2013版物理一轮精品复习学案:6.2 电场能的性质的描述(选修3-1) 联系客服

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第2节 电场能的性质的描述

【考纲全景透析】

一、电场力做功与电势能 1.电场力做功的特点

(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与________无关,只与____________有关,可见电场力做功与________做功相似.

(2)在匀强电场中,电场力做的功W=________,其中d为沿________________的位移. 2.电势能

(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到__________位置时电场力所做的功.

(2)电场力做功与电势能变化的关系电场力做的功等于________________________,即WAB=____________. (3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷____________的电势能规定为零,或把电荷在________表面上的电势能规定为零. 【答案】1.(1)路径 初末位置 重力 (2)Eqd 电场线方向

2.(1)零势能 (2)电势能的减少量 EpA-EpB (3)无限远处 大地 二、电势和等势面 1.电势

(1)定义:电荷在电场中某一点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,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低). (4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因__________的选取的不同而不同. (5)沿着电场线方向电势逐渐降低. 2.等势面

(1)定义:电场中____________的各点构成的面. (2)特点

①电场线跟等势面________,即场强的方向 跟等势面________. ②在________上移动电荷时电场力不做功.

③电场线总是从__________的等势面指向__________的等势面. ④等差等势面越密的地方电场强度________;反之________.

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【答案】1.(2) (4)零势点

2.(1)电势相等 (2)①垂直 垂直 ②等势面 ③电势高 电势低 ④越大 越小 三、电势差

1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压.

公式:UAB=________.单位:伏(V).

2.电势差与电势的关系:UAB=________,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有UAB=-UBA. 3.电势差UAB由________________________决定的,与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关,与零电势点的选取也________.

4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____________方向的距离的乘积.即U=Ed,也可以写作E=. 【答案】1.

EpqUdWAB 2.φA-φB 3.电场中A、B两点的位置 无关 4.电场线 q【热点难点全析】

考点一 电场力做功及电场中的功能关系 1.求电场力做功的几种方法

(1)由公式W=Flcosα计算,此公式只适用于匀强电场中,可变形为W=Eqlcosα. (2)由WAB=qUAB计算,此公式适用于任何电场. (3)由电势能的变化计算:WAB=EpA-EpB. (4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔEk 2.电场中的功能关系

(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.

(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变. (3)除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化. 3.电势能高低的比较方法

(1)根据电场力做功比较:不论是正电荷还是负电荷,电场力做正功,电势能就减少;电场力做负功,电势能就增加.

(2)根据电势能与电势的关系式Ep=qφ判断,式中的q是带正负号的,对于正电荷,电势高处,电势能大;对于负电荷,电势高处,电势能反而小. 【例1】下列说法中错误的是( )

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A.重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即WAB=mghAB B.电场力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即WAB=qUAB C.重力对物体做正功,其重力势能减少,做负功,则重力势能增加

D.电场力对正电荷做正功,正电荷电势能减少,对负电荷做正功,负电荷电势能增加 【答案】选D.

【详解】无论正电荷还是负电荷,只要电场力做正功,电荷具有的电势能就减少,若电场力做负功,电荷具有的电势能就增加,故D错误.由功能关系可知,电场力、重力做功均与路径无关,做正功时对应的势能减少,反之则增加,A、B、C均正确.

考点二 电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系

1.电场线与电场强度的关系:电场线越密的地方表示电场强度越大,电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.

2.电场线与等势面的关系:电场线与等势面垂直,并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面. 3.电场强度数值与电势数值无直接关系:电场强度大(或小)的地方电势不一定大(或小),零电势可人为选取, 而电场强度是否为零则由电场本身决定. 4.几种常见的电场的等势面分布

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5.电势高低的四种判断方法

【例2】某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为φP和φQ,则( )

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