高考物理一轮复习电场的能的性质精品课件

第28讲 │ 要点探究
(3)电势沿电场线逐渐降低，确定零电势点后，某点的电势高 于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值．正点荷(＋q)在 电场中某点的电势能的正负跟该点电势的正负相同；负电荷(－q) 在电场中某点的电势能的正负跟该点电势的正负相反．
(4)电势的单位是伏特(V)，电势能的单位是焦耳(J)． (5)电势的正负表示电势的高低，电势能的正负表示电势能的 大小． (6)电势能与电势之间的关系是 Ep＝qφ，应用该式时必须代入 各物理量的正负号．
第28讲 │ 考点整合
四、电势能 1.意义 电势能是电荷在__电__场____中具有的势能．电荷在电场中某点的电 势能，等于静电力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功． 2.相对性：电势能是电荷与_所_在__电__场__共有的，具有___相__对___性， 通常取__无_穷__远__处_或__大__地____为电势能的零点．
第28讲 │ 要点探究
[点评] 解答本题的关键是搞清楚各个概念之间的关 系．如电场强度大小与电势的高低没有直接关系；电场力做 功只与电荷的带电荷量和两点间的电势差有关，与两点的电 场强度大小无关．
第28讲 │ 要点探究
如图 28－1 所示，在一真空区域中，AB、CD 是圆 O 的 两条直径，在 A、B 两点上各放置电荷量为＋Q 和－Q 的点电荷， 设 C、D 两点的电场强度分别为 EC、ED 电势分别为 φC、φD，下列 说法正确的是( )
第28讲 │ 要点探究
例1 C [解析] 在正电荷的电场中，离正电荷近，则电 场强度大，电势高，离正电荷远，则电场强度小，电势低； 而在负电荷的电场中，离负电荷近，则电场强度大，电势低， 离负电荷远，则电场强度小，电势高，A 错误．电势差与场 强无关，B 错误．场强的方向就是电势降低最快的方向，C 正确．场强为零，电势不一定为零，如从带等量正(负)电荷的 连线中点将正电荷移动到无限远处，电场力做正(负)功，选项 D 错误．
(1)通过例 1 和变式题复习电场强度与电势、电势差、电场力 做功的关系；
(2)通过例 2 和变式题复习电场强度与电势差之间的关系； (3)通过例 3 和变式题复习电势能的定量计算； (4)通过例 4 和变式题复习电场线与运动轨迹以及通过等势面 分析电场强度、电场力做功、电势能的变化问题．
第28讲 │ 考点整合
第28讲 │ 考点整合
五、电场力做功 1.特点：电场力做功与__路__径____无关，只与带电体所带电荷及其初、 末位置之间的__电__势__差__有关． 2.计算方法 (1)用 WAB＝FLABcosθ 求电场力的功，仅适用于__匀_强_____电场． (2)用 WAB＝qUAB 求电场力的功，适用于___所__有___电场，计算时应 将 q、UAB 的正、负号代入公式进行计算，根据 WAB 的正、负来确 定是电场力做功，还是克服电场力做功． (3)用电场力做功与电势能变化的关系 WAB＝_－__Δ_E__p __计算． (4)电场力做功可根据动能定理求解，W 电＋W 其他＝_Δ_E__k____.
