电场能的性质

⑶净电荷分布于导体的外表面上 (尖端放电)
3.静电屏蔽 ⑴定义： 导体壳保护它所包围的区域，使这个区域不 受外部电场影响的现象 ⑵举例：
金属网罩挡住外电场
金属网罩接地 挡住内部电场
⑶在实际中的重要应用 防止外电场干扰
电学仪器和电子设备外面的金属 网罩，通讯电缆外面包一层铅皮。
电场力提供向心力 mv2/r=qE r=s /θ E=mv2/qr= mv2 θ /qs
A V B θ θ V
例3. 99年高考 图中A、B、C、D是匀强电场中
一正方形的四个顶点．已知A、B、C三点的电 势分别为UA＝15V，UB＝3V，UC＝ - 3V．由 此可得D点电势UD＝______V 9V
解: UAC=18V,连接AC并且将AC三等分,则, 15V UFC=6V A UF=3V= UB 连接BF,则BF为等势线 作 DE ∥ BF, 可以证明 ΔBCF ≌ΔDAE AE=FC ∴UD=UE =9V B
3V E F
D
-3V
C
例4.(2008海南高考)如图所示，匀强电场中有a、b、 c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a=300， ∠c=900。电场方向与三角形所在平面平行。已知a、 b和c点电势分别为(2- 3 )V、(2+ 3 )V和2V，该三 角的外接圆上最低、最高电势分别为 B
A ·
例.在图示的电场中，已知A、B两点间的电势差UAB = -10V． a. 电荷q = +4×10-9 C由A点移动到B点，电场力所 做的功是多少？电势能是增加还是减少？ 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？ A E
·
B
·
3.等势面
二、电势、电势差、等势面及与场强的关系 1.电势 （描述电场的能的性质的物理量） 电荷在电场中某点具有的电势能与它的电 (1)定义 ： 荷量的比值。
EP (2)表达式： A q
---带正负号计算
(3)意义：电场中某一点的电势在数值等于单位正电 荷由该点移到零电势能点电场力所做的功。
WAO A U AO A O q
U A B A B
WA B (B A ) U B A q
(3)电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。 ---电势差是一个绝对量 (4)电势差可用静电计检测。静电计指针偏角越大， 则电势差越大。
(5)电势差与电场强度关系 ①场强方向是电势降低最快的方向 ②匀强电场中 ※沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间 距离的乘积 U=E•d ※场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的 电势: U E d
中垂线为等势面且电势为零
（4）等势面的特点 ①同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功
②等势面一定跟电场线垂直 ③电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等 势面
④电场线越密处，等差等势面也越密 ⑤任意两个等势面均不相交
例1.概念辨析：请判断下列说法是否正确 ⑴.电场线越密的位置，电势越高 ⑵.与零电势点电势差越大的位置，电势越高 ⑶.电势越高的位置，电场强度越大 （× ) (×)
A F电 N D mg
B
O L +Q
·
30° L
例5.如图所示，a、b、c是匀强电场中的三点，并 构成一等边三角形，每边长L＝ 2 1 cm，将一带电 荷量q＝－2×10－6 C的电荷从a点移到b点，静电 力做功Wab＝－1.2×10－5 J；若将同一点电荷从a 点移到c点，静电力做功Wac＝6×10－6 J，试求匀 强电场的电场强度E.
( × ) ( ×)
例2.97年高考 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 点,其速度方向改变的角度为θ(弧度),AB弧长为s. 0 则A,B两点间的电势差 UA -UB= _____, AB弧 mv2θ/qs 中点的场强大小E=__________.
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， UA -UB=0
例7.如图所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、 4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的 电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动， 经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电 荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV时，它的动 能应为( C ) A．8 eV B．13 eV C．20 eV D．34 eV
A.(2- 3 ) V B.0V，4V
4 3 4 3 )V,(2 )V C. (2 3 3
，(2 + 3 )V
b
D.0V，2 3 V
300
a c
例6.如图所示，倾角30°的直角三角形，底边长2L，底 边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点 O固定一个正电荷Q ，让一个质量为m 的带正电的电荷q 从斜面顶端 A 沿斜面下滑，（不脱离斜面），已测得 它滑到仍在斜边上的垂足D处的速度为v，加速度为a， 方向沿斜面向下，问该质点滑到底端时的速度和加速度 各为多少？
第二节
电场的能的性质
一、电场力做功的特点和电势能 1．电场力做功： (1)特点：在电场中移动电荷时，电场力做的功只与 初始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关． (2)表达式： WAB=qUAB=q (ΦA-ΦB)=EPA-EPB=-ΔEP(带 正负号计算) 2.电势能 (1)定义： 因电场对电荷有作用力而具有的由电荷 相对位置决定的能量。 (2)公式： EP=qΦ ---(带正负号计算)
例.如图示，在匀强电场E中，一个负电荷在外力作用 BCE 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 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 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 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 B · E
形象描述电场中各点电势的情况
（1）概念： 电场中电势相等的点构成的面 （2）意义：等势面来表示电势的高低 （3）典型电场的等势面
点电荷电场的等势面
匀强电场的等势面
同 种 正 电 荷
等量异种电荷的等势面
连线上从正电荷向负电荷 电势降低
等量同种电荷的等势面 连线上电势先降低后升 高，中点最低 中垂线上由中点向两边 降低，中点最高
(4)相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才 能确定电势的值，通常取无限远或地球的 电势为零
(5)标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这 里正负只表示比零电势高还是低
(6)高低判断： 顺着电场线方向电势越来越低
(7)电势与引入电场的试探电荷无关，它由电场本身 决定
2.电势差 (1)定义：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时， 电场力所做的功WAB与电荷量的q的比值 (2)表达式：
三、电场中的导体 把导体放入场强为E0的电场中
1.静电平衡： 导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态
2.特点： ⑴导体内部场强处处为零 (合场强)
感应电场的场强与外电场场强等大反向 例.如图，导体棒处于点 电荷Q的电场中，求感应 电荷在棒的中点M点产生 的场强大小与方向。 M r
L
+
⑵导体内部电势处处相等，表面为等势面
( × ) )
⑷.电荷沿电场线方向运动，电荷所在位置的电势越来越低 (
⑸.电场强度为零的位置，电势也一定为零
⑹.电势为零的位置，电场强度也一定为零
Байду номын сангаас( × )
( ×)
⑺.电荷沿电场线方向运动，所具有的电势能越来越小
⑻.电荷在电势越高的位置，电势能越大 ⑼.电荷所具有的电势能越大的位置，电势越高
( ×)
(3)电势能具有相对性 通常取无穷远处或大地为电势能的零点。
(4)电势能是标量，但有正负，正负号表示大小
3.两者关系： 电场力做功是电势能变化的量度
例.如图所示的匀强电场，若将正电荷q沿三个不同路 径A、B、C由M移动到N，关于电场力做功的情况不正 确的是( C ) A．沿路径A移动时，电场力先做负功，后做正功 B．沿路径B移动时电场力做正功 C．沿路径C移动时，电场力先做负功后做正功 D．无论沿哪条路径移动，电场力做的总功相同都 等于qUMN