2014高考物理一輪復(fù)習(xí)總教案82 電場(chǎng)能的性質(zhì)

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1、第2課 電場(chǎng)能的性質(zhì)(電勢(shì)) 一、電勢(shì)差U （是指兩點(diǎn)間的） ①定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)檢驗(yàn)電荷q（從A→B），電場(chǎng)力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，UAB=WAB/q 是標(biāo)量．UAB的正負(fù)只表示兩點(diǎn)電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低。UAB為正表示A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)。 ②數(shù)值上=單位正電荷從A→B過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。 ③等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=φA－φB ④在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB= EdE (dE表示沿電場(chǎng)方向上的距離) 意義：反映電場(chǎng)本身性質(zhì)，取決于電場(chǎng)兩點(diǎn)，與移動(dòng)的電荷無(wú)關(guān)，與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)， 電勢(shì)差對(duì)應(yīng)靜電力做功， 電能其它形式的能。 電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)非靜電力

2、做功 電能其它形式的能 點(diǎn)評(píng)：電勢(shì)差很類似于重力場(chǎng)中的高度差．物體從重力場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差h＝W/G． 二、電勢(shì)（是指某點(diǎn)的）描述電場(chǎng)能性質(zhì)的物理量。 必須先選一個(gè)零勢(shì)點(diǎn)，（具有相對(duì)性）相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)而言，常選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地作為零電勢(shì)。 正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正，負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)。 ①定義：某點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)的電勢(shì)差叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，是標(biāo)量． ②在數(shù)值上=單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功. 特點(diǎn)： ⑴ 標(biāo)量：有正負(fù)，無(wú)方向，只表示相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)比較的結(jié)果。 ⑵ 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)由電場(chǎng)本身因素決定，與檢驗(yàn)電

3、荷無(wú)關(guān)。與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。 ⑶ 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，逆。。。。。。（但場(chǎng)強(qiáng)不一定減小）。沿E方向電勢(shì)降得最快。 ⑷ 當(dāng)存在幾個(gè)場(chǎng)源時(shí)，某處合電場(chǎng)的電勢(shì)等于各個(gè)場(chǎng)源在此處產(chǎn)生電勢(shì)代數(shù)和的疊加。 電勢(shì)高低的判斷方法：1根據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷；2電場(chǎng)力做功判斷；3電勢(shì)能變化判斷。 點(diǎn)評(píng)：類似于重力場(chǎng)中的高度．某點(diǎn)相對(duì)參考面的高度差為該點(diǎn)的高度． 注意：(1) 高度是相對(duì)的．與參考面的選取有關(guān)，而高度差是絕對(duì)的與參考面的選取無(wú)關(guān)．同樣電勢(shì)是相對(duì)的與零電勢(shì)的選取有關(guān)，而電勢(shì)差是絕對(duì)的，與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)． (2) 一般選取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零．當(dāng)零電勢(shì)選定以后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為定值．

4、 (3) 電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=φA－φB,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低. 三、電勢(shì)能E 1概念：由電荷及電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能量，叫電荷的電勢(shì)能。 電勢(shì)能具有相對(duì)性，與零參考點(diǎn)的選取有關(guān)(通常選地面或∞遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)) 特別指出：電勢(shì)能實(shí)際應(yīng)用不大，常實(shí)際應(yīng)用的是電勢(shì)能的變化。 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能=把電荷從此點(diǎn)移到電勢(shì)能零處電場(chǎng)力所做的功。E=q φA→0 四、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能 1．電勢(shì)能：電場(chǎng)中電荷具有的勢(shì)能稱為該電荷的電勢(shì)能．電勢(shì)能是電荷與所在電場(chǎng)所共有的。 2．電勢(shì)能的變化：電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加．

5、重力勢(shì)能變化：重力做正功重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加． 3. 電場(chǎng)力做功：由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向去判斷(4種情況)功的正負(fù)電勢(shì)能的變化（重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)） 正、負(fù)電荷沿電場(chǎng)方向和逆電場(chǎng)方向的4種情況。（上課時(shí)一定要搞清楚的，否則對(duì)以后的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難） 電場(chǎng)力做功過(guò)程就是電勢(shì)能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過(guò)程（電勢(shì)差），做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)化的多少。 W=FSCOS(勻強(qiáng)電場(chǎng)) W=qEd (d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離) W=qU=-△Ep，U為電勢(shì)差，q為電量． 重力做功：W＝Gh，h為高度差，G為重量． 電場(chǎng)力做功跟路徑無(wú)關(guān)，是由初末位置的電勢(shì)差與電量決定 重力做功跟路徑

