第二節(jié)電場能的性質

【基本概念、規(guī)律】

一、電場力做功和電勢能

1．電場力做功

(1)特性：靜電力做功與實際路徑無關，只與初末位置有關．

(2)估算方式

2．電勢能

(1)定義：電荷在電場中具有的勢能，數(shù)值上等于將電荷從該點移到零勢能位置時靜電力所做的功．

(2)靜電力做功與電勢能變化的關系：靜電力做的功等于電勢能的降低量

(3)電勢能具有相對性．

二、電勢、等勢面

1．電勢

(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值．

(3)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因零電勢點的選定不同而不同．

2．等勢面

(1)定義：電場中電勢相同的各點構成的面．

(2)特征

①在等勢面上聯(lián)通電荷，電場力不做功．

②等勢面一定與電場線垂直，即與場強方向垂直．

③電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．

④等差等勢面的明暗表示電場的強弱(等比等勢面越密的地方，電場線越密)．

三、電勢差

電場力做功的功率公式_電場力做功_電場力做功的公式w=uq

1．定義：電荷在電場中，由一點A移到另一點B時，

4．電勢差與電場硬度的關系

勻強電場中兩點間的電勢差等于電場硬度與這兩點沿電場方向的距離的乘積，即UAB＝Ed.

非常提示：電勢和電勢差都是由電場本身決定的，與檢驗電荷無關，但電場中各點的電勢與零電勢點的選定有關，而電勢差與零電勢點的選定無關．

【重要考點歸納】

考點一電勢高低及電勢能大小的比較

1．比較電勢高低的方式

(1)依據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢越來越低．

(3)依據(jù)場源電荷：取無窮遠處電勢為零，則正電荷周圍電勢為正值，負電荷周圍電勢為負值；緊靠正電荷處電勢高，緊靠負電荷處電勢低．

2．電勢能大小的比較方式

(1)做功判定法

電場力做正功，電勢能降低；電場力做負功，電勢能降低(與其他力做功無關)．

(2)電荷電勢法

正電荷在電勢高處電勢能大，負電荷在電勢低處電勢能大．

考點二等勢面與粒子運動軌跡的剖析

1．幾種常見的典型電場的等勢面比較

2.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的剖析方式

(1)從軌跡的彎曲方向判定受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，因而剖析電場方向或電荷的正負；

(2)結合軌跡、速度方向與靜電力的方向電場力做功，確定靜電力做功的正負，因而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等；

(3)依據(jù)動能定律或能量守恒定理判別動能的變化情況．

考點四電場中的功能關系

電場力做功_電場力做功的功率公式_電場力做功的公式w=uq

1．求電場力做功的幾種方式

(1)由公式W＝Flcosα估算，此公式只適用于勻強電場，可變形為W＝α.

注意：電荷沿等勢面聯(lián)通電場力不做功．

2．電場中的功能關系

(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變．

(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變．

(3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化．

(4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化．

3.在解決電場中的能量問題時常用到的基本規(guī)律有動能定律、能量守恒定理和功能關系．

(1)應用動能定律解決問題需研究合外力的功(或總功)．

(2)應用能量守恒定理解決問題需注意電勢能和其他方式能之間的轉化．

(3)應用功能關系解決該類問題需明晰電場力做功與電勢能改變之間的對應關系．

(4)有電場力做功的過程機械能不守恒，但機械能與電勢能的總和可以守恒．

【思想方式與方法】

1．E－x圖像

(1)反映了電場硬度隨位移變化的規(guī)律．

(2)E＞0表示場強沿x軸正方向；E＜0表示場強沿x軸負方向．

(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小電場力做功，兩點的電勢高低依據(jù)電場方向判斷．

2．φ－x圖像

(1)描述了電勢隨位移變化的規(guī)律．

(2)依據(jù)電勢的高低可以判定電場硬度的方向是沿x軸正方向還是負方向．

(3)斜率的大小表示場強的大小，斜率為零處場強為零．

3.讀懂圖像是解題的前提，解答此題的關鍵是明晰圖像的斜率、面積的化學意義．

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