6.2電場能的性質（2011.11.14）
主備人：陳玉鵬審核人：王聖軍
【學習目標】
1、了解有關電荷的基本概念及電荷守恆定律
2、理解庫侖定律及使用條件，會運用定律解決問題
3、熟練掌握電場的性質，並能解決問題
【重點難點】電場能的性質
高二物理電場能的性質
一、電場力做功和電勢能
1．電場力做功的特點
(1)電荷在電場中移動時，電場力做功跟重力做功相似，只與電荷的始末位置有關，與電荷經過的無關．
(2)在勻強電場中，電場力做的功w其中d為沿的位移．
2．電勢能
(1)定義：電荷在電場中某點的電勢能，等於靜電力把它從該點移到位置時所做的功．
(2)靜電力做功與電勢能變化的關係
靜電力做的功等於電勢能的 ，即wab
(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷的電勢能規定為零，或把電荷在表面的電勢能規定為零．
【自主檢測】
1．在靜電場中，將一正電荷從a點移到b點，電場力做了負功，則
a．b點的電場強度一定比a點大
b．電場線方向一定從b指向a
c．電荷在b點的電勢能一定比a點大
d．該電荷的動能一定減小
二、電勢和等勢面
1．電勢
(1)定義：電荷在電場中某一點的與它的的比值，叫做這一點的電勢．
(2)定義式
(3)矢標性：電勢是 ，只有大小，沒有方向，但有正負．
(4)相對性：電場中某一點的電勢的數值與的選擇有關(大地或無窮遠預設為零)．
(5)電勢與電場線的關係：沿電場線方向電勢
2．等勢面
(1)定義：電場中的各點組成的面．
(2)特點：①等勢面一定與電場線 ，即跟場強的方向 ．
②在同一等勢面上移動電荷時電場力 ．
③電場線總是從的等勢面指向的等勢面．④等差等勢面越密的地方電場強度 ．
【自主檢測】
2．如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢線，電場中的a、b、c三點的場強分別為ea、eb、ec，電勢分別為φa、φb、φc，則下列關係中正確的有
a．ea＞eb＞ec
b．ea＜eb＜ec
c．φa＞φb＞φc
d．φa＜φb＜φc
三、電勢差
1．定義：電場中兩點間電勢的 ，也叫電壓．定義式：uab＝φa－φb.
2．靜電力做功與電勢差的關係：電荷在電場中由一點a移到另一點b時與的比值等於電勢差．單位： ，符號 .公式
【自主檢測】
3．有一帶電荷量為q＝－3×10－6 c的點電荷，從電場中的a點移到b點時克服電場力做功6×10－4 j.，從b點移到c點時電場力做功9×10－4 j．問：
(1)ab、bc、ca間的電勢差各為多少？
(2)以b點為電勢零點，則a、c兩點的電勢各為多少？
(3)比較電荷在a、c兩點的電勢能的大小．
四、勻強電場中電勢差與電場強度的關係
1．電勢差與電場強度的關係式u＝ ，其中d為勻強電場中兩點間沿方向的距離．
2．電場強度的方向和大小
電場中，電場強度的方向是指的方向．在勻強電場中，電場強度在數值上等於沿方向每單位距離上降低的電勢．
【自主檢測】
4．如圖所示，在xoy平面內有乙個以o為圓心、半徑r＝0.1 m的圓，p為圓周上的一點，o、p兩點連線與x軸正方向的夾角為θ.若空間存在沿y軸負方向的勻強電場，場強大小e＝100 v/m，則o、p兩點的電勢差可表示為
【課堂**】
一、電勢高低階電勢能大小的判斷
例1．如圖所示，a、b兩點各放有電量為＋q和＋2q的點電荷，a、b、c、d點在同一直線上，且ac＝cd＝db.將一正電荷從c點沿直線移到d點，則
a．電場力一直做正功
b．電場力先做正功，再做負功
c．電勢能一直增加
d．電勢能先增加後減小
例2.某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是
a．c點電場強度大於b點電場強度
b．a點電勢高於b點電勢
c．若將一試探電荷＋q由a點釋放，它將沿電場線運動到b點
d．若在d點再固定一點電荷－q，將一試探電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能減小
【小結】比較兩點電勢高低的方法
