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1、電場能的性質(zhì),要點疑點考點,課 前 熱 身,能力思維方法,延伸拓展,油田高中 李勇,要點疑點考點,一、電勢差與電勢 1.電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力做功與電量的比值WAB/q，叫做A、B兩點間的電勢差.用公式表示即為：UAB=WAB/q 2.電勢差是描述電場中能的性質(zhì)的物理量，它只與電場本身的性質(zhì)有關(guān)，與試探電荷和零電勢面的選取無關(guān)，是個絕對量.,要點疑點考點,3.電勢也是描述電場基本性質(zhì)的物理量，是相對量.電場中某點的電勢，等于單位正電荷由該點移動到參考點（即零電勢點）時電場力所做的功.在一個靜電場中，只有規(guī)定了零電勢后才能確定其他各點的電勢.通常取無窮遠(yuǎn)處電勢為0；實際應(yīng)
2、用中常取大地電勢為0. 4.電勢差、電勢的單位都為V，1V=1J/C.,要點疑點考點,5.電勢差、電勢都是標(biāo)量，但有正負(fù).電勢的正、負(fù)表示比零電勢高還是低；電勢差規(guī)定為UAB=A- B，其正負(fù)表示A、B兩點電勢的高低關(guān)系，顯然，UAB=-UBA 6.電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面，也是人為假想的一種描述手段，實際不存在.,要點疑點考點,二、電勢能及電場力做功W與電勢能變化的關(guān)系 1.電荷在電場中具有電勢能.一個電量為q的電荷處在電勢為的地方時，它具有的電勢能可用= q計算.具體計算時，、q、都有正負(fù).由于電勢具有相對性，故電勢能的值也只有相對意義. 2.如果規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則正點
3、電荷中電勢都為正值.正負(fù)電荷在其中的電勢能就分別是正值和負(fù)值.負(fù)點電荷電場中各點電勢卻為負(fù)值.正、負(fù)電荷在其中的電勢能就分別是負(fù)值和正值.,要點疑點考點,3. 與W間關(guān)系：電場力作正功，電勢能減少；電場力作負(fù)功，電勢能增加，即W=-. 4.勻強電場中可用W=Fscos計算電場力做功. 5.在一切電場中計算電場力做功均可使用公式：WAB=qUAB，具體計算時，q、UAB均有正負(fù)，故計算得到的WAB也有正負(fù). 6.電場力做功與重力作功一樣，只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān).,要點疑點考點,三、電場線與等勢面、場強與電勢差的關(guān)系 1.電場線方向也可以反映電場中各點電勢高低，沿電場線方向電勢降低，而且是降
4、低最快(空間比較)的方向. 2.電場線總與等勢面垂直；按相同標(biāo)準(zhǔn)，電場線越密的地方，等勢面也越密.,要點疑點考點,3.在同一等勢面上，任何兩點之間的電勢差一定為0，移動電荷時電場力做功也一定為0. 4.電場中某一點的電勢大小與場強大小無直接關(guān)系，但勻強電場中兩點之間，有U=Ed，式中各量都以絕對值代入，d指兩點之間沿場強方向的距離.,,課 前 熱 身,1.下列說法中正確的是(D) A.電場線密處場強大，電勢高 B.沿電場線方向場強減少，電勢降低 C.在電勢高處電荷具有的電勢能大 D.場強為0處，電勢不一定為0,課 前 熱 身,2.關(guān)于電場強度的概念，下列說法中正確的是(AD) A.電場強度的方
5、向是指向電勢降低最快的方向 B.電場強度的方向是指向電勢降低最大的方向 C.電場強度在數(shù)值上等于電勢差與距離的比值 D.電場強度在數(shù)值上等于沿勻強場強方向每單位距離上的電勢差,課 前 熱 身,3.把一試探電荷q=10-10C放在某一電場中A點，具有電勢能為10-8J，則該點的電勢為A= 100V ；若在該點放入另一電荷q=210-10C，則該點電勢為A= 100V .,課 前 熱 身,4.在上一課時的“課前熱身”第4題的四個圖中分別畫出電勢差依次相等的幾個等勢面的大致分布，并比較每一個圖中各點電勢的高低變化情況.,,能力思維方法,【例1】如圖9-2-1所示，P、Q是兩個電量相等的正的點電荷，它
6、們連接的中點是O，A、B是中垂線上的兩點，OAOB.用EA、EB、A、B分別表示A、B兩點的場強和電勢，則( ),能力思維方法,A.EA一定大于EB，A一定大于B B.EA不一定大于EB，A一定大于B C.EA一定大于EB，A不一定大于B D.EA不一定大于EB，A不一定大于B,能力思維方法,【解析】點電荷的場強E=kq/r2是矢量，所以A、B兩點的場強是P、Q兩點在該處產(chǎn)生場強的矢量和.A點距P、Q兩點距離小于B點距P、Q兩點距離，但同時兩矢量的夾角A點的較B點的要大，所以EA不一定大于EB，排除A、C選項.由等量同種電荷產(chǎn)生的電場中電場線分布可知此題中A、B段場強方向為由A指向B所以AB.
