物理： 必修3-1 第2章 電勢能與電勢差

1、 魯科版魯科版3-1復(fù)習(xí)課件復(fù)習(xí)課件第1、2章電場復(fù)習(xí) （一）知識結(jié)構(gòu)（1）（2）（3）（4） ( 二 ) 課堂練習(xí)一、基本概念 三種電荷：點電荷、元電荷、試探電荷 兩種基本電荷：正電荷、負(fù)電荷 三種起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電 電中和 電荷守恒定律 庫侖定律 知識簡析知識簡析1、兩種電荷：、兩種電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。摩擦過的玻璃棒帶正電荷。2、元電荷：、元電荷：一個元電荷的電量為一個元電荷的電量為1.61019C，是一個，是一個電子所帶的電量電子所帶的電量說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。

2、說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。3、起電：、起電：使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種 摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。 電荷、庫倫定律 1、表達(dá)式：229/100 . 9cNm221rQQKF w 2、適用范圍：適用于真空真空中的點電荷w 3、K 知識簡析知識簡析點電荷：是一個理想化的模型點電荷：是一個理想化的模型,在實際中在實際中,當(dāng)兩個帶電體本當(dāng)兩個帶電體本身的線度比它們之間的距離身的線度比它們之間的距離小得多小得多時，帶電體的時，帶電體的形狀和大形狀和大小小對相互作用力的影響可以忽略不計時對相互作用

3、力的影響可以忽略不計時,就可以把帶電體就可以把帶電體視為點電荷視為點電荷.(這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球布的球,無論兩球相距多近無論兩球相距多近,r都等于球心距都等于球心距;而對帶電導(dǎo)而對帶電導(dǎo)體球體球,距離近了以后距離近了以后,電荷會重新分布，不能再用球心距電荷會重新分布，不能再用球心距代替代替r).點電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點點電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點 知識簡析知識簡析電荷守恒定律：電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個消滅，它們只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另

4、一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的注意：注意：電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。中和后再平分。 知識簡析知識簡析二、電場力性質(zhì)1、基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有力的作用2、電場強(qiáng)度3、電場線 知識簡析知識簡析 知識簡析知識簡析三、電場能的性質(zhì)三、電場能的性質(zhì)1、電場力做功與電勢能2、電勢、電勢差3、等勢面4、電場中的導(dǎo)體、電場中的導(dǎo)體

5、（一）電場強(qiáng)度 定義式qFE w 單位：w 方向:正電荷在該點所受的電場力的方向。w 注意：電場強(qiáng)度E與F、q無關(guān)CN /w 3、勻強(qiáng)電場：w 2、點電荷電場： w 4、電場疊加：用平行四邊形法則dUE w 電場中各點的大小和方向都相同，電場 線是互相平行的直線2rQKF Q產(chǎn)生電場的電荷，q放在電場中的檢驗電荷 知識簡析知識簡析1、如何比較電場中任兩點的場強(qiáng)大、如何比較電場中任兩點的場強(qiáng)大小和方向呢？小和方向呢？1、判斷電場強(qiáng)度大小的幾種方法：、判斷電場強(qiáng)度大小的幾種方法：方法一方法一: 由定義式由定義式E=Fq決定；決定；方法二方法二: 在點電荷電場中，在點電荷電場中，E=kQr2；方法三

6、方法三:在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)處處相等；在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)處處相等；方法四方法四:電力線密（疏）處強(qiáng)大（?。?。電力線密（疏）處強(qiáng)大（小）。2 2、判斷電場強(qiáng)度方向的幾種方法：、判斷電場強(qiáng)度方向的幾種方法：方法一方法一: :根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場力根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場力的方向即是該點的場強(qiáng)方向；的方向即是該點的場強(qiáng)方向；方法二方法二: :電場線上每一點的切線方向即電場線上每一點的切線方向即是該點的場強(qiáng)方向；是該點的場強(qiáng)方向；是非題 (A)若將放在電場中某點的電荷若將放在電場中某點的電荷q改為改為q，則該，則該點的電場強(qiáng)度大小不變，方向與原來相反。點的電場強(qiáng)度大小不變，方向與原來相反。 （B）若