6、無(wú)關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定． 四、等勢(shì)面、線、體 1．電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的面為等勢(shì)面． 2．特點(diǎn) (1) 各點(diǎn)電勢(shì)相等，等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零， 在特勢(shì)面上移動(dòng)電荷(不論方式如何,只要起終點(diǎn)在同一等勢(shì)面上)電場(chǎng)力不做功 電場(chǎng)力做功為零，路徑不一定沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)，但起點(diǎn)、終點(diǎn)一定在同一等勢(shì)面上。 (2) 畫法規(guī)定：相領(lǐng)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等等差等勢(shì)面的蔬密可表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱． (3) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，其表面為等勢(shì)面．E內(nèi)=0，任兩點(diǎn)間UAB=0 越靠近導(dǎo)體表面等勢(shì)面越密，形狀越與導(dǎo)體形狀相似，等勢(shì)面越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大，曲率

7、半徑越小(越尖)的地方，等勢(shì)面(電場(chǎng)線)都越密,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。 (4) 勻強(qiáng)電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距離相等，點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距不相等，越向外距離越大． (5) 等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等． (6) 電場(chǎng)線⊥等勢(shì)面，且由電勢(shì)高的面指向電勢(shì)低的面，沒(méi)電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。 (7) 兩個(gè)等勢(shì)面永不相交． 規(guī)律方法 1、一組概念的理解與應(yīng)用 電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)強(qiáng)度都是用來(lái)描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理，，它們之間有十分密切的聯(lián)系，但也有很大區(qū)別，解題中一定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進(jìn)行比較 （1）電勢(shì)與電勢(shì)能比較： 電勢(shì)φ 電勢(shì)能ε

8、1 反映電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量 荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)所具有的電勢(shì)能 2 電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)φ的大小，只跟電場(chǎng)本身有關(guān)，跟點(diǎn)電荷無(wú)關(guān) 電勢(shì)能的大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢(shì)φ共同決定的 3 電勢(shì)差卻是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，ΔU=φA－φB，取φB=0時(shí)，φA=ΔU 電勢(shì)能差Δε是指點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)能之差Δε=εA－εB=W，取εB=0時(shí)，εA=Δε 4 電勢(shì)沿電場(chǎng)線逐漸降低，取定零電勢(shì)點(diǎn)后，某點(diǎn)的電勢(shì)高于零者，為正值．某點(diǎn)的電勢(shì)低于零者，為負(fù)值 正點(diǎn)荷（十q）：電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相同 負(fù)電荷（一q）：電勢(shì)能的正負(fù)限電勢(shì)的正負(fù)相反 5 單位：伏特 單位：焦耳

9、 6 聯(lián)系：ε=qφ，w=Δε=qΔU （2）電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的對(duì)比 電場(chǎng)強(qiáng)度E 電勢(shì)φ 1 描述電場(chǎng)的力的性質(zhì) 描述電場(chǎng)的能的性質(zhì) 2 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于放在該點(diǎn)的正點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力F跟正點(diǎn)電荷電荷量q的比值·E=F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場(chǎng)力 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢(shì)點(diǎn)）間的電勢(shì)差，φ=ε/q，φ在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢(shì)能 3 矢量 標(biāo)量 4 單位：N/C;V/m V（1V=1J/C） 5 聯(lián)系：①在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB=Ed (d為A、B間沿電場(chǎng)線方向的距離）． ②電勢(shì)沿著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向降落

10、2、 公式E=U/d的理解與應(yīng)用 (1)公式E=U/d反映了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系，由公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向． (2)公式E=U/d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，且d表示沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面的范離． (3)對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)，此公式也可用來(lái)定性分析，但非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，各相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為一定值時(shí)，那么E越大處，d越小，即等勢(shì)面越密． 3、 電場(chǎng)力做功與能量的變化應(yīng)用 電場(chǎng)力做功，可與牛頓第二定律，功和能等相綜合，解題的思路和步驟與力學(xué)中的完全相同，但要注意電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)——與路徑無(wú)關(guān) 內(nèi)容總結(jié) （1）第2課 電場(chǎng)能的性質(zhì)(電勢(shì)) 一、電勢(shì)差U （是指兩點(diǎn)間的） = 1 \* GB3①定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移動(dòng)檢驗(yàn)電荷q（從A→B），電場(chǎng)力做的功WAB跟其電量q的比值叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，UAB=WAB/q 是標(biāo)量．UAB的正負(fù)只表示兩點(diǎn)電勢(shì)誰(shuí)高誰(shuí)低 （2）= 2 \* GB3②數(shù)值上=單位正電荷從A→B過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功