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1、第2講 電場的能的性質,威中物理備課組 2012.11,教學目標,1.知道電勢、電勢能. 2.理解電勢差。 3.知道電勢差與電場強度的關系。 4.理解電場力做功與電勢能變化之關系。,1.定義：電荷在電場中，由一點A移到另一點B時，______ ____與移動電荷的______的比值．,電勢差 Ⅱ(考綱要求),2．定義式：UAB＝ .,電場力,做功,電荷量,3．電勢差與電勢的關系：UAB＝_______， UAB＝－UBA. 4．影響因素：電勢差UAB由電場本身的性質決定，與移動 的電荷q及電場力做的功WAB_____，與零電勢點的選取 _____.,無關,φA－φB,無關,電勢能 (

2、1)電場力做功 ①特點：電場力做功與____無關，只與___________有關． ②計算方法 a．W＝qEd，只適用于勻強電場，其中d為沿________的距離． b．WAB＝qUAB，適用于_________．,電勢能、電勢 Ⅰ(考綱要求),1.,路徑,初、末位置,電場方向,任何電場,(2)電勢能 ①定義：電荷在____中具有的勢能，數(shù)值上等于將電荷從該點移到______位置時電場力所做的功． ②電場力做功與電勢能變化的關系：電場力做的功等于 ______________，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp. 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，叫做這一點的電勢

3、，用φ表示．在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移到零電勢時______________，電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有正負．,2．,零勢能,電場,(3)單位：伏特(V),(4)電勢與電場線的關系：沿電場線方向 電勢降低．(電場線指向電勢降低最快的方向),電勢能的減小量,電場力所做的功,(5)零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇__關，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇． (大地或無窮遠默認為零) 等勢面 (1)定義：電場中電勢相同的各點構成的面叫做等勢面． (2)等勢面的特點 ①等勢面一定和電場線垂直． ②等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷時電場力不做功． ③電場線總是由

4、電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面． ④電場線越密的地方，等差等勢面越密.,3．,有,電勢差與電場強度的關系式：UAB＝Ed，其中d為電場中兩點間___________的距離．(如圖6－2－1所示) 電場強度的方向和大小：電場中，電場強,勻強電場中電勢差與電場強度的關系 Ⅰ(考綱要求),圖6－2－1,1．,2．,沿電場方向,度方向是指_________最快的方向．在勻強電場中，電場強度在數(shù)值上等于沿____方向每單位距離上降低的電勢．,電勢降低,電場,●特別提醒 (1)U＝Ed只適于勻強電場的定量計算. (2)在非勻強電場中也可用U＝Ed定性判斷電勢差的大小.,靜電感應、靜電平衡：把金屬導體放在

5、外電場中，導體內的自由電子受電場力作用而_________，使導體的兩面出現(xiàn)等量的_____電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應；當導體內自由電子的定向移動_____時，導體處于靜電平衡狀態(tài)． 靜電屏蔽 金屬殼或金屬網罩所包圍的區(qū)域，不受_____電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽．,靜電現(xiàn)象的解釋 Ⅰ(考綱要求),1.,2．,發(fā)生遷移,異種,停止,外部,下列關于電荷在電場中電勢能的說法正確的是 ( )． A．電荷在電場強度大的地方，電勢能一定大 B．電荷在電場強度為零的地方，電勢能一定為零 C．電荷只在電場力的作用下從某點移動到另一點，電荷 的電勢能一定減少 D．電荷只在電場力的作用下從某點移動到另一點

6、，電荷 的電勢能可能增加，也可能減少,1．,答案 D,下列說法正確的是 ( )． A．A、B兩點的電勢差等于將正電荷從A點移到B點時電 場力所做的功 B．電勢差是一個標量，但是有正值或負值之分 C．由于電場力做功跟移動電荷的路徑無關，所以電勢差 也跟移動電荷的路徑無關，只跟這兩點的位置有關 D．A、B兩點的電勢差是恒定的，不隨零電勢面的不同而 改變，所以UAB＝UBA,2．,答案 BC,(2012重慶模擬)如圖6－2－2所示，正點電荷Q產生的電場中，已知A、B間的電勢差為U，現(xiàn)將電荷量為q的正點電荷從B移到A，則 ( )． A．外力克服電場力做功QU，電勢 能增加qU B．外力克

7、服電場力做功qU，電勢 能增加QU,3．,圖6－2－2,C．外力克服電場力做功qU，電勢能增加qU D．外力克服電場力做功QU，電勢能減少QU,答案 C,(2012湖北宜昌高三檢測)如圖6－2－3所示是一個勻強電場的等勢面，每兩個相鄰等勢面相距2 cm，由此可以確定電場強度的方向和數(shù)值是 ( )． A．豎直向下，E＝100 V/m B．水平向左，E＝100 V/m C．水平向左，E＝200 V/m D．水平向右，E＝200 V/m,圖6－2－3,4．,答案 B,(2012江蘇鹽城、泰州聯(lián)考) 如圖6－2－4所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝U