7、取走放在電場中某點的電荷，則該點的電）若取走放在電場中某點的電荷，則該點的電場強(qiáng)度變?yōu)榱?。場?qiáng)度變?yōu)榱恪?（C）沿電場線方向，場強(qiáng)一定越來越小。）沿電場線方向，場強(qiáng)一定越來越小。 （D）若電荷）若電荷q在在A處受到的電場力比處受到的電場力比B點時大，則點時大，則A點電場強(qiáng)度比點電場強(qiáng)度比B點的大。點的大。 （E）電場中某點電場線的方向，就是放在該點的）電場中某點電場線的方向，就是放在該點的電荷所受電場力的方向。電荷所受電場力的方向。 （F）已知）已知A、B為某一電場線（直線）上的兩點為某一電場線（直線）上的兩點由此可知，由此可知，A、B兩點的電場強(qiáng)度方向相同，但兩點的電場強(qiáng)度方向相同，但EA和

8、和EB的大小無法比較。的大小無法比較。練習(xí)練習(xí). . 如圖，在如圖，在x x軸上的軸上的x x = -1 = -1和和x x =1=1兩點分兩點分別固定電荷量為別固定電荷量為- 4- 4Q Q 和和+9+9Q Q 的點電荷。求：的點電荷。求：x x軸上合場強(qiáng)為零的點的坐標(biāo)。并求在軸上合場強(qiáng)為零的點的坐標(biāo)。并求在x x = -3= -3點處的合場強(qiáng)方向。點處的合場強(qiáng)方向。1 1-1-1-3-3-5-5- 4Q+9Q 答案：答案：x=-5x=-5，向右，向右3.場強(qiáng)的疊加場強(qiáng)的疊加 規(guī)律方法規(guī)律方法庫侖定律的理解和應(yīng)用庫侖定律的理解和應(yīng)用【例例】如圖所示，三個完全相同的金屬小球如圖所示，三個完全相

9、同的金屬小球a a、b b、c c位位于等邊三角形的三個頂點上于等邊三角形的三個頂點上a a和和c c帶正電，帶正電，b b帶負(fù)電，帶負(fù)電，a a所所帶電量的大小比帶電量的大小比b b的小已知的小已知c c受到受到a a和和b b的靜電力的合力可的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是A AF F1 1 B BF F2 2 C CF F3 3 D DF F4 4解析解析: : a對對c為斥力，方向沿為斥力，方向沿ac連線背離連線背離a；b對對c為引力，方為引力，方向沿向沿bc連線指向連線指向b由此可知，由此可知，二力的合力可能為二力的合力

10、可能為F3或或F4 又已知又已知b的電量比的電量比a的大，由的大，由此又排除掉此又排除掉F3，只有，只有F4是可能是可能的的 cabF4F3F2F1例：在真空中同一條直線上的例：在真空中同一條直線上的A、B兩點固定有電兩點固定有電荷量分別為荷量分別為+4Q和和- -Q的點電荷。將另一個點電的點電荷。將另一個點電荷放在該直線上的哪個位置，可以使它在電場力荷放在該直線上的哪個位置，可以使它在電場力作用下保持靜止？若要求這三個點電荷都只在作用下保持靜止？若要求這三個點電荷都只在電場力作用下保持靜止，那么引入的這個點電荷電場力作用下保持靜止，那么引入的這個點電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷？電荷量是多大？應(yīng)是

11、正電荷還是負(fù)電荷？電荷量是多大？C解析：如圖所示，若引入另一小求，則應(yīng)放在B另一側(cè)，且為正電荷設(shè)在設(shè)在C點放入點電荷點放入點電荷QC，與，與B球距離為球距離為x，故，在故，在C ab=bc 三點一線三點一線, 兩大夾?。粌赏瑠A異兩大夾??；兩同夾異, 近小遠(yuǎn)大近小遠(yuǎn)大QQC4對對A點處與平衡狀態(tài)，由庫侖定律得點處與平衡狀態(tài)，由庫侖定律得22)(44xrQQkrQQkC對對B點處與平衡狀態(tài)，由庫侖定律得點處與平衡狀態(tài)，由庫侖定律得224xQQkrQQkC解得解得x=r， QC=4Q規(guī)律：規(guī)律： 例：如圖所示，半經(jīng)為例：如圖所示，半經(jīng)為r r的硬橡膠圓環(huán)上帶有的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的正電荷，其單

12、位長度上的帶電量均勻分布的正電荷，其單位長度上的帶電量為為q q，現(xiàn)截去環(huán)上一小段，現(xiàn)截去環(huán)上一小段ABAB，ABAB長為長為l l( (l lr),0，電勢降低。 W0, 電勢升高 知識簡析知識簡析電勢與電勢能比較電勢與電勢能比較電場強(qiáng)度與電勢的對比電場強(qiáng)度與電勢的對比 知識簡析知識簡析（三）等勢面（三）等勢面1電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面2特點特點:（1 1）各點電勢相等）各點電勢相等 （2 2）等勢面上任意兩點間的電勢差為零）等勢面上任意兩點間的電勢差為零（3 3）電荷沿著等勢面運動，電場力不做功）電荷沿著等勢面運動，電場力不做功 （4 4）處

