电场能一轮复习用

三维设计·高三物理（人教版）
第 3 课时
电场能的性质
课前考点自清
一、电势能 1．电场力做功的特点：电场力做的功只与电荷的
初、末位置 有关，与电荷运动的 路径 无关． ___________有关 与电荷运动的_____无 有关，
2．电势能的定义：电荷在电场中具有的能． ．电势能的定义：电荷在电场中具有的能． 3．电场力做功与电势能变化的关系：(1)电势能变化的数值 ．电场力做功与电势能变化的关系： 电势能变化的数值
A
负电移的方向相同，电场力做正功． 移的方向相同，电场力做正功．这时电势能 E 转化为其他形式的能量， 转化为其他形式的能量，电势能减少
·
B
·
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在静电场中， 例3. 在静电场中，关于场强和电势的 说法正确的是 [ D ] A．电场强度大的地方电势一定高 B．电势为零的地方场强也一定为零 C．场强为零的地方电势也一定为零 D．场强大小相同的点电势不一定相同
·B ·A
E
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例2：在图示的电场中，已知A、B两点间的电势差UAB = -10V． 在图示的电场中，已知A 两点间的电势差U 10V． 电荷q +4× 点移动到B a. 电荷q = +4×10-9 C由A点移动到B点，电场力所做的功是多 电势能是增加还是减少？ 少？电势能是增加还是减少？ 电荷q =－ 点移动到B b. 电荷q =－2×10-9 C由A点移动到B点，电场力所做的功是 多少？电势能是增加还是减少？ 多少？电势能是增加还是减少？ +4× 解：a．电荷q = +4×10-9 C由 A点移动到 B点，电场力所做的 电荷q =4× 功为 WAB=qUAB=4×10-9 ×(-10)= - 4×10-8J 正电荷由A点移动到B点，电场力的方向与位移的方向相反；电 正电荷由A点移动到B 电场力的方向与位移的方向相反； 场力做负功，即克服电场力做功． 场力做负功，即克服电场力做功．这时其他形式的能量转化为 电势能，电势能增加． 电势能，电势能增加． 点移动到B b．电荷q=－2×10－9 C由A点移动到B点，电场力所做的功为 电荷q=－ q= 10)=2× WAB=qUAB=-2×10-9 ×(-10)=2×10-8J
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质量为m 电量为q的质点, 质量为m、电量为q的质点,在静电 力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B 力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点, 其速度方向改变的角度为θ(弧度),AB弧长为s. θ(弧度),AB弧长为 其速度方向改变的角度为θ(弧度),AB弧长为s. A,B两点间的电势差 _____, AB 则A,B两点间的电势差 UA -UB= 0 mv2θ/qs 弧中点的场强大小E=__________. 弧中点的场强大小E=__________. 因为质点动能不变， 解：因为质点动能不变，所以电场力不做功 AB圆弧为点电荷的等势线 圆弧为点电荷的等势线， ，AB圆弧为点电荷的等势线， UA -UB=0
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例5 . 下述说法正确的是 [ A ] 在同一等势面上移动电荷， A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功 B．等势面上各点场强大小一定相等 电场中电势高处， C．电场中电势高处，电荷的电势能就大 电场强度大处， D．电场强度大处，电荷的电势能就大
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上海单科) 【高考佐证 2】 (2009·上海单科 】 上海单科 位于 A、B 处的两个带有不等量 、 负电的点电荷在平面内的电势分 所示， 布如图 3 所示，图中实线表示等 势线，则 势线， ( ) 图 3 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
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核心考点突破
电场强度、电势、电势差、 考点一 电场强度、电势、电势差、电势能的联系与区别 电场强 电势 电势差 电势能 度 描述电 场的力 的性质 F E＝ q ＝ 矢量： 矢量： 方向为 正电荷 的受力 方向 描述电 描述电场 描述电荷在电场 中的能量， 场的能 做功的本 中的能量，电荷 领 做功的本领 的性质 Ep WAB φ＝ q UAB＝ q ＝ Ep＝qφ
A
电场力提供向心力 mv2/r=qE r=s /θ
θ
V B θ V
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E=mv2/qr=
mv2
θ /qs
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例6. 带电粒子在电场中由A点运动到B点，图 带电粒子在电场中由A点运动到B 中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹， 中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则可以判定 （ A C D ） A.粒子带负电 A.粒子带负电 B.粒子的电势能不断减少 B.粒子的电势能不断减少 C.粒子的动能不断减少 C.粒子的动能不断减少 D.粒子的在A 点的加速度小于在B D.粒子的在A 点的加速度小于在B 点的加速度 粒子的在 B 解：在A点，电场力必须沿图示方向，否 电场力必须沿图示方向， 粒子将向另一侧运动。 则，粒子将向另一侧运动。 v0 A qE
答案 CD