7、 【答案】B,能力思維方法,【解題回顧】關(guān)于A、B兩點場強的比較還可以根據(jù)這條中垂線上場強的大小關(guān)系比較，O點和無窮遠(yuǎn)處場強為0，沿此中垂線由O點到無窮遠(yuǎn)處場強應(yīng)先增大后減小，A、B兩點分別處在哪一階段呢?,能力思維方法,【例2】如圖9-2-2所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為A=15V, B=3V, C=-3V,由此可得D點電勢D= 9 V.,能力思維方法,【解析】點如圖9-2-3所示，連接A、C兩點，取D、B為AC的三等分點，UAC=18V，D點電勢為9V，B電勢為3V，B點與B點等勢，將等勢的兩點連起成一等勢面BB，連接DD，可以證明DD
8、BB.所以DD也是一個等勢面，所以D點電勢D= D=9V.,能力思維方法,【解題回顧】根據(jù)已知幾個點電勢值，利用等分法在電場中找等勢點，是解決此類問題的最基本也是最有效的方法，但不是惟一方法.例如，由本題條件可知該電場方向為斜向下，設(shè)場強E與AB成角，正方形邊長為d，如圖9-2-4所示，,能力思維方法,則UBC=Edsin=3-(-3)=6V，UAD=Edsin=15-UD.由兩式可解得UD=9V，另外，還可根據(jù)勻強電場沿任何同一方向在空間上是均勻變化的，所以有UAB=UDC，也可求得UD=9V.可見只要對所學(xué)知識靈活運用，方法是很多的.,能力思維方法,【例3】如圖9-2-5所示，光滑絕緣細(xì)桿
9、豎直放置，它與以正點電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點，質(zhì)量為m，帶電量為-q的有孔小球從桿上A點無初速度下滑.已知q
10、程中，電場力對小球做功W電=qUAB，所以: UAB=W電/q=(1/2mgh)/q=mgh/2q,能力思維方法,【解題回顧】W=qU在非勻強電場中也同樣適用，這是在電學(xué)中處理變力做功的有力武器，另外，常見電場的一些特點(如本題中B=C)也是解題的關(guān)鍵條件.,,延伸拓展,【例5】如圖9-2-7所示，在水平桌面上放置一個由兩根絕緣棒組成的“V”形豎直導(dǎo)軌，棒上各穿上一個可沿棒無摩擦滑動的、質(zhì)量為m=40g、帶電量為q=210-6C的正電荷小球(可看做點電荷)，將小球從同一高度(0.05m)的A、B兩點由靜止釋放(g=10m/s2).,延伸拓展,(1)兩小球相距多遠(yuǎn)時速度達(dá)到最大. (2)兩球同
11、時到達(dá)最高點時相距L=1.8m，系統(tǒng)電勢能比釋放時少多少?,延伸拓展,【解析】(1)設(shè)兩球相距L1時速度達(dá)最大，此時合力為0，其中一個小球受力如圖9-2-8所示，F(xiàn)A為A球受庫侖力，則： FA=mgtan45=mg 由庫侖定律：FA=kq1q2/L1,延伸拓展,由、得:,延伸拓展,(2)兩球達(dá)最高點時速度為0，釋放時離桌面高度為h1=0.05m，最高點時離桌面高度為h2=L/2tan45，則兩球在上升過程的能量變化情況為：動能的變化Ek=0，重力勢能的變化量Ep=2mg(h2-h1).設(shè)電勢能變化量為，則由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知： Ek +Ep+=0，則： =-Ep=2mg(h1-h2) =-24010-310(1.8/2tan45-0.05)=-0.68J. 即系統(tǒng)的電勢能減少了0.68J.,,
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