13、于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體，其面為等）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體，其面為等勢面勢面（5 5）勻強(qiáng)電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點電）勻強(qiáng)電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點電荷形成的電場，電勢差相等的等勢面間距不相等，越向外荷形成的電場，電勢差相等的等勢面間距不相等，越向外距離越大距離越大 （6 6）等勢面上各點的電勢相等但電場強(qiáng)度不一定相等）等勢面上各點的電勢相等但電場強(qiáng)度不一定相等（7 7）電場線跟等勢面垂直，且由電勢高的面指向電勢低）電場線跟等勢面垂直，且由電勢高的面指向電勢低的面的面 （8 8）兩個等勢面永不相交）兩個等勢面永不相交 知識簡析知識簡析（四）電場中的

14、導(dǎo)體（四）電場中的導(dǎo)體 1、靜電感應(yīng)：、靜電感應(yīng)：絕緣導(dǎo)體放在一個帶電體的附近，在絕緣絕緣導(dǎo)體放在一個帶電體的附近，在絕緣導(dǎo)體上靠近帶電體的一端應(yīng)帶電體的異種電荷，在遠(yuǎn)離帶導(dǎo)體上靠近帶電體的一端應(yīng)帶電體的異種電荷，在遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷電體的一端帶同種電荷 靜電感應(yīng)可從兩個角度來理解：根據(jù)同種電荷相排斥，異靜電感應(yīng)可從兩個角度來理解：根據(jù)同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來解釋；也可以從電勢的角度來解釋，導(dǎo)體種電荷相吸引來解釋；也可以從電勢的角度來解釋，導(dǎo)體中的電子總是沿電勢高的方向移動中的電子總是沿電勢高的方向移動 2靜電平衡狀態(tài)：靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向移導(dǎo)體中（包括

15、表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)動的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)3靜電屏蔽靜電屏蔽:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場強(qiáng)處處內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零為零,導(dǎo)體內(nèi)部區(qū)域不受外部電場的影響導(dǎo)體內(nèi)部區(qū)域不受外部電場的影響,這種現(xiàn)象就是靜這種現(xiàn)象就是靜電屏蔽電屏蔽. 知識簡析知識簡析(1)內(nèi)部場強(qiáng)處處為零內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度是外加電場和導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度是外加電場和感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場疊加的結(jié)果感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場疊加的結(jié)果.(因為假若內(nèi)部場強(qiáng)不為零因為假若內(nèi)部場強(qiáng)不為零,則內(nèi)部電荷會做定向運動則內(nèi)部電荷會做定向運動,那么就不是靜電平衡狀態(tài)了那么就不是靜電平衡狀態(tài)了) 4處于

16、靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：(2)凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部沒有凈電荷凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部沒有凈電荷.(.(因為因為凈電荷之間有斥力凈電荷之間有斥力, ,所以彼此間距離盡量大所以彼此間距離盡量大, ,凈電荷都在導(dǎo)凈電荷都在導(dǎo)體表面體表面) ) (3)是一個等勢體是一個等勢體,表面是一個等勢面表面是一個等勢面.(.(因為假若導(dǎo)體中某因為假若導(dǎo)體中某兩點電勢不相等兩點電勢不相等, ,這兩點則有電勢差這兩點則有電勢差, ,那么電荷就會定向運那么電荷就會定向運動動) )【例例1】一個任意形狀的金屬導(dǎo)體，處于靜電平衡狀態(tài)時一個任意形狀的金屬導(dǎo)體，處于靜電平衡狀態(tài)時A導(dǎo)體內(nèi)部

17、沒有凈電荷導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷* B導(dǎo)體內(nèi)部任意兩點間的電勢差不一定為零導(dǎo)體內(nèi)部任意兩點間的電勢差不一定為零C導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)不一定處處為零導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)不一定處處為零 D在導(dǎo)體表面上，電場線可以與導(dǎo)體表面成任意角在導(dǎo)體表面上，電場線可以與導(dǎo)體表面成任意角 知識簡析知識簡析 【例例2 2】如圖所示，將不帶電的導(dǎo)體如圖所示，將不帶電的導(dǎo)體BCBC放在放在帶正電的金屬球帶正電的金屬球A A附近，當(dāng)導(dǎo)體附近，當(dāng)導(dǎo)體BCBC達(dá)到靜電平衡后，則下達(dá)到靜電平衡后，則下列說法正確的有（列說法正確的有（ ）A A用導(dǎo)線連接用導(dǎo)線連接BCBC兩端，導(dǎo)線中有瞬間電流通過兩端，導(dǎo)線中有瞬間電流通過B B用手摸一下導(dǎo)體用