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如图示，在匀强电场E 例1 . 如图示，在匀强电场E中，一个负电荷在外 BCE 力作用下由A点运动到B 力作用下由A点运动到B点，则 A.外力与电场力对电荷做功之和等于电荷电势能的增 A.外力与电场力对电荷做功之和等于电荷电势能的增 量与动能增量之和 B.外力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量与动能 B.外力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量与动能 增量之和 C.外力和电场力对电荷做功之和等于电荷动能的增量 C.外力和电场力对电荷做功之和等于电荷动能的增量 D.电荷克服电场力所做的功等于电荷动能的增量 D.电荷克服电场力所做的功等于电荷动能的增量 E.电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量 E.电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量
意义
定义
矢标 性
标量： 标量： 标量： 标量：正 标量： 正负只 负只反映 标量：正负只表 表示高 两点电势 示大小 的高低 低
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山东理综)某 【高考佐证 1】 (2010·山东理综 某 】 山东理综 所示， 电场的电场线分布如图 1 所示， 下列说法正确的是 A．c 点场强大于 b 点场强 ． B．a 点电势高于 b 点电势 ． C．若将一试探电荷＋q 由 a 点释放，它将沿电场线运动 ．若将一试探电荷＋ 点释放， 到b点 D．若在 d 点再固定一点电荷－ Q，将一试探电荷＋ q 由 a ． 点再固定一点电荷－ ，将一试探电荷＋ 移至 b 的过程中，电势能减小 的过程中， ( ) 图 1
三、电势差 1．定义：电场中两点间 电势 的差值，即 UAB＝ φA－φB ．定义： 的差值， 2．电场力做的功与电势差的关系：WAB＝qUAB 或 UAB＝ ．电场力做的功与电势差的关系： .
WAB q ______.
3．匀强电场中电势差与电场强度的关系 U＝ Ed . ． ＝
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答案 BD
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考点二
等势面的特点
【问题展示】 问题展示】 下面是静电场中的四种电场的等势面：匀强电场、点电荷、 下面是静电场中的四种电场的等势面：匀强电场、点电荷、 等量异种点电荷、 等量异种点电荷、 等量同种点电荷的电场及等势面的分布， 等量同种点电荷的电场及等势面的分布， 所示，请分析各图形中等势面的特征． 如图 2 所示，请分析各图形中等势面的特征．
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5．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置， 一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K 一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K， 电源即给电容器充电. 电源即给电容器充电. （ B C ） 保持K接通，减小两极板间的距离， A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电 场的电场强度减小 B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的 保持K接通，在两极板间插入一块介质， 电量增大 断开K 减小两极板间的距离， C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势 差减小 断开K 在两极板间插入一块介质， D．断开K，在两极板间插入一块介质， K R 则两极板间的电势差增大 +
图 2
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【归纳提炼】 归纳提炼】 总结等势面的特点 (1)等势面一定和电场线垂直． 等势面一定和电场线垂直． 等势面一定和电场线垂直 等势面上各点电势相等， (2)等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力 等势面上各点电势相等 不做功． 不做功． (3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面． 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面． 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面 (4)电场线越密的地方，等差等势面越密． 电场线越密的地方，等差等势面越密． 电场线越密的地方
等于 电场力做的功，(2)电场力做正功，电势能 减少 ； _____电场力做的功 电场力做的功， 电场力做正功 电势能_____； 电场力做正功， 电场力做负功，电势能______. 电场力做负功，电势能 增加
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二、电势 1．定义 ：电荷在电场中某点的电势能 和它的 电荷量 的比 ． 定义： 值． Ep 2．表达式：φ＝ . ．表达式： ＝ q 3．意义：电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该 ．意义： 点时电场力所做的功． 点移至 零电势能 点时电场力所做的功． 4．电势具有相对性： 电势的高低与 零电势 的选取有关， ． 电势具有相对性： 的选取有关， 为零电势点． 实际中一般选取 大地 或 无穷远处为零电势点． 5．等势面：在电场中电势相等的各点构成的面． ．等势面：在电场中电势相等的各点构成的面． 相等的各点构成的面