第28讲 │ 要点探究
例 2 [2011·厦门双十中学] 空间有一匀强电场，在电场中建立如 图 28－2 所示的直角坐标系 O－xyz，M、N、P 为电场中的三个点， M 点的坐标为(0，a,0)，N 点的坐标为(a,0,0)，P 点的坐标为a，a2，a2. 已知电场方向平行于直线 MN，M 点电势为 0，N 点电势为 1 V， 则 P 点的电势为( )
第28讲 │ 考点整合
六、电势差与电场强度的关系 1.公式 U＝Ed 定量计算时只适用于___匀__强___电场，其中 U 为电场 中某两点间的电势差，d 为两点间沿__电__场_线___方向上的距离，E 为匀强电场的电场强度．
U 2.公式 E＝___d_____给出了电场强度的另一种计算方法，还给出 了 电 场 强 度 的 单 位 ___伏__/米___ ， 用 本 公 式 定 量 计 算 只 适 用 于 ___匀__强___电场．
第28讲 │ 考点整合
三、电势差 1__.定._φ_A义_－_：_φ_B电__场__中__两. 点间电势的差值叫做电势差，UAB＝ 2.标量性：电势差是标量，无方向，电势差的正负表示电场中两点 电势的相对__高__低____． 3.决定因素：电场中两点之间的电势差由电场本身的性质决定，与 ___初__末___位置有关，与__零_电__势__点_的选取无关．
第28讲 电场的能的性质
第28讲 │ 编读互动
编读互动
1．本讲重点是理解电势能、电势、电势差等概念，以及它们 之间的关系与区别，电场力做功与电势能的变化关系及带电粒子 在非匀强电场中运动问题应特别关注．
2．本讲应从对电势能的认识角度定义电势，从而总结电场力 做功的求解方法，并会从电势定义式等推导静电力做功与电势差 的关系．
第28讲 │ 考点整合
二、等势面
1.定义：电场中_电__势_相__同__的各点构成的面叫做等势面．
2.性质 (1)等势面跟电场线处处___垂__直___，电场线由电势___高_____的等势面 指向电势_____低___的等势面； (2)同一等势面上任意两点间的电势差为零，在等势面上移动电荷电 场力__不__做__功__； (3)在相邻等势面间的电势之差相等的情况下，等势面密处电场强度 ___大_____； (4)任意两个等势面不会____相_交___．
第28讲 │ 要点探究
► 探究点三 电势差、电势能、电场力做功问题
1.电势与电势能 带电体的电势能由带电体的电荷量与带电体所在位置的电 势共同决定，Ep＝qφ；因电场中各点的电势与零电势的选取有关， 所以带电体在电场中的电势能具有相对性，但带电体在电场中两 点间的电势能之差是绝对的，即电势能的增加 ΔEp＝Ep2－Ep1 与 零电势的选取无关．
第28讲 │ 要点探究
2.电场强度与电势的对比 (1)电场强度反映电场的力的性质，电势反映电场的能的性 质； (2)电场强度的单位是 N/C 或 V/m，电势的单位是 V； (3)电场强度是矢量，不具有相对性，电势是标量，具有相对 性； (4)电场强度和电势都由电场本身的性质决定，与试探电荷无 关； (5)电势与电场强度的大小没有必然的联系，某点的电场强度 为零，电势不一定为零，反之亦然； (6)电场强度的方向是电势降落最显著的方向.
第28讲 │ 要点探究
► 探究点二 电场强度与电势差的关系
1.电场强度与电势差的对比 (1)匀强电场中的电场强度 E 与两点间的距离 d 和电势差 U 无关； (2)匀强电场的电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距 离上的电势差； (3)对于非匀强电场，公式 U＝Ed 不成立，但是可以根据此 公式进行定性分析．
第28讲 │ 要点探究
变式题 B [解析] 匀强电场中沿任意方向电势变化均匀，即互相平行 的两直线上相等距离的两点间电势差相等．据此可以判断各点的电势如 图所示，电场线竖直向下．根据匀强电场中场强与电势差的关系可得： E＝UdCCAA＝203 3V/m，选项 A 错误，选项 B 正确；从 E 到 F 电场力对正 电荷做正功，选项 C 错误；从 F 到 D 电场力对负电荷做正功为：W＝ qUFD＝－1.6×10－19 C×(1 V－3 V)＝3.2×10－19 J，即负电荷的电势能 减少 3.2×10－19 J，选项 D 错误．
第28讲 │ 要点探究
例 1 [2010·全国卷Ⅰ] 关于静电场，下列结论普遍成立的是 ()
A.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C.在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势 降低最快的方向 D.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点， 电场力做功为零
[点评] 解决这类问题的关键是注意表达式 E＝Ud 中 d 为 沿电场方向上两点间的距离，不是电场中任意两点间的距 离；注意把立体图转化为平面图进行分析，作出从垂直于电 场方向观看的俯视图．对于已知匀强电场中三点电势的情 况，首先找到电势相等的两点，连接这两点即为电场的一条 等势线，作出等势线的垂线即为一条电场线，下面的变式题 就是一例．
第28讲 │ 考点整合
3.相对性 同一点的电势随零电势点选取的不同而不同，因此说某点电势的高低应 相对于一个零电势点，通常认为_无__穷__远_处__或__大__地____的电势为零． 4.用电场线判断电势高低：沿电场线方向电势__降__低____． 5.电势与电场强度：电势高低与电场强度大小没有必然的联系，某点的电 势为零，电场强度_不__一__定___为零，反之亦然．
第28讲 │ 要点探究
2.电势与电势差的比较 (1)电场中某点的电势与零电势点的选取有关(一般取无限远处或 地球的电势为零电势)，电势由电场本身及零电势点的位置决定，反 映电场的能的性质，电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关， 电势差由电场和这两点的位置决定． (2)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势 差，电势和电势差的单位相同，皆为伏特(V)．电势和电势差都是标 量，且都有正负． (3)电场中两点间的电势差等于这两点的电势之差，UAB＝φA－φB.
