物理第七章 靜電場 第2節(jié) 電場能的性質(zhì) 新人教版

第2節(jié)電場能的性質(zhì)-2-知識梳理考點自診一、靜電力做功和電勢能1.靜電力做功(1)特點:靜電力做功與 路徑無關,只與電荷量和電荷移動過程始、末位置間的電勢差有關。(2)計算方法W=qEd,只適用于勻強電場,其中d為帶電體在沿 電場方向上的位移。WAB=qUAB,適用于 任何電場。2.電勢能(1)定義:電荷在電場中具有的 勢能,稱為電勢能。(2)說明:電勢能具有相對性,通常取無窮遠或大地為電勢能零點。-3-知識梳理考點自診3.靜電力做功與電勢能的關系(1)靜電力做的功等于電荷 電勢能的減少量,即WAB=EpA-EpB。(2)通過WAB=EpA-EpB可知:靜電力對電荷做多少正功,電荷電勢能就減少多少;靜電力對電荷做多少負功,電荷電勢能就增加多少。(3)電勢能的大小:由WAB=EpA-EpB可知,若令EpB=0,則EpA=WAB,即一個電荷在電場中某點具有的電勢能,數(shù)值上等于將電荷從該點移到零勢能位置過程中靜電力所做的功。-4-知識梳理考點自診二、電勢、等勢面1.電勢(1)定義:電荷在電場中某一點的 電勢能與它的 電荷量的比值。(3)相對性:電勢具有相對性,同一點的電勢因 零電勢點的選取不同而不同。-5-知識梳理考點自診2.等勢面(1)定義:電場中 電勢相同的各點構成的面。(2)等勢面的特點等勢面一定與電場線 垂直,即與電場強度的方向 垂直。在 等勢面上移動電荷時電場力不做功。電場線總是從 電勢高的等勢面指向 電勢低的等勢面。等差等勢面越密的地方電場強度越 大,反之越 小。-6-知識梳理考點自診三、電勢差1.定義:電荷在電場中,由一點A移到另一點B時,電場力所做的功WAB與移動的電荷的電荷量q的比值。3.影響因素電勢差UAB由 電場本身的性質(zhì)決定,與移動的電荷q及電場力做的功WAB 無關,與零勢點的選取 無關。4.電勢差與電勢的關系:UAB= A-B,UAB=-UBA。-7-知識梳理考點自診5.勻強電場中電勢差與電場強度的關系(1)電勢差與電場強度的關系式: U=Ed,其中d為電場中兩點間 沿電場線方向的距離。(2)電場強度的方向和大小與電勢差的關系:電場中,電場強度方向指向 電勢降低最快的方向。在勻強電場中,電場強度在數(shù)值上等于沿 電場方向每單位距離上降低的電勢。-8-知識梳理考點自診1.(多選)關于電勢差的計算公式,下列說法正確的是 ()D.電場中A、B兩點間的電勢差UAB等于把正電荷q從A點移動到B點時電場力所做的功 答案解析解析關閉 答案解析關閉-9-知識梳理考點自診2.(多選)(2017河北衡水期末)關于靜電場的電場強度和電勢,下列說法正確的是()A.電場強度的方向處處與等勢面垂直B.電場強度為零的地方,電勢也為零C.隨著電場強度的大小逐漸減小,電勢也逐漸降低D.任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向 答案解析解析關閉電場中電場強度為零的位置是絕對的,而電勢為零的位置是人為選取的,電場強度的大小表征著電勢隨空間的變化率,而與電勢的大小無關,故B錯誤。由沿電場線方向電勢降低,可知電勢的升降取決于電場強度的方向,而與電場強度的大小無關,故C錯誤。 答案解析關閉AD-10-知識梳理考點自診3.(2017甘肅白銀會寧縣期中)如圖所示,在E=500V/m的勻強電場中,a、b兩點相距d=2cm,它們的連線跟電場強度方向的夾角是60,則Uab等于()A.5VB.10VC.-5VD.-10V 答案解析解析關閉在電場線方向上a、b兩點間的距離(或a、b兩點所在等勢面間的距離)為d=dcos60=1cm,則|Uab|=Ed=50010-2V=5V。由題圖可知ab,故UabEbB.c大于25VC.c小于25VD.EaEb;由U=Ed可知電勢為25V的等勢面應在c點的左邊,所以c點的電勢應小于25V,故選項A、C正確。 答案解析關閉AC-25-命題點一命題點二命題點三命題點四5.(多選)(2017廣東惠州二模)空間存在平行于x軸方向的靜電場,其電勢隨x的分布如圖所示。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電的粒子從坐標原點O由靜止開始,僅在電場力作用下沿x軸正方向運動。則下列說法正確的是()A.該粒子帶正電荷B.空間存在的靜電場電場強度E是沿x軸正方向均勻減小的C.該粒子從原點O運動到x0過程中電勢能是減小的 答案解析解析關閉 答案解析關閉-26-命題點一命題點二命題點三命題點四等勢面及運動軌跡問題等勢面及運動軌跡問題1.幾種常見的典型電場的等勢面比較-27-命題點一命題點二命題點三命題點四-28-命題點一命題點二命題點三命題點四2.在電場中帶電粒子運動軌跡問題的分析方法(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲),從而分析電場方向或電荷的正負。(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向,確定靜電力做功的正負,從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等。(3)根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。-29-命題點一命題點二命題點三命題點四例3(多選)(2017天津卷)如圖所示,在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,實線MN是一條方向未標出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是()A.電子一定從A向B運動B.若aAaB,則Q靠近M端且為正電荷C.無論Q為正電荷還是負電荷一定有EpAaB,則場源電荷必在M端,一定為正電荷,故B正確;電子從A運動到B做減速運動,電場力做負功,電勢能增加,故EpA2=01D.x2x3段的電場強度大小、方向均不變 答案解析解析關閉 答案解析關閉