18、手摸一下導(dǎo)體B B端可使導(dǎo)體帶正電端可使導(dǎo)體帶正電C C導(dǎo)體導(dǎo)體C C端電勢高于端電勢高于B B端電勢端電勢D DB B和和C C端感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場強(qiáng)沿端感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場強(qiáng)沿BCBC方向逐漸方向逐漸減小減小解析：解析： 靜電平衡后，靜電平衡后，BCBC內(nèi)部場強(qiáng)為零，整個內(nèi)部場強(qiáng)為零，整個導(dǎo)作是個等勢體，故導(dǎo)作是個等勢體，故A A、C C都錯了，都錯了， 根據(jù)導(dǎo)體附近的電場線分布根據(jù)導(dǎo)體附近的電場線分布, ,可判定導(dǎo)體可判定導(dǎo)體BCBC的電勢比無的電勢比無窮遠(yuǎn)處窮遠(yuǎn)處( (大地大地) )的電勢要高的電勢要高, ,故把導(dǎo)體故把導(dǎo)體B B端或端或C C端接地時端接地時, ,將有將

19、有電子從大地流向?qū)w電子從大地流向?qū)w, ,導(dǎo)體將帶負(fù)電導(dǎo)體將帶負(fù)電; ;導(dǎo)體處于靜電平衡時導(dǎo)體處于靜電平衡時, ,導(dǎo)體內(nèi)部的電場跟感應(yīng)電場相平衡導(dǎo)體內(nèi)部的電場跟感應(yīng)電場相平衡, ,因此可以根據(jù)外電場因此可以根據(jù)外電場在導(dǎo)體內(nèi)部的分布情況來確定感應(yīng)電荷電場在導(dǎo)體內(nèi)部的在導(dǎo)體內(nèi)部的分布情況來確定感應(yīng)電荷電場在導(dǎo)體內(nèi)部的分布情況分布情況 D 規(guī)律方法規(guī)律方法應(yīng)用處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點解題應(yīng)用處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點解題 【例例5 5】如圖所示，如圖所示，P P為金屬球殼內(nèi)的一點，殼外一帶負(fù)電為金屬球殼內(nèi)的一點，殼外一帶負(fù)電的帶電體的帶電體A A移近金屬球殼時，金屬球殼內(nèi)移近金屬球殼時，金

20、屬球殼內(nèi)P P點處的場強(qiáng)點處的場強(qiáng)E E和和電勢電勢U U的變化是（的變化是（ ）A AE E不變，不變，U U降低；降低；B BE E不變，不變，U U升高升高C CE E增大，增大，U U升高；升高；D D、E E增大增大U U降低降低解析：解析： 金屬球殼處于帶負(fù)電的帶電體金屬球殼處于帶負(fù)電的帶電體A A形成的電場中，處形成的電場中，處于靜電平衡狀態(tài)，因此于靜電平衡狀態(tài)，因此E E始終等于零不變，由于帶電體始終等于零不變，由于帶電體A A帶帶負(fù)電且靠近球殼，所以球殼的電勢降低。負(fù)電且靠近球殼，所以球殼的電勢降低。 答案：答案：A A 【例例6 6】如圖所示如圖所示, ,水平放置的金屬板正

21、上方有一固定的正點電荷水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷Q,Q,一表面絕緣的帶正電的小球一表面絕緣的帶正電的小球( (可視為質(zhì)點且不影響可視為質(zhì)點且不影響Q Q的電場的電場),),從左端從左端以初速度以初速度V V0 0滑上金屬板滑上金屬板, ,沿光滑的上表面向右運動到右端沿光滑的上表面向右運動到右端. .在該運動在該運動過程中（過程中（ ）A.A.小球作勻速直線運動小球作勻速直線運動 B.B.小球作先減速，后加速運動小球作先減速，后加速運動C.C.小球的電勢能保持不變小球的電勢能保持不變.D.D.電場力對小球所做的功為零電場力對小球所做的功為零 規(guī)律方法規(guī)律方法 【例例6 6】如圖所示

