20132014学年高中物理人教版选修31第1章静电场专题突破12电场的能的性质.ppt

电场的能的性质 一、电势能大小、电势高低的比较 1．电场力做功的计算方法 (1)根据电势能的变化与电场力做功的关系计算． 电场力做了多少功，就有多少电势能与其他形式的能发生相互转化． (2)利用WAB＝qUAB计算． 应用公式WAB＝qUAB计算时，WAB指从A到B电场力对电荷做的功；UAB＝φA－φB，若φA＞φB.UAB取正值，若φA＜φB，则UAB取负值．各物理量代正负号直接运算． (3)应用功的定义式求解．W＝qElcos θ(只适用于匀强电场) 3．电势能大小的比较 (1)利用电场力做功与电势能变化的关系： 电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，与电荷的正负无关． (2)电场线法：①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能减小，反之亦反．②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能增大，反之亦反． 【典例1】 由如图1所示的电场线，可判定(　　)． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．该电场一定是匀强电场 B．A点的电势一定低于B点的电势 C．负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大 D．负电荷放在B点所受电场力方向向右 解析　由图知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线是直线，但点电荷的电场线也是直线，故也可能是正电荷放在左端或负电荷放在右端时产生电场的电场线，另外也可能是正负电荷之间的一条电场线，故A项错．电势的高低可根据电场线由高电势指向低电势判断，则φA＞φB，故B项错．由于φA＞φB，故正电荷在A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，因此C项正确，也可假设负电荷由A移到B，则该过程中电场力方向向左，与运动方向相反，故电场力做负功，电势能增加．负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反．故D项错． 答案　C 借题发挥　比较电势的高低，应主要把握沿电场线方向电势降低，若两点不在同一电场线上，应通过等势面，化为同一电场线上的两点．比较电势能大小，应主要把握电场力做功与电势能的关系． 二、电场强度、电势、电势差、电势能的比较 矢标性 矢量：方向为放在电场中的正电荷的受力方向 标量，有正负，正负只表示大小 标量，有正负，正负只表示A、B两点电势的高低 标量，有正负，正负表示电势能大小 决定因素 场强由电场本身决定，与试探电荷无关 电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性 由电场本身和两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点选取无关 由电荷量和该点电势二者决定，与参考点选取有关 联系 匀强电场中UAB＝Ed(d为A、B间沿场强方向上的距离)；电势沿着场强方向降低最快；UAB＝φA－φB；WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝qUAB 【典例2】 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图2所示．下列说法中正确的是(　　)． A．O点的电势最低 B．x2点的电势最高 C．x1和－x1两点的电势相等 D．x1和x3两点的电势相等 解析　由E－x图象可知x＝0处E0＝0，而E与x轴对称分布，故x1和－x1处两点的电势相等，在x轴正半轴，电场线方向沿x轴正向，在x轴负半轴，电场线方向沿x轴负向，因此O点电势最高，无穷远处电势最低，x1处的电势高于x3处的电势，所以C选项正确． 答案　C 借题发挥　在电场中，E＝0的位置，电势不一定为零，但沿电场的方向电势一定降低．在O点两侧场强的大小对称．场强方向相反，在x轴正向，场强为正，方向沿x轴正方向；在x轴负向场强为负．方向沿x轴负方向，可知O点电势最高．