第六章第4讲 电场的能的性质1导学案

城阳三中高三物理一轮复习 2015-11

第六章第4讲 电场的能的性质1

【预习任务】

精读教材第一章4—6节及《三维》相关内容进行总结性回顾。

1.电场力做功的特点：电场力做功与 无关，只与 有关，可见电场力做功与 做功相似。 2 电势能：

①定义：电荷在 中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到 位置时电场力所做的功。（由电荷和电荷在电场中的 所决定的能量。） ②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于 ，表达式： 。

③标矢性：是 量，与电势相似，也具有相对性；国际单位是焦耳（J）。 3. 电势：

①定义：试探电荷在电场中某点具有的 与 的比值。 ②公式： ，国际单位是伏特（V）或焦耳/库仑（J/C）

③标矢性：是标量，没有方向但是 。在讨论电势的大小时，首先选定一个位置的电势为零电势， 的为正， 的为负。 4. 等势面：

?定义：电场中 的各点构成的面。 ?性质

①等势面上任意两点间的电势差为

②电场线和等势面 ，所以沿等势面移动电荷时，电场力和等势面一直垂直不做功 ③等差等势面的 表示电场的强弱（等差等势面越密，电场强度越大） ④任意的两个等势面都不能相交

⑤电场线和等势面都是人们虚拟出来的形象描述电场的一种工具。 5. 电势差

①定义：电荷从电场中的某点A移动到另一点时 与 比值。 ②定义式：UAB＝ ，国际单位是： . 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 关，与零电势点的选取 关。 ③电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB ，UAB＝－UBA ④标矢性：是标量，没有方向，有正负

6.匀强电场的电势差等于电场强度与这两点间沿 的距离的乘积，即 7. 说出每一个箭头蕴含的物理量间关系：

电场线

⑤ ⑥ 等势面 ⑦

③

电场的力的性质① 电场强度E

11匀强电场 ○②

⑩W电与 U的关系

电势差UAB

电势?

⑧

④ 电势能 EP=qφ

电场的能的性质 电场力 F=qE

⑨ W 电与 ΔEP的关系 第 1 页 共 4 页

静电场

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( ) (2)等势面是客观存在的，电场线与等势面一定垂直。( ) (3)电场力做功与路径无关。( )

(4)带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。( )

(5)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。( )

【课堂任务】

一、电势差、电势、电势能的理解与应用

【例1】相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可看作匀强电场，其电场线分布如图5所示。一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场，则从a运动到d的过程中

A．粒子的速度一直在增大 B．粒子的电势能一直在减小 C．粒子在a点的电势能比在d点低 D．粒子的加速度先变大再不变后变小 【变式训练】

1．如图6所示，在空间直角坐标系O－xyz中，有一四面体CAOB，C、A、O、B为四面体的四个顶点，它们的坐标分别为：O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0，L,0)、C(0,0，L)，D(2L,0,0)是x轴上一点，在坐标原点O处固定着电荷量为＋Q的点电荷，下列说法正确的是 A．A、B、C三点的电场强度相同 B．电势差UOA＝UAD

C．将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功相同 D．电子在A点的电势能大于在D点的电势能

二、根据粒子运动的轨迹、电场线(等势面)进行相关问题的判断方法

【例2】 如图7所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为其运动轨迹上的两点，可以判定 A．粒子在a点的速度大于在b点的速度 B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 C．粒子一定带正电荷

D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 【变式训练】

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2.如图8所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF。K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面。一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则 A．|Wab|＝|Wbc| B．|Wab|＜|Wbc|

C．粒子由a点到b点，动能减少 D．a点的电势较b点的电势低

三、匀强电场中电势差与电场强度的关系

【例3】 如图11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 V、2 V、3 V，则下列说法正确的是 A．匀强电场的场强大小为10 V/m 203

B．匀强电场的场强大小为 V/m

3C．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 C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小4.8×10

－19

－19

J

D．电荷量为1.6×10【变式训练】

－19

J

3.如图12所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向夹角θ＝60°，已知a、b、c三点电势分别为43 V,4 V，－43 V，则下列说法正确的是 A．该匀强电场的场强E＝403 V/m B．该匀强电场的场强E＝80 V/m C．d点的电势为－23 V D．d点的电势为－4 V

日作业（20分钟）

【梳理本节内容，完成《三维设计》一轮用书对应章节】

1．(多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ，19)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( ) A．电场强度的方向处处与等电势面垂直 B．电场强度为零的地方，电势也为零

C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向

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静电场

2.如图13所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上，有a、b、c、d、e五点，其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点。现在椭圆的一个焦点O1处固定一正点电荷，另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹(正好过e点)如图中虚线所示，下列说法正确的是 A．a、c两点的电场强度相同 B．d点的电势小于b点的电势

C.正试探电荷沿虚线运动过程中在b点的电势能小于在e点的电势能 D．若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c，电场力先做负功后做正功，电势能变化量为零

3. (2014·重庆卷，3)如图14所示，为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从 a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则 A．Wa ＝Wb，Ea >Eb B．Wa≠Wb，Ea >Eb C．Wa＝Wb，Ea

4. (多选)(2014·新课标全国卷Ⅰ，21)如图15，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN 的中点，∠M＝30°。M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN ，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则

A．点电荷Q一定在MP的连线上 B．连接PF的线段一定在同一等势面上

C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 D．φP大于φM

5. (多选)光滑绝缘的水平面上方存在一个水平方向的电场，电场线与x轴平行，电势φ与坐标值x的关系式为：φ＝106x(φ的单位为V，x单位为m)。一带正电小滑块P，从x＝0处以初速度v0沿x轴正方向运动，则 A．电场的场强大小为106 V/m B．电场方向沿x轴正方向 C．小滑块的电势能一直增大 D．小滑块的电势能先增大后减小

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