22、如圖所示, ,水平放置的金屬板正上水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷方有一固定的正點電荷Q,Q,一表面絕緣的帶正電的小球一表面絕緣的帶正電的小球( (可可視為質(zhì)點且不影響視為質(zhì)點且不影響Q Q的電場的電場),),從左端以初速度從左端以初速度V V0 0滑上金屬滑上金屬板板, ,沿光滑的上表面向右運動到右端沿光滑的上表面向右運動到右端. .在該運動過程中在該運動過程中（ ）A.A.小球作勻速直線運動小球作勻速直線運動 B.B.小球作先減速，后加速運動小球作先減速，后加速運動C.C.小球的電勢能保持不變小球的電勢能保持不變. .D.D.電場力對小球所做的功為零電場力對小球所做的功為零解析：解

23、析： 水平放置的金屬板在水平放置的金屬板在Q Q的電場中處于靜電平衡，它的電場中處于靜電平衡，它是一個等勢體，也就是說它表面的電場線處處與表面垂直，是一個等勢體，也就是說它表面的電場線處處與表面垂直，由于表面絕緣，故帶電小球在其表面上滑動時，電量不變，由于表面絕緣，故帶電小球在其表面上滑動時，電量不變，但電場力不做功，故小球作勻速直線運動但電場力不做功，故小球作勻速直線運動所以所以A A、C C、D D選選項正確項正確 四、電容和電容器 1、電容的定義式:kdSC4UQC w 2、電容充電后保持電容器的兩極板與電源相連接，則兩極板電壓保持不變；充電后斷電，則電容器電量保持不變。w 3、構(gòu)成電容

24、器的兩個導(dǎo)體的正對面積越大，距離越近，電容就越大，兩導(dǎo)體間電介質(zhì)的性質(zhì)也會影響電容器電容。w 4、常見電容器：可變電容器 固定電容器w 單位：法（F），1FpFF126101101 知識簡析知識簡析 把質(zhì)量是把質(zhì)量是0.2 g的帶負(fù)電的小球用絕緣線掛起來，現(xiàn)將帶電為的帶負(fù)電的小球用絕緣線掛起來，現(xiàn)將帶電為 Q=4.010-8C的帶電小球的帶電小球B靠近靠近A，兩球在同一水平面上，兩球在同一水平面上，相距相距30cm，此時，此時A球懸線與豎直方向成球懸線與豎直方向成450 而平衡，如圖所而平衡，如圖所示，示，g取取10m/s2求求(1)B球受到的庫侖力大小；球受到的庫侖力大小；(2)A球電量；球

25、電量；(3)B球在球在A平衡處的場強(qiáng)。平衡處的場強(qiáng)。解：對解：對A球受力分析，球受力分析，A處于平衡狀態(tài)，處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)F庫庫因為懸線與豎直方向成因為懸線與豎直方向成 450，所以，所以F=mgtan450NN3310210102 . 0NF3102F1）（庫C105QN1030Q100.4100.9N102rQQKF27A22A8932BA庫）（）（CNCNQFEA/104/105102) 3(373FBAmg庫FT課堂練習(xí)1 如圖所示，A、B是點電荷Q的電場中的兩點，以下說法正確的是 A、A電的場強(qiáng)比B點大，電荷放在A點受到的電場力比放在B點受到的電場力大 B、在電場力的作用下，電荷q總

26、是由A點向B點運動 C、把電荷q從A點移向B點，需要克服電場力做功 D、把電荷q先后放在A、B兩點，則A點的電勢較大。Q A B AC課堂練習(xí)2 下列說法正確的是 A、靜電場中，電場線是不相交、不相切的閉合曲線 B、電場線上每一點的切線方向，表示該電的場強(qiáng)方向 C、電場強(qiáng)度的大小、方向于q的大小、正負(fù)有關(guān) D正電荷在電場力作用下一定沿電場線方向運動B課堂練習(xí)3課堂練習(xí)4【例例】如圖為勻強(qiáng)電場中的一組等勢面，如圖為勻強(qiáng)電場中的一組等勢面，A A、B B、C C、D D點相點相鄰間距離為鄰間距離為2cm2cm，則場強(qiáng)，則場強(qiáng) E E ；離；離A A點點1.5cm1.5cm的的P P點電勢為點電勢為

27、 V V解析：解析： E=U/SE=U/SABABsin60sin600 0=100 /3 =100 /3 3 U UBpBpE ES SBPBPsin60sin600 0 23310000.5 102.532VBPBP之間電勢差為之間電勢差為2.5V,2.5V,由于由于U UP PU UB B，所以，所以 Up=Up=2.5 V 2.5 V 說明：在應(yīng)用說明：在應(yīng)用U=Ed公式時一定要注意公式時一定要注意d是沿著電場線方是沿著電場線方向的距離，或者說是兩等勢面間的距離向的距離，或者說是兩等勢面間的距離 課堂練習(xí)5 【例例】如圖所示如圖所示,實線為勻強(qiáng)電場中的電場實線為勻強(qiáng)電場中的電場線，虛線

