高考物理总复习 6.2电场的能的性质课件 新人教版选修3-1

一、电场力做功与电势能 1.静电力做功 (1)在电场中移动电荷时电场力做功与路径

无关，只 做功相似. ,其中 d 为

与 初、末位置 有关，可见静电力做功与 重力 (2)在匀强电场中，电场力做的功 W= qEd 沿 电场线方向 的位移.

2.电势能 (1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从 该点移到 零势能 位置时所做的功.

(2)静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的

减少量 ，WAB=EpA-EpB.

(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场 源电荷 无穷远处 的电势能规定为零，或把电荷在 地球 表

面的电势能规定为零.

(1)求电场力做功的几种方法 ①由公式 W=Flcosα 计算，此公式只适用于匀强电场中， 可变形为 W=Eqlcosα. ②由 WAB=qUAB 计算，此公式适用于任何电场. ③由电势能的变化计算：WAB=EpA-EpB. ④由动能定理计算：W 电场力+W 其他力=ΔEk.

(2)电场中的功能关系 ①若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变. ②若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和 保持不变. ③除重力、 弹簧弹力之外， 其他各力对物体做的功等于物体 机械能的变化.

二、电势和等势面 1.电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的 的 的比值. Ep q . (2)定义式：φ= (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 ) .

电势能Ep

与它

电荷量q

(4) 相对性：电势具有 取

相对性

,同一点的电势因选

零电势点

的不同而不同.

2.等势面 (1)定义：电场中 电势相等 (2)四个特点 ①等势面一定与 电场线 垂直. ②在 同一等势面 上移动电荷时电场力不做功. ③电场线方向总是从 电势高 的等势面指向 电势低 的等 势面. ④等差等势面越密的地方电场强度 越大 ，反之 越小 . 的各点组成的面.

几种常见的电场的等势面分布电场 匀强电场 等势面(实线)图样 重要描述 垂直于电场线的一簇平面

点电荷的电场

以点电荷为球心的一簇球面

等量异种点电 荷的电场 等量同种正点 电荷的电 场

连线的中垂面为等势面

连线上，中点电势最低，而在中垂线上， 中点电势最高

三、电势差 1.电势差 (1) 定 义 ： 电 荷 在 电 场 中 ， 由 一 点 A 移 到 另 一 点 B 时， 电场力做的功WAB 与移动的电荷的 电荷量q 的比值. WAB (2)定义式：UAB= . q φ -φB (3)电势差与电势的关系：UAB= A ,UAB=-UBA. (4)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 无关 ，与零电势点的选取 无关 . 力做的功 WAB

2.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系

式：UAB=Ed,其中 d 为电场中两点 沿电场方向 的距离. (2) 电 场 强 度 的 方 向 和 大 小 ： 电 场 中 ， 场 强 方 向 是 指 电势降低 沿 电场 最快的方向. 在匀强电场中， 场强在数值上等于

间

方向每单位距离上降低的电势.

电场强度、电势、电势差、电势能的辨析物理量 电场强度 项目 描述电场 的力的性 质 电势 电势能 电势能

意义

描述电场 的能的性 质

描述电荷 描述电场 在电场中 做功的本 的能量， 电 领 荷做功的 本领

定义

F E= q

Ep φ= q (Ep 为电荷的 电势能)

WAB UAB= q

Ep=qφ

标矢性

矢量

标量

标量

标量

决定因素

由电场本身 由电场本身 决定， 与试探 决定， 与试探 电荷无关， 有 电荷无关 相对性

由电荷量和 由电场本身 该点电势共 的两点间差 同决定， 与参 异决定， 与试 考点选取有 探电荷无关 关

关系

场强为零的 地方电势不 一定为零

电势为零的 地方场强不 一定为零

场强为零， 电 势差一定为 零； 电势差为 零， 场强不一 定为零

场强为零， 电 势能不一定 为零， 电势为 零， 电势能一 定为零

联系

匀强电场中 UAB=Ed(d 为 A、B 间沿场强方向的 距离); 电势沿着场强方向降低最快； UAB=φA-φB; Ep WAB φ= q ;UAB= q ;WAB=ΔEpAB=EpA-EpB

1.电势差是一个矢量，有正值和负值之分(答案：×

)

2.静电场中 A、B 两点的电势差是恒定的，所以有 UAB= UBA( )答案：×

3.处于静电平衡状态的导体内部场强为零，电势也为零答案：×

(

)

4.沿电场线方向电势降低，电场强度也逐渐变小(

)

提示：沿电场线方向电势降低，电场强度不一定变小，有可 能变大，也可能不变.答案：× 5.电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小( )

提示：正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小； 负电荷则相反.答案：×

6.在同一等势面上的两点间移动电荷，静电力不做功，静 电力方向与移动方向一定垂直( )

提示： 移动路径不一定沿等势面， 因电场力做功与路径无关， 在同一等势面两点间移动电荷， 电场力做功为零， 但不一定一直 不做功.答案：×