8、bc，實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點．據此可知 ( )． A．三個等勢面中，c的電勢最高 B．帶電質點通過P點時的電勢能較Q點大 C．帶電質點通過P點時的動能較Q點大 D．帶電質點通過P點時的加速度較Q點大,圖6－2－4,5．,答案 ABD,1．電場線與電場強度的關系：電場線越密的地方表示電 場強度越大，電場線上每點的切線方向表示該點的電 場強度方向． 2．電場線與等勢面的關系：電場線與等勢面垂直，并從 電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面． 3．電場強度數(shù)值與電勢數(shù)值無直接關系：電場強度大(或 小)的地方電勢不一定大(或小)，零

9、電勢可人為選取， 而電場強度是否為零則由電場本身決定．,考點一 電場線、電場強度、電勢、等勢面之間的關系,第二課時,4．幾種常見的典型電場的等勢面比較,如圖6－2－5所示，實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的電荷運動軌跡，a、b為運動軌跡上的兩點，可以判定 ( )． A．電荷在a點速度大于在b點速度 B．電荷為負電荷 C．電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能 D．a點的電勢低于b點的電勢,【典例1】,圖6－2－5,答案 C,1．電勢高低的三種判斷方法,2．電勢能高低的四種判斷方法,等量同種帶正電的點電荷的連線和其中垂 線如圖6－2－6所示．一個帶負電的試探電荷，先從圖中a點沿直線移到b點

10、，再從b點沿直線移到c點，則 ( )． A．試探電荷所受電場力的方向一直不變 B．試探電荷所受電場力的大小一直增大 C．試探電荷的電勢能一直減少 D．a、b、c三點的電勢為：φa<φb<φc,【變式1】,圖6－2－6,答案 CD,如圖6－2－8所示，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線的,【變式2】,圖6－2－8,方向由a到c，a、b間距離等于b、c間距離．用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度，可以判定 ( )． A．φa＞φb＞φc B．φa－φb＝φb－φc C．Ea＞Eb＞Ec D．Ea＝Eb＝Ec 答案 A,1．若只有電場力

11、做功―→電勢能與動能之和保持不變； 2．若只有電場力和重力做功―→電勢能、重力勢能、動 能之和保持不變； 3．除重力之外，其他各力對物體做的功―→等于物體機 械能的變化． 4．所有力對物體所做的功―→等于物體動能的變化．,考點二 電場中的功能關系,如圖6－2－7所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量分別為＋Q和－Q，A、B相距為2d.MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球p，質量為m、電荷量為＋q(可視為點電荷，不影響電場的分布．)現(xiàn)將小球p從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下,【典例2】,圖6－2－7,運動到距C點距離為d的O

12、點時，速度為v.已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g.可知 ( )．,答案 D,1.電場力做功的計算方法 (1)由公式W=Flcos θ計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為W=qElcos θ. (2)由W=qU來計算，此公式適用于任何形式的靜電場. (3)由動能定理來計算：W電場力+W其他力=ΔEk. (4)由電勢能的變化計算：W=Ep1-Ep2. 2.帶電粒子在電場中做曲線運動時正負功的判斷 (1)粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向，粒子受力方向一定沿電場線指向軌跡凹側. (2)電場力與速度方向間夾角小于90，電場力做正功；夾角大于90，電場力做負功.,A．

13、物體克服電場力做功qEs B．物體的電勢能減少了0.8qEs C．物體的電勢能增加了qEs D．物體的動能減少了0.8qEs,【變式3】,答案 ACD,發(fā)散思維又稱擴散思維或求異思維．是指大腦在思維時呈現(xiàn)的一種擴散狀態(tài)的思維方法，能使所掌握的知識進行多維拓展，它是創(chuàng)造性思維的主要模式之一．“一式二結論”巧解電場強度與電勢差相關的問題．,課外延伸：發(fā)散思維,結論2 勻強電場中若兩線段AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如圖6－2－11所示.,圖6－2－10,圖6－2－11,【典例】 (單選)(2009遼寧、寧夏理綜) 空間有一勻強電場，在電場中建立 如圖6－2－12所示的直角坐標系O－ xyz，M、N、P為電場中的三個點， M點的坐標(0，a,0)，N點的坐標為 (a,0,0)，P點的坐標為 已 知電場方向平行于直線MN，M點電勢為0，N點電勢為 1V，則P點的電勢為 ( )．,圖6－2－12,,答案 D,