28、為等勢面線，虛線為等勢面,且相鄰等勢面間的電勢差相等。一正且相鄰等勢面間的電勢差相等。一正點電荷在等勢面點電荷在等勢面A處的動能為處的動能為20J,運動到等勢面運動到等勢面C處的動處的動能為零?，F(xiàn)取能為零?，F(xiàn)取B等勢面為零電勢能面，則當(dāng)此電荷的電勢等勢面為零電勢能面，則當(dāng)此電荷的電勢能為能為2J時的動能是時的動能是 J.（不計重力和空氣阻力）（不計重力和空氣阻力） 解析：解析： 設(shè)相鄰等勢面間的電勢差為設(shè)相鄰等勢面間的電勢差為U U，根據(jù)動能定理，電荷從等勢面根據(jù)動能定理，電荷從等勢面A A運動到運動到C C的的過程中過程中q qU UACAC0 02020 電荷從等勢面電荷從等勢面A A運動

29、到運動到B B的過程中的過程中0.5Q0.5QU UACACE EKBKB2020聯(lián)立得聯(lián)立得E EKBKB10J10J電荷僅受電場力在電場中運動，動能和電勢能之和不變?yōu)殡姾蓛H受電場力在電場中運動，動能和電勢能之和不變?yōu)?0J10J故當(dāng)電荷的電勢能為故當(dāng)電荷的電勢能為2J2J時，動能為時，動能為8J8J 規(guī)律方法規(guī)律方法 【例例】如圖所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一如圖所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負(fù)檢驗電荷在這個電場中的軌跡，若電荷是從個負(fù)檢驗電荷在這個電場中的軌跡，若電荷是從a a處運動到處運動到b b處，以下判斷正確的處，以下判斷正確的是：是： A A電荷從電荷從a

30、a到到b b加速度減小加速度減小; B; Bb b處電勢能大處電勢能大C Cb b處電勢高處電勢高; D; D電荷在電荷在b b處速度小處速度小解析解析: 由圖可知由圖可知b b處的電場線比處的電場線比a a處的電場線處的電場線密密, ,說明說明b b處的場強(qiáng)大于處的場強(qiáng)大于a a處的場強(qiáng)處的場強(qiáng). .根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律, ,檢檢驗電荷在驗電荷在b b處的加速度大于在處的加速度大于在a a處的加速度處的加速度, ,A A選項錯選項錯. . 由圖可知由圖可知, ,電荷做曲線運動電荷做曲線運動, ,必受到不等于零的合外力必受到不等于零的合外力, ,即即Fe0,Fe0,且且FeFe的方

31、向應(yīng)指向運動軌跡的凹向的方向應(yīng)指向運動軌跡的凹向. .因為檢驗電荷因為檢驗電荷帶負(fù)電帶負(fù)電, ,所以電場線指向是從疏到密所以電場線指向是從疏到密. .再利用再利用“電場線方向電場線方向為電勢降低最快的方向為電勢降低最快的方向”判斷判斷a,ba,b處電勢高低關(guān)系是處電勢高低關(guān)系是U UA AU UB B, ,C C選項不正確選項不正確。 根據(jù)檢驗電荷的位移與所受電場力的夾角大于根據(jù)檢驗電荷的位移與所受電場力的夾角大于90900 0, ,可知電可知電場力對檢驗電荷做負(fù)功場力對檢驗電荷做負(fù)功. .功是能量變化的量度功是能量變化的量度, ,可判斷由可判斷由abab電勢能增加電勢能增加, ,B B選項正

32、確選項正確. . 又因電場力做功與路徑無關(guān)又因電場力做功與路徑無關(guān), ,系統(tǒng)的能量守恒系統(tǒng)的能量守恒, ,電勢能增加電勢能增加則動能減小則動能減小, ,即速度減小即速度減小, ,D D選項正確選項正確. . 規(guī)律方法規(guī)律方法 一組概念的理解與應(yīng)用一組概念的理解與應(yīng)用 電勢、電勢能、電場強(qiáng)度都是用來描述電場性質(zhì)的物理，電勢、電勢能、電場強(qiáng)度都是用來描述電場性質(zhì)的物理，它們之間有十分密切的聯(lián)系，但也有很大區(qū)別，解題中一它們之間有十分密切的聯(lián)系，但也有很大區(qū)別，解題中一定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進(jìn)行比較定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進(jìn)行比較（1）電勢與電勢能比較：）電勢與電勢能比較：電勢電勢電勢能電勢能 E E1反映電