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一、电势 1.意义 电势是反映电场的能的性质的物理量，电场中某点的电势用电荷在电场中 某一点具有的__电_势__能___与它的__电__荷_量___的比值表示，φ＝Eqp. 2.标量性 电势是标量，只有大小没有方向，电势为正表示该点的电势比__零__电_势___高， 电势为负表示该点电势比__零__电_势___低．
第28讲 │ 要点探究
【2011·南安中学】如图 28－3 所示，A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个边长为 10 cm 的正六边形的六个顶点，A、B、C 三点 电势分别为 1.0 V、2.0 V、3.0 V，则下列说法正确的是( )
图 28－3 A.匀强电场的场强大小为 10 V/m B.匀强电场的场强大小为203 3 V/m C.电荷量为 1.6×10－19 C 的正点电荷从 E 点移到 F 点，电荷克服电场力 做功为 1.6×10－19 J D.电荷量为 1.6×10－19 C 的负点电荷从 F 点移到 D 点，电荷的电势能减 少 4.8×10－19 J
图 28－1 A.EC 与 ED 相同，φC 与 φD 不相等 B.EC 与 ED 不相同，φC 与 φD 相等 C.EC 与 ED 相同，φC 与 φD 相等 D.EC 与 ED 不相同，φC 与 φD 不相等
第28讲 │ 要点探究
变式题 A [解析] 本题考查等量异种电荷周围电场线、电 势分布的特点和场强的叠加，中档题．根据等量异种电荷电 场线和电势分布的特点可知 C、D 两点的电场强度相同，电 势不同，且 φ C＞φD，A 对．
2 A. 2 V
3 B. 2 V
图 28－2
1 C.4 V
3 D.4 V
第28讲 │ 要点探究
例 2 D [解析] 将立体图画成平面图(xOy 面内)，如图所示， 可见 P 的投影 P′点与 MN 沿电场线方向的四等分点等电势，故 P 点(即 P′点)的电势为34 V，D 正确．
第28讲 │ 要点探究第28讲 │ 要点探 Nhomakorabea 要点探究
► 探究点一 对描述能的性质的概念的考查
1.电势与电势能的比较 (1)电势是反映电场的能的性质的物理量，电势能是电荷在电 场中某点所具有的势能．
(2)电场中某一点的电势 φ 的大小，跟电场本身和零电势点的 选取有关，跟试探电荷无关，电势能 Ep 的大小是由点电荷的电荷 量 q 和该点的电势 φ 共同决定的．
第28讲 │ 考点整合
3.与电场力做功的关系 电场力对电荷做正功，电荷的电势能___减__少___(电势能转化为其他 形式的能)，电场力做的功等于电势能的减少，即 WAB＝E__pA_－__E__pB_； 电荷克服电场力做功，电荷的电势能__增__加____(其他形式的能转化 为电势能)，增加的电势能等于电荷克服电场力所做的功，即|WAB| ＝_E_p_B－__E__pA_.此结论可用于电势能增减的判定．