2014高考物理一輪復(fù)習(xí)總教案82 電場能的性質(zhì)

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1、第2課 電場能的性質(zhì)(電勢) 一、電勢差U （是指兩點(diǎn)間的） ①定義：電場中兩點(diǎn)間移動檢驗(yàn)電荷q（從A→B），電場力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢差，UAB=WAB/q 是標(biāo)量．UAB的正負(fù)只表示兩點(diǎn)電勢誰高誰低。UAB為正表示A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢。 ②數(shù)值上=單位正電荷從A→B過程中電場力所做的功。 ③等于A、B的電勢之差,即UAB=φA－φB ④在勻強(qiáng)電場中UAB= EdE (dE表示沿電場方向上的距離) 意義：反映電場本身性質(zhì)，取決于電場兩點(diǎn)，與移動的電荷無關(guān)，與零電勢的選取無關(guān)， 電勢差對應(yīng)靜電力做功， 電能其它形式的能。 電動勢對應(yīng)非靜電力

2、做功 電能其它形式的能 點(diǎn)評：電勢差很類似于重力場中的高度差．物體從重力場中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差h＝W/G． 二、電勢（是指某點(diǎn)的）描述電場能性質(zhì)的物理量。 必須先選一個零勢點(diǎn)，（具有相對性）相對零勢點(diǎn)而言，常選無窮遠(yuǎn)或大地作為零電勢。 正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中各點(diǎn)的電勢為正，負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中各點(diǎn)的電勢為負(fù)。 ①定義：某點(diǎn)相對零電勢的電勢差叫做該點(diǎn)的電勢，是標(biāo)量． ②在數(shù)值上=單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢點(diǎn)時電場力所做的功. 特點(diǎn)： ⑴ 標(biāo)量：有正負(fù)，無方向，只表示相對零勢點(diǎn)比較的結(jié)果。 ⑵ 電場中某點(diǎn)的電勢由電場本身因素決定，與檢驗(yàn)電

3、荷無關(guān)。與零勢點(diǎn)的選取有關(guān)。 ⑶ 沿電場線方向電勢降低，逆。。。。。。（但場強(qiáng)不一定減?。?。沿E方向電勢降得最快。 ⑷ 當(dāng)存在幾個場源時，某處合電場的電勢等于各個場源在此處產(chǎn)生電勢代數(shù)和的疊加。 電勢高低的判斷方法：1根據(jù)電場線的方向判斷；2電場力做功判斷；3電勢能變化判斷。 點(diǎn)評：類似于重力場中的高度．某點(diǎn)相對參考面的高度差為該點(diǎn)的高度． 注意：(1) 高度是相對的．與參考面的選取有關(guān)，而高度差是絕對的與參考面的選取無關(guān)．同樣電勢是相對的與零電勢的選取有關(guān)，而電勢差是絕對的，與零電勢的選取無關(guān)． (2) 一般選取無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零．當(dāng)零電勢選定以后，電場中各點(diǎn)的電勢為定值．

4、 (3) 電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差等于A、B的電勢之差,即UAB=φA－φB,沿電場線方向電勢降低. 三、電勢能E 1概念：由電荷及電荷在電場中的相對位置決定的能量，叫電荷的電勢能。 電勢能具有相對性，與零參考點(diǎn)的選取有關(guān)(通常選地面或∞遠(yuǎn)為電勢能零點(diǎn)) 特別指出：電勢能實(shí)際應(yīng)用不大，常實(shí)際應(yīng)用的是電勢能的變化。 電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能=把電荷從此點(diǎn)移到電勢能零處電場力所做的功。E=q φA→0 四、電場力做功與電勢能 1．電勢能：電場中電荷具有的勢能稱為該電荷的電勢能．電勢能是電荷與所在電場所共有的。 2．電勢能的變化：電場力做正功電勢能減少；電場力做負(fù)功電勢能增加．

5、重力勢能變化：重力做正功重力勢能減少；重力做負(fù)功重力勢能增加． 3. 電場力做功：由電荷的正負(fù)和移動的方向去判斷(4種情況)功的正負(fù)電勢能的變化（重點(diǎn)和難點(diǎn)知識） 正、負(fù)電荷沿電場方向和逆電場方向的4種情況。（上課時一定要搞清楚的，否則對以后的學(xué)習(xí)帶來困難） 電場力做功過程就是電勢能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過程（電勢差），做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)化的多少。 W=FSCOS(勻強(qiáng)電場) W=qEd (d為沿場強(qiáng)方向上的距離) W=qU=-△Ep，U為電勢差，q為電量． 重力做功：W＝Gh，h為高度差，G為重量． 電場力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的電勢差與電量決定 重力做功跟路徑

