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必修3 静电场 7.2电场能的性质（1） 学案37 姓名_______班级_______学号_______ 【复习目标】 1.说出电势能的定义、电场力做功和电势能的关系。 2.说出电势的定义和特点。 3.说出等式面的特点、电势和等势面的联系。 4.能够画出几种常见的等势面图。 5.说出电势差的定义和特点。 6.说出匀强电场电势差和电场强度的关系。 【复习重点】 1.电场力做功与电势能的关系 2.电势差与电场强度的关系 【复习难点】 1.电势、电势能的求解 2.电势差与电场强度的关系 易错易混点： 1.注意两种计算电场力做功的公式：W=qEd只适用于匀强电场，而WAB=qUAB适用于任何电场 2.注意电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷和所放电荷的电荷量及其他电势能均无关 3.正电荷在电势能大的位置电势高，负电荷在电势能大的位置电势低 【知识点归纳】 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与 无关，只与 有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。 ②WAB＝ ，适用于任何电场。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有势能，数值上等于将电荷从该点移到 时静电力所做的功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力 等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 3．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。 (2)定义式：φ＝ 。 (3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其 表示该点电势比零电势高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取 的不同而不同。 4．等势面 (1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。 (2)四个特点 ①等势面一定与电场线 。 ②在同一等势面上移动电荷时电场力 。 ③电场线方向总是从 的等势面指向 的等势面。 ④等差等势面越密的地方 越大，反之越小。 5．电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B，电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值。 (2)定义式：UAB＝ 。 (3)电势差与电势的关系：UAB＝ ，UAB＝ 。 (4)影响因素 电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。 6．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：U＝ ，其中d为电场中A、B两点间 的距离。 (2)电场强度的方向和大小 电场中，场强方向是指电势降落 方向。在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。 (判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”) 1．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。( ) 2．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( ) 3．电势降低的方向是电场强度的方向。( ) 4．电场线与等势面在相交处垂直。( ) 5．带电粒子只在电场力作用下一定从电势高的地方向电势低的地方运动。( ) 【典型例题】 考点一、电势高低及电势能大小的比较 学法指导：电场力做功与电势能的关系。 例题1、如图所示，真空中等量正点电荷放置在M、N两点，在MN连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是(　　) A．电荷＋q在c点的电势能大于在a点的电势能 B．电荷＋q在c点的电势能小于在a点的电势能 C．在MN连线的中垂线上，O点电势最高 D．电荷－q从d点由静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大 考点二、匀强电场中电势差与电场强度的关系 学法指导：匀强电场中E=Ud，d指元电场强度的方向上的距离 例题2、(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是(　　) A．电场强度的大小为2.5 V/cm B．坐标原点处的电势为1 V C．电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV 知识结构构建 解题方法 （1）.判断电场力做功的正负 ①根据电场力与速度夹角：夹角是锐角，电场力做正功。夹角是钝角，电场力做负功。 ②根据WAB＝qUAB：由q和UAB的正负，判断WAB的正负。 （2）.判断电势能的变化 ①根据电场力做功：电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。 ②根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高电势能越小。 （3）判断电势高低 ①根据电场线：沿电场线的方向电势降低。 ②根据UAB＝：判断UAB正负，确定φA和φB的高低。 【训练检测】 1、 (多选)等量异种点电荷电场线的分布如图所示，OO′是两点电荷连线的中垂线，一带电粒子仅在电场力作用下从a处沿虚线轨迹运动到b，则(　　) A．a处的电势小于b处的电势 B．粒子在a处的电势能小于在b处的电势能 C．粒子在a处的加速度大小大于在b处的加速度大小 D．粒子在b处的速率大于在a处的速率 2.库在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的E－x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向)。对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是(　　) A．两点场强相同，c点电势更高 B．两点场强相同，d点电势更高 C．两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势高 D．两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低 3.(多选)如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P和F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶 点，F为MN的中点，∠M＝30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示， 已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内， 则(　　) A．点电荷Q一定在MP连线上 B．连接PF的线段一定在同一个等势面上 C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 D．φP大于φM 4、如图所示，一圆环上均匀分布着负电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是(　　) A．从O点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小，电势一直降低 B．从O点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小，电势先降低后升高 C．O点的电场强度为零，电势最低 D．O点的电场强度不为零，电势最高 5、(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是(　　) A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 【预习指导与要求】 计算静电力做功有哪几种方法？分别要注意哪些易错点？ 等势面有哪四个特点？ 说出电场强度与电势差的关系，电势与电势差的关系，电场力做功与电势差的关系等 判断电场力做正负功的方法是什么？判断电势能变化的方法是什么？判断电势高低的方法是什么？

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