33、場能的性質(zhì)的物理量反映電場能的性質(zhì)的物理量荷在電場中某點時所具有的電勢能荷在電場中某點時所具有的電勢能2電場中某一點的電勢電場中某一點的電勢的大小，只跟的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點電荷無關(guān)電場本身有關(guān)，跟點電荷無關(guān)電勢能的大小是由點電荷電勢能的大小是由點電荷q和該點電和該點電勢勢共同決定的共同決定的3電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之差，差，U=A AB B，取，取B B=0=0時，時，A A=U電勢能差電勢能差EE是指點電荷在電場中兩是指點電荷在電場中兩點間的電勢能之差點間的電勢能之差EE=E EA AE EB B=W=W，取取E EB B=0=0時，時，E

34、EA A=E=E4電勢沿電場線逐漸降低，取定零電勢電勢沿電場線逐漸降低，取定零電勢點后，某點的電勢高于零者，為正點后，某點的電勢高于零者，為正值某點的電勢低于零者，為負(fù)值值某點的電勢低于零者，為負(fù)值正點荷（十正點荷（十q）：電勢能的正負(fù)跟電）：電勢能的正負(fù)跟電勢的正負(fù)相同負(fù)電荷（一勢的正負(fù)相同負(fù)電荷（一q）：電勢）：電勢能的正負(fù)限電勢的正負(fù)相反能的正負(fù)限電勢的正負(fù)相反5單位：伏特單位：伏特單位：焦耳單位：焦耳6聯(lián)系：聯(lián)系：E=qE=q，W=E=qW=E=qU 規(guī)律方法規(guī)律方法（2）電場強(qiáng)度與電勢的對比）電場強(qiáng)度與電勢的對比電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E電勢電勢1描述電場的力的性質(zhì)描述電場的力的性質(zhì)描述電場

35、的能的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)2電場中某點的場強(qiáng)等于放在電場中某點的場強(qiáng)等于放在該點的正點電荷所受的電場該點的正點電荷所受的電場力力F跟正點電荷電荷量跟正點電荷電荷量q的比的比值值E=F/q，E在數(shù)值上等于在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場力單位正電荷所受的電場力電場中某點的電勢等于該點電場中某點的電勢等于該點跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢點）間的電勢差，點）間的電勢差，=E/q=E/q，在數(shù)值上等于單位正電荷在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢能所具有的電勢能3矢量矢量標(biāo)量標(biāo)量4單位：單位：N/C;V/mV（1V=1J/C）5聯(lián)系：在勻強(qiáng)電場中聯(lián)系：在勻強(qiáng)電場中UAB=Ed (d

36、為為A、B間沿電場線方向間沿電場線方向的距離）電勢沿著電場強(qiáng)度的方向降落的距離）電勢沿著電場強(qiáng)度的方向降落 規(guī)律方法規(guī)律方法2.公式公式E=U/d的理解與應(yīng)用的理解與應(yīng)用(1)(1)公式公式E=U/dE=U/d反映了電場強(qiáng)度與電勢差之間的關(guān)系，由公反映了電場強(qiáng)度與電勢差之間的關(guān)系，由公式可知，電場強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向式可知，電場強(qiáng)度的方向就是電勢降低最快的方向 (2)(2)公式公式E=U/dE=U/d只適用于勻強(qiáng)電場，且只適用于勻強(qiáng)電場，且d d表示沿電場線方向表示沿電場線方向兩點間的距離，或兩點所在等勢面的范離兩點間的距離，或兩點所在等勢面的范離(3)(3)對非勻強(qiáng)電場，此公式也

37、可用來定性分析，但非勻強(qiáng)對非勻強(qiáng)電場，此公式也可用來定性分析，但非勻強(qiáng)電場中，各相鄰等勢面的電勢差為一定值時，那么電場中，各相鄰等勢面的電勢差為一定值時，那么E E越大越大處，處，d d越小，即等勢面越密越小，即等勢面越密ABCD【例例7 7】如圖所示，如圖所示，A A、B B、C C、D D是勻強(qiáng)是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點，已知電場中一正方形的四個頂點，已知A A、B B、C C三點的電勢分別為三點的電勢分別為A A=15 V, =15 V, B B=3 V, =3 V, C C= =3 V3 V，由此可得，由此可得D D點電勢點電勢D D= = 9v 9v 。練習(xí) 綜合練習(xí)1 綜合練習(xí)