二、電勢、電勢差及電勢能變化的計算
例3．如圖所示，勻強電場中三點a、b、c是乙個三角形的三個頂點，∠abc＝∠cab＝30°，已知電場線平行於△abc所在的平面，乙個帶電荷量q＝－2×10－6 c的點電荷由a移到b的過程中，電勢能增加1.2×10－5 j，由b移到c的過程中電場力做功6×10－6 j，下列說法正確的是
a．b、c兩點的電勢差ubc＝3 v
b．a點的電勢低於b點的電勢
c．負電荷由c移到a的過程中，電勢能增加
d．ab中點的電勢與c點的電勢相等
三、運用功能關係求解電場中的有關問題
例4．如圖所示，光滑絕緣細桿豎直放置，它與以正點電荷q為圓心的某一圓周交於b、c兩點，質量為m、帶電荷量為－q的有孔小球從桿上a點無初速度下滑，已知qq，ab＝h，小球滑到b點時速度大小為求：
(1)小球由a到b過程中電場力做的功．
(2)a、c兩點的電勢差．
【針對訓練】
1．(2009·廣東單科)如圖所示，在乙個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊．由靜止釋放後，兩個物塊向相反方向運動，並最終停止．在物塊的運動過程中，下列表述正確的是
a．兩個物塊的電勢能逐漸減少
b．物塊受到的庫侖力不做功
c．兩個物塊的機械能守恆
d．物塊受到的摩擦力始終小於其受到的庫侖力
2．(2010·遼寧錦州期末)如圖所示，a、b、c為電場中同一條水平方向電場線上的三點，c為ab中點．a、b電勢分別為φa＝5 v，φb＝3 v，下列敘述正確的是
a．該電場在c點處的電勢一定為4 v
b．a點處的場強ea一定大於b點處的場強eb
c．一正電荷從c點運動到b點電勢能一定減少
d．一正電荷運動到c點時受到的電場力由c指向a
3．(2010·山東濰坊上學期抽樣檢測)如圖甲所示，q1、q2為兩個固定點電荷，其中q1帶正電，它們連線的延長線上有a、b兩點．一正試探電荷以一定的初速度沿直線從b點開始經a點向遠處運動，其速度圖象如圖乙所示，則
a．q2帶正電
b．q2帶負電
c．試探電荷從b到a的過程中電勢能增大
d．試探電荷從b到a的過程中電勢能減小
4.如圖所示，光滑絕緣水平面上，相隔2l處的a、b兩點固定有兩個電荷量均為q的負點電荷，a、o、b是ab連線上的三點，且以o為中心，oa＝ob＝l/2 ，一質量為m、電荷量為q的點電荷以初速度v0，從a點出發沿ab向b點運動，在運動過程中電荷受到大小恆定的阻力作用，但速度為零時，阻力為零；當它運動到o點時動能為初動能的n倍，到b點剛好速度為零，然後返回往復運動直至最後靜止，已知靜電力常量為k，設o處電勢為零，試求：
(1)點電荷的電性；
(2)a點的電勢；
(3)電荷在電場中運動的總路程．
6 2電場能性質的描述
班級姓名成績 時間 45分鐘滿分 100分 知識要點 電勢 電勢差 等勢面 略 同一電場內各點 電勢 能 的比較 同一曲 或直 電場線上各點的電勢，沿電場線方向正 或負 靜止電荷僅受電場力作用時,必定移向 或高 處 運動電荷則另作別論。電場力做正 或負 功，正電荷的電勢 能 或增加 負電荷的電勢能 ...
電場能的性質
2 2014 新課標全國 19 關於靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是 a 電場強度的方向處處與等電勢面垂直 b 電場強度為零的地方，電勢也為零 c 隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低 d 任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向 4 電場力做功與重力做功的比較 下列說法中錯誤的...
電場能的性質
1.3 電場能的性質 知識梳理 一 電勢能 1.定義 電荷在靜電場中由於相對位置而具有的能量，其大小等於把該電荷從該位置移到零勢能參考面電場力所做的功，即ea wa 0.2.決定因素 與電荷量q 零勢能參考面的選取及其相對位置有關.3.與電場力做功的關係 電勢能的改變只由電場力做功決定，有 eab ...