_第3讲电场能的性质12.ppt
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1、一、电势能1.电场的最基本的性质是电场的最基本的性质是。.2.电势能是相对的,与电势能是相对的,与。有关有关.3.电势能是标量,但有正负之分电势能是标量,但有正负之分.4.电场力做功与电势能的关系:在电场中电场力做功与电势能的关系:在电场中移动电荷,电场力做正功,移动电荷,电场力做正功,;电场;电场力做负功,力做负功,.WAB=qUAB=E对放入其中的对放入其中的电荷有力的作用,电荷放入电场后就具有电电荷有力的作用,电荷放入电场后就具有电势能势能零电势点的选取零电势点的选取电势能减小电势能减小电势能增大电势能增大5.电场力做功的特点:电场力做功与路径电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,仅取
2、决于无关,仅取决于。.6.计算方法计算方法WqEd,只适用于,只适用于 ,其中,其中d为沿为沿 方向的位移方向的位移WAB=qUAB=E,适用于任何形式的电场,适用于任何形式的电场【特别提示】【特别提示】沿着电场线的方向,电势越来越沿着电场线的方向,电势越来越低;正电荷在电势越高的地方电势能越大,负低;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电荷在电势越高的地方电势能越小.电荷电荷q在电在电场中场中p点的电势能可以表示为点的电势能可以表示为Ep=qp(q、要要带上符号带上符号).两点间的电势差和移动两点间的电势差和移动的电荷的电荷匀强电场匀强电场电场线电场线即即时应时
3、应用用(即即时时突破,小突破,小试试牛刀牛刀)1(2010年高考天津卷改年高考天津卷改编编)在静在静电场电场中,将中,将一正一正电电荷从荷从a点移点移动动到到b点,点,电场电场力做了力做了负负功,功,则则()Ab点的点的电场电场强强度一定比度一定比a点大点大B电场线电场线方向一定从方向一定从b指向指向aCb点的点的电势电势能一定比能一定比a点高点高D该电该电荷的荷的动动能一定减小能一定减小C解析:解析:选选C.正正电电荷从荷从a点移点移动动到到b点,点,电场电场力力做了做了负负功,功,电势电势能增加,能增加,说说明明b点的点的电势电势能能一定比一定比a点高,点高,选项选项C正确正确电场电场强强
4、度的大小度的大小与与电势电势的高低无关,无法确定,的高低无关,无法确定,A错误错误b点的点的电势电势比比a点高,即点高,即a、b在不同的等在不同的等势势面面上,但上,但电场线电场线方向不一定从方向不一定从b指向指向a,B错误错误虽虽然然电电荷的荷的电势电势能增加,如有外力做功,能增加,如有外力做功,该电该电荷的荷的动动能不一定减小,能不一定减小,D错误错误1如图如图621所示的匀强电场中,有所示的匀强电场中,有a、b、c三点,三点,ab5 cm,bc12 cm,其中,其中ab沿电场方向,沿电场方向,bc和电场方向成和电场方向成60角,一个角,一个电荷量为电荷量为q4108 C的正电荷从的正电荷
5、从a移到移到b,电场力做功电场力做功W11.2107 J求:求:(1)匀强电场的场强匀强电场的场强E;(2)电荷从电荷从b移到移到c,电场力做的功电场力做的功W2.二、电势1.电场中某点的电势,等于把单位正电荷电场中某点的电势,等于把单位正电荷从该点移到参考点从该点移到参考点P时电场力所做的功时电场力所做的功.2.定义式:定义式:。3.电势由电场本身决定,跟放到电场中的电势由电场本身决定,跟放到电场中的试探电荷无关试探电荷无关.电势的大小与电势的大小与。有关,一般取有关,一般取的电势为零的电势为零.参考面的选择参考面的选择无穷远或大地无穷远或大地三、电势差1.定义:定义:电荷在电场中从一点电荷
6、在电场中从一点A移动另一移动另一点点B,。的比值,叫做的比值,叫做A、B两点间的电势差两点间的电势差.2.公式公式:,3.物理意义:物理意义:反映电场本身的性质,仅取反映电场本身的性质,仅取决于电场两点,与移动电荷决于电场两点,与移动电荷,与零电势,与零电势点的选取点的选取.电场力做的功电场力做的功WAB与所移动电荷的电与所移动电荷的电荷量荷量q无关无关无关无关四、等势面1.电场中电势相等的点构成的面,叫等电场中电势相等的点构成的面,叫等势面势面.2.在等势面上移动电荷,电场力在等势面上移动电荷,电场力.3.等势面的特点:等势面互不相交;电等势面的特点:等势面互不相交;电场线和等势面在相交处互
7、相场线和等势面在相交处互相;电场线的;电场线的方向是电势方向是电势的方向,而且是的方向,而且是最快的最快的方向方向.电场线密的地方等势面电场线密的地方等势面;等势面密;等势面密的地方电场线也的地方电场线也.不做功不做功垂直垂直降低降低降低降低密密密密 说明:说明:电场线、场强、电势、等势面它电场线、场强、电势、等势面它们之间有何关系们之间有何关系1电场线与场强的关系:电场线越密的地方电场线与场强的关系:电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每点的切线方向表示表示场强越大,电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向该点的场强方向2电场线与电势的关系:沿着电场线方向,电场线与电势的关系:沿着电场线方