6、無關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定． 四、等勢面、線、體 1．電場中電勢相等的點(diǎn)所組成的面為等勢面． 2．特點(diǎn) (1) 各點(diǎn)電勢相等，等勢面上任意兩點(diǎn)間的電勢差為零， 在特勢面上移動電荷(不論方式如何,只要起終點(diǎn)在同一等勢面上)電場力不做功 電場力做功為零，路徑不一定沿等勢面運(yùn)動，但起點(diǎn)、終點(diǎn)一定在同一等勢面上。 (2) 畫法規(guī)定：相領(lǐng)等勢面間的電勢差相等等差等勢面的蔬密可表示電場的強(qiáng)弱． (3) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：整個導(dǎo)體是一個等勢體，其表面為等勢面．E內(nèi)=0，任兩點(diǎn)間UAB=0 越靠近導(dǎo)體表面等勢面越密，形狀越與導(dǎo)體形狀相似，等勢面越密電場強(qiáng)度越大，曲率

7、半徑越小(越尖)的地方，等勢面(電場線)都越密,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。 (4) 勻強(qiáng)電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點(diǎn)電荷形成的電場，電勢差相等的等勢面間距不相等，越向外距離越大． (5) 等勢面上各點(diǎn)的電勢相等但電場強(qiáng)度不一定相等． (6) 電場線⊥等勢面，且由電勢高的面指向電勢低的面，沒電場線方向電勢降低。 (7) 兩個等勢面永不相交． 規(guī)律方法 1、一組概念的理解與應(yīng)用 電勢、電勢能、電場強(qiáng)度都是用來描述電場性質(zhì)的物理，，它們之間有十分密切的聯(lián)系，但也有很大區(qū)別，解題中一定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進(jìn)行比較 （1）電勢與電勢能比較： 電勢φ 電勢能ε

8、1 反映電場能的性質(zhì)的物理量 荷在電場中某點(diǎn)時所具有的電勢能 2 電場中某一點(diǎn)的電勢φ的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點(diǎn)電荷無關(guān) 電勢能的大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢φ共同決定的 3 電勢差卻是指電場中兩點(diǎn)間的電勢之差，ΔU=φA－φB，取φB=0時，φA=ΔU 電勢能差Δε是指點(diǎn)電荷在電場中兩點(diǎn)間的電勢能之差Δε=εA－εB=W，取εB=0時，εA=Δε 4 電勢沿電場線逐漸降低，取定零電勢點(diǎn)后，某點(diǎn)的電勢高于零者，為正值．某點(diǎn)的電勢低于零者，為負(fù)值 正點(diǎn)荷（十q）：電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相同 負(fù)電荷（一q）：電勢能的正負(fù)限電勢的正負(fù)相反 5 單位：伏特 單位：焦耳

9、 6 聯(lián)系：ε=qφ，w=Δε=qΔU （2）電場強(qiáng)度與電勢的對比 電場強(qiáng)度E 電勢φ 1 描述電場的力的性質(zhì) 描述電場的能的性質(zhì) 2 電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)等于放在該點(diǎn)的正點(diǎn)電荷所受的電場力F跟正點(diǎn)電荷電荷量q的比值·E=F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場力 電場中某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢點(diǎn)）間的電勢差，φ=ε/q，φ在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢能 3 矢量 標(biāo)量 4 單位：N/C;V/m V（1V=1J/C） 5 聯(lián)系：①在勻強(qiáng)電場中UAB=Ed (d為A、B間沿電場線方向的距離）． ②電勢沿著電場強(qiáng)度的方向降落

10、2、 公式E=U/d的理解與應(yīng)用 (1)公式E=U/d反映了電場強(qiáng)度與電勢差之間的關(guān)系，由公式可知，電場強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向． (2)公式E=U/d只適用于勻強(qiáng)電場，且d表示沿電場線方向兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢面的范離． (3)對非勻強(qiáng)電場，此公式也可用來定性分析，但非勻強(qiáng)電場中，各相鄰等勢面的電勢差為一定值時，那么E越大處，d越小，即等勢面越密． 3、 電場力做功與能量的變化應(yīng)用 電場力做功，可與牛頓第二定律，功和能等相綜合，解題的思路和步驟與力學(xué)中的完全相同，但要注意電場力做功的特點(diǎn)——與路徑無關(guān) 內(nèi)容總結(jié) （1）第2課 電場能的性質(zhì)(電勢) 一、電勢差U （是指兩點(diǎn)間的） = 1 \* GB3①定義：電場中兩點(diǎn)間移動檢驗(yàn)電荷q（從A→B），電場力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢差，UAB=WAB/q 是標(biāo)量．UAB的正負(fù)只表示兩點(diǎn)電勢誰高誰低 （2）= 2 \* GB3②數(shù)值上=單位正電荷從A→B過程中電場力所做的功