2019届高考一轮复习备考资料之物理人教版第七章 第2讲
19页1、第第 2 讲讲 电场能的性质电场能的性质一、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特点:静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关.(2)计算方法WqEd,只适用于匀强电场,其中 d 为带电体在沿电场方向的位移.WABqUAB,适用于任何电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,称为电势能.(2)说明:电势能具有相对性,通常取无穷远或大地为电势能零点.3.静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即 WABEpAEpB.(2)通过 WABEpAEpB可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;静电力对电荷做多少负功,电荷电势能就增加多少.(3)电势能的大小:由 WABEpAEpB可知,若令 EpB0,则 EpAWAB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将其从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功.自测 1 关于静电力做功和电势能的理解,下列说法正确的是( )A.静电力做功与重力做功相似,均与路径无关B.正电荷具有的电势能一定是正的,负电荷具有的电势能一定是负的C.静电力做正功,电势能一定增加D.静电力
2、做功为零,电荷的电势能也为零答案 A二、电势 等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:.Epq(3)矢标性:电势是标量,有正负之分,其正(负)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零电势点的不同而不同.2.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:在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.电场线一定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小.任意两个等势面都不相交.三、电势差1.定义:电荷在电场中由一点 A 移到另一点 B 时,电场力所做的功 WAB与移动电荷的电荷量 q 的比值.2.定义式:UAB.WABq3.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,与零势点的选取无关.4.电势差与电势的关系:UABAB,UABUBA.5.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与电场强度的关系式:UABEd,其中 d 为电场中两点间沿电场方向的距离.(2)电场强度的方向和大小与电势差的关系:
3、电场中,电场强度方向指向电势降低最快的方向.在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的电势.自测 2 (多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是( )A.电势差的公式 UAB说明两点间的电势差 UAB与电场力做功 WAB成正比,与移动电荷WABq的电荷量 q 成反比B.把正电荷从 A 点移动到 B 点电场力做正功,则有 UAB0C.电势差的公式 UAB中,UAB与移动电荷的电荷量 q 无关WABqD.电场中 A、B 两点间的电势差 UAB等于把正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时电场力所做的功答案 BC四、静电感应和静电平衡1.静电感应当把一个不带电的金属导体放在电场中时,导体的两端分别感应出等量的正、负电荷, “近端”出现与施感电荷异种的感应电荷, “远端”出现与施感电荷同种的感应电荷.这种现象叫静电感应.2.静电平衡(1)定义:导体放入电场中时,附加电场与原电场在导体内部大小相等且方向相反,使得叠加场强为零时,自由电荷不再发生定向移动,导体处于静电平衡状态.(2)处于静电平衡状态的导体的特点导体内部的场强处处为零;导体是一个等势体,导体表面是等势面;导
4、体表面处的场强方向与导体表面垂直;导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的外表面上;在导体外表面越尖锐的位置,净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有净电荷.命题点一 电场能的性质的理解1.电势高低的四种判断方法(1)依据电场线方向:沿电场线方向电势逐渐降低.(2)依据电场力做功:根据 UAB,将 WAB、q 的正负号代入,由 UAB的正负判断 A、BWABq的高低.(3)电荷的正负:取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.(4)依据电势能的高低:正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能大处电势较低.2.电势能高低的四种判断方法(1)做功判断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大.(2)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大.(3)公式法:由 Epq,将 q、 的大小、正负号一起代入公式进行判断.(4)能量守恒法:在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大时,电势能减小,反之电势能增大.例 1 (多选)(2016全国卷20)如图 1
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