8、向,电势越来越低电势越来越低3等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直,且从高电势电场线总是与等势面垂直,且从高电势等势面指向低电势等势面等势面指向低电势等势面(2)电场线越密的地方,等差等势面也越密电场线越密的地方,等差等势面也越密(3)沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功电场线移动电荷,电场力一定做功4场强数值与电势数值无直接关系:场强场强数值与电势数值无直接关系:场强大大(或小或小)的地方电势不一定大的地方电势不一定大(或小或小),零电,零电势可人为选取,而场强是否为零则由电场本势可人为选取,而场强
9、是否为零则由电场本身决定身决定例例1a、b、c是匀强电场中的三个点,各点电是匀强电场中的三个点,各点电势势a10 V,b2 V,c6 V,a、b、c三点三点在同一平面上,下列各图中电场强度的方向表在同一平面上,下列各图中电场强度的方向表示正确的是示正确的是()【解析解析】由题意可知:直线由题意可知:直线ab的中点的的中点的电势为电势为6 V,与,与c点等势,故应按点等势,故应按D图进行求图进行求解,电场的方向则由电势高处指向电势低解,电场的方向则由电势高处指向电势低处,处,D图判断正确图判断正确2.有一带电量有一带电量q3106 C的点电荷,从电场中的点电荷,从电场中的的A点移到点移到B点时,
10、克服电场力做功点时,克服电场力做功6104 J,从,从B 点移到点移到C点电场力做功点电场力做功9104 J.(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?间电势差各为多少?(2)若以若以B点为零势点,则点为零势点,则A、C两点的电势各为多两点的电势各为多少?该电荷在少?该电荷在A、C两点的电势能各为多少?两点的电势能各为多少?【答案答案】(1)200 V300 V100 V(2)200 V300 V6104 J9104 J主题主题(1)(1)电势、电势差、电势能电势、电势差、电势能1.判判断断电势高高低低的的方方法法有有多多种种:沿沿着着电场线的方向,的方向,电势越来越低越来越低根根据据UAB=A
11、 -B,若若UAB0,则AB;若;若UAB0,则AEQ,PQ B.EPEQ,PQ C.EPQ D.EPEQ,PN,A对;将负电荷由对;将负电荷由O点移到点移到P点点要克服电场力做功,即电场力做负功,要克服电场力做功,即电场力做负功,B错;由错;由 及电及电场线疏密程度可知场线疏密程度可知O、M两点之间的电势差应大于两点之间的电势差应大于M、N两点两点间的电势差,间的电势差,C错;从错;从O点释放带正电粒子后,该粒子所受点释放带正电粒子后,该粒子所受电场力的方向始终沿电场力的方向始终沿y轴正方向,则带电粒子将沿轴正方向,则带电粒子将沿y轴做直线轴做直线运动,运动,D对对答案答案AD(双双选选)如
12、如图图733所所示示,在在等等量量正正电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线上上取取A、B、C、D四四点点,A、D两两点点与与B、C两两点点均均关关于于O点点对对称称,令令各各点点电电势势分分别别为为F FA、F FB、F FC、F FD,则则下下列列说说法法正正确确的的是是()图图733AF FA=F FB=F FC=F FD BF FAF FDCF FA=F FD、F FB=F FC DF FAF FC、F FBF FD 等等量量正正点点电电荷荷连连线线的的中中点点O处处合合场场强强为为零零,中中垂垂线线O上上方方合合场场强强沿沿中中垂垂线线向向上上,下下方方合合场场强强沿沿中中垂垂线线向向下下
13、,因因“沿沿场场强强方方向向电电势势降降低低”可可判判断断A错错、B对对;电电势势是是标标量量,由由对对称称性性可可知知C对对、D错错本本题题还还可可以以根根据据等等量量正正点点电电荷荷等等势势面面的的分分布布情情况况,结结合合等等势势面面与与电电场场线线的关系判断的关系判断 BC(1)等等量量正正点点电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线上上,中中点点电电势势最最高高(2)等等量量负负点点电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线上上,中中点点电电势势最最低低(3)等等量量异异种种点点电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线是是等等势势线线,取取无无穷穷远远处处电电势势为零,中垂线上各点电势为零为零,中垂线上各点电
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- 电场 性质 12
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