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高中物理《电场能的性质》复习学案 新人教版选修3-1

1．静电力做功的特点

(1)在电场中移动电荷时电场力做功与 无关，只与 有关，可 见静电力做功与 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，等于静电力把它从该点移到 位置时所做的功．

(2)静电力做功与电势能变化的关系

静电力做的功等于 ，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 表面的电势能规定为零．

★电场力做功与电势能的变化

(1)电场力做功与路径无关，与重力做功十分相似．

(2)电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷的电势能增加．电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值．

(3)电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量是确定的，因此移动电荷做功的数值也是确定的，所以电势能的变化仅与电场力做功有关，与是否有其它力的作用及运动性质都没有关系，且仅由电场力做功来量度，即W＝－ΔEp.

1.如图6－2－1所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动．已知金属块在移动的过程中，力F做功32 J，金属块克服电场力做功8 J，金属块克服摩擦力做功16 J，重力势能增加18 J，则在此过程中金属块的( ) A．动能减少10 J B．电势能增加24 J C．机械能减少24 J D．内能增加16 J

1．电势：(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的 与 的比值．

(2)定义式： .

(3)矢标性：电势是 ，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势 比 高(低)．

(4)相对性：电势具有 ，同一点的电势因 的选取的不同而不同．

2．等势面：(1)定义：电场中 的各点组成的面．

(2)特点：①等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向 ． ②在 上移动电荷时电场力不做功．

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③电场线总是 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 ．

★电场线、场强、电势、等势面它们之间有何关系？

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．

2．电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低． 3．等势面与电场线的关系

(1)电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面． (2)电场线越密的地方，等势面也越密．

(3)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．

4．场强数值与电势数值无直接关系：场强大(或小)的地方电势不一定大(或小)，零电 势可人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定．

2.位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图6－2－2所示，图中实线表示等势线，则( ) A．a点和b点的电场强度相同

B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功

D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大

1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时， WAB与 的比值． 2．定义式：UAB＝ .

3．电势差与电势的关系：UAB＝ . 4．单位： ，符号 .

5．影响因素：电势差UAB由 决定，与移动的电荷q及电场力做功WAB ，与零势点的选取 ．

3．将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1＝6×10J，若将一个等量的

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负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2＝7×10J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系( )

A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0 C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0

【例1】 如图6－2－3所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是( )

A．M点电势一定高于N点电势

B．M点场强一定大于N点场强

C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功

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1．计算电场力做功常有哪些方法

(1)WAB＝qUAB(普遍适用) (2)W＝qE·x·cosθ(适用于匀强电场) (3)WAB＝－ΔEp(从能量角度求解) (4)W电＋W非电＝ΔEk(由动能定理求解) 2．电势能增减的判断方法

做功法：无论电荷是正是负，只要电场力做正功，电荷的电势能就减少； 电场力做负功，电荷的电势能就增加． 3．电势高低的判断

(1)据电场线的方向：沿电场线方向，电势越来越低．

(2)据电场力做功的方法：据定义式UAB＝WAB/q，将WAB、q的＋、－代入，由UAB的＋、－可判电势高低．

1－1. 如图6－2－4所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空 中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点，则( )

A．粒子受电场力的方向一定由M指向N B．粒子在M点的速度一定比在N点的大

C．粒子在M点的电势能一定比在N点的大 D．电场中M点的电势一定高于N点的电势

1－2 如图6－2－5所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷

＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是( )

A．O点电场强度为零 B．D点电场强度为零

C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大 D．若将点电荷－q从O移向C，电势能增大

【例2】如图6－2－6所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为

等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同

的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则( )

A．a一定带正电，b一定带负电 B．a加速度减小，b加速度增大 C．MN电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|

D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小