38、2 綜合練習(xí)3 綜合練習(xí)4 綜合練習(xí)5 規(guī)律方法規(guī)律方法附：帶電粒子在電場中的運動附：帶電粒子在電場中的運動 帶電粒子在電場中的運動與前面的帶電物體帶電粒子在電場中的運動與前面的帶電物體在電場中的運動的不同點就是不考慮粒子的重在電場中的運動的不同點就是不考慮粒子的重力帶電粒子在電場中運動分兩種情況：第一種力帶電粒子在電場中運動分兩種情況：第一種情況是帶電粒子沿電場線進(jìn)入電場，作直線運情況是帶電粒子沿電場線進(jìn)入電場，作直線運動第二種是帶電粒子垂直于電場方向進(jìn)入電場，動第二種是帶電粒子垂直于電場方向進(jìn)入電場，在沿電場力的方向上初速為零，作類似平拋運在沿電場力的方向上初速為零，作類似平拋運動動 1

39、1、帶電粒子、帶電粒子( (微粒微粒) )在電場中的直線加速問題在電場中的直線加速問題 2 2、帶電粒子、帶電粒子( (微粒微粒) )在電場中的偏轉(zhuǎn)問題在電場中的偏轉(zhuǎn)問題1 1、帶電粒子、帶電粒子( (微粒微粒) )在電場中的直線在電場中的直線加速問題加速問題 基本思路基本思路： 1.1.在勻強(qiáng)電場中在勻強(qiáng)電場中 (1)(1)牛頓第二定律與運動規(guī)律綜合處理牛頓第二定律與運動規(guī)律綜合處理 (2)(2)動能定理動能定理 2.2.在非勻強(qiáng)電場中在非勻強(qiáng)電場中 應(yīng)用能量觀點分析問題應(yīng)用能量觀點分析問題. . * *需注意帶電粒子與帶電微粒的區(qū)別需注意帶電粒子與帶電微粒的區(qū)別. . 規(guī)律方法規(guī)律方法加速

40、電壓為加速電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q，假設(shè)從，假設(shè)從靜止開始加速，則根據(jù)動能定理靜止開始加速，則根據(jù)動能定理mv2=Uq， 所以離開電場時速度為所以離開電場時速度為 2Uqvm2 2 、帶電粒子、帶電粒子( (微粒微粒) )在電場中的偏在電場中的偏轉(zhuǎn)問題轉(zhuǎn)問題 處理電場偏轉(zhuǎn)問題的基本思路處理電場偏轉(zhuǎn)問題的基本思路: : 1.1.運動的合成與分解運動的合成與分解; 2.; 2.能量觀點能量觀點. . 規(guī)律方法規(guī)律方法如圖所示如圖所示,板長為板長為L,板間距離為板間距離為d,板間電壓為板間電壓為U,帶電粒子沿帶電粒子沿平行于帶電金屬板以初速度平行于帶電金屬板以

41、初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,飛出電場時飛出電場時速度的方向改變角速度的方向改變角. 知道在偏轉(zhuǎn)電場中的兩個分知道在偏轉(zhuǎn)電場中的兩個分運動：運動： 垂直電場方向的勻速運垂直電場方向的勻速運動動,vxv0,平行電場方向的初速平行電場方向的初速度為零度為零,加速度為加速度為Eq/m的勻加速的勻加速直線運動直線運動偏向角偏向角tan=qUL/mdvtan=qUL/mdv0 02 2推導(dǎo)：推導(dǎo)： 在電場中運動的時間在電場中運動的時間tL/v0 在電場中的加速度在電場中的加速度aqU/dm 飛出電場時豎直方向速度飛出電場時豎直方向速度vyat偏轉(zhuǎn)角的正切值偏轉(zhuǎn)角的正切值tan=vy/v0=qUL/mdv02 規(guī)律方法規(guī)律方法飛出電場時飛出電場時, ,平行電場方向側(cè)移平行電場方向側(cè)移y=y=atat2 2=qUL=qUL2 2/2mdv/2mdv0 02 2=(qUL/mdv=(qUL/mdv0 02 2)(L/2)(L/2)=tan=tanL/2L/2 經(jīng)同一加速電場由靜止加速的兩個質(zhì)量、經(jīng)同一加速電場由靜止加速的兩個質(zhì)量、電量均不同的粒子電量均不同的粒子, ,進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場, ,飛出時偏轉(zhuǎn)角相同飛出時偏轉(zhuǎn)角相同 推導(dǎo)推導(dǎo):U:U0 0q=q=mvmv0 02 2 tan=qUL/mdv tan=qUL/m