4．(等势面)将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成稳定的电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则(　　) A．C、D两点的电场强度相同，电势相等 B．A、B两点的电势相同，电场强度不同 C．将电子从A点移至B点，电场力做负功 D．将电子从A点移至D点，电势能增大 解析　C、D两点在同一等势面上，电势相等，但场强方向不同，故电场强度不相同，则A项错误；A、B两点不在同一等势面上，电势不相同，场强方向相反，电场强度不同，故B项错误；由题图可知从A点移至B点电势降低，故将电子从A点移至B点，电场力做负功，则C项正确；A点、D点在同一等势面上，故将电子从A点移至D点，电场力不做功，电势能不变，故D项错误。 答案　C　见学生用书P107 微考点　1　电势高低及电势能