電勢能和電勢

電勢能和電勢求試探電荷＋q沿直線AB移動(dòng)到B時(shí)電場力做的功：E+qABMFE+qABM結(jié)論：在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。(對(duì)于非勻強(qiáng)電場也適用)這與什么力做功像似呢？ABE+vABE+v二.電勢能電勢能符號(hào)：Ep

正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),靜電力做正功,電荷的電勢能減少.

正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時(shí),靜電力做負(fù)功,電荷的電勢能增加.電荷在電場中具有的與電荷位置有關(guān)的能，叫電勢能。三、電勢1、定義：6、電場中某點(diǎn)的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)（φ

標(biāo)量）3、相對(duì)性：一般選取無窮遠(yuǎn)或大地電勢為零。1J/C=1V2、EP及q含符號(hào)4、沿電場線(場強(qiáng))方向電勢越來越低5、正電荷的電場中電勢為正，負(fù)電荷的電場中電勢為負(fù)ABEφA

＞φB7、電勢是標(biāo)量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點(diǎn)的電勢可以是正值，也可以是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)電勢比零高，負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零低。對(duì)電勢的理解1：電勢的相對(duì)性：某點(diǎn)電勢的大小是相對(duì)于零點(diǎn)電勢而言的。零電勢的選擇是任意的，一般選地面和無窮遠(yuǎn)為零勢能面。2：電勢的固有性：電場中某點(diǎn)的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。3：電勢是標(biāo)量4：計(jì)算時(shí)EP,q,都帶正負(fù)號(hào)。電場中兩點(diǎn)電勢高低的判斷方法（3）根據(jù)電場力做功來判斷（1）電場線法：順著電場線方向電勢降低。（4）根據(jù)電勢能的變化來判斷1.在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷，電場力做正功,電荷由高處移向低處2.在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷，電場力做正功,電荷由低處移向高處電場線的方向就是電勢降低最快的方向1.在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷，電勢能增加電勢升；電勢能減小電勢降2.在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷，電勢能增加電勢降；電勢能減小電勢升（2）根據(jù)場源電荷來判斷正電荷的電場中離它越近電勢越高；負(fù)電荷的電場中離它越近電勢越低；

因沿電場線方向電勢越來越低，所以M點(diǎn)電勢一定高于N點(diǎn)電勢，故A正確；電場線的疏密程度反映了場強(qiáng)的強(qiáng)弱，電場線越密集的區(qū)域場強(qiáng)越強(qiáng)；反之則越弱，故B錯(cuò)誤；正電荷沿電場線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場力做正功，其電勢能將減少，而負(fù)電荷則相反，故C正確，而D錯(cuò)誤。如圖6-2-6所示，某區(qū)域電場線左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱線上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()A.M點(diǎn)電勢一定高于N點(diǎn)電勢

B.M點(diǎn)場強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場強(qiáng)

C.正電荷在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能

D.將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做正功AC圖6-2-6FE▼▼▼▼×××圖3D(1)定義電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面(2)

作用為了形象描述電場中各點(diǎn)電勢而畫出的曲面四、等勢面(3)用等勢面來表示電場中電勢的高低，類似于在地圖上用等高線表示地形的高低．（1）正點(diǎn)電荷的電場：等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的一族球面，如圖所示．（2）負(fù)點(diǎn)電荷的電場：等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的一族球面，如圖所示．等量異種點(diǎn)電荷的等勢面，兩點(diǎn)電荷連線的中垂面為一個(gè)等勢面．等量同種電荷電場的等勢面勻強(qiáng)電場的等勢面帶電導(dǎo)體周圍的電場和等勢面

對(duì)等勢面的理解

(1)在同一等勢面內(nèi)任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場力不做功。

(2)在空間沒有電荷的地方，兩等勢面不相交。

(3)等勢面和電場線的關(guān)系：①電場線跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；②在電場線密集的地方，等差等勢面也密集;在電場線稀疏的地方，等差等勢面也稀疏。

(4)等勢面和電場線一樣，也是人們虛擬出來形象描述電場的?？键c(diǎn)二電場線、等勢面及帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡問題1．幾種常見的典型電場的等勢面比較電場等勢面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場垂直于電場線的一簇平面點(diǎn)電荷的電場以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種點(diǎn)電荷的電場連線的中垂線上的電勢為零等量同種正點(diǎn)電荷的電場連線上，中點(diǎn)電勢最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢最高

帶負(fù)電的粒子剛進(jìn)入電場時(shí)受力方向與初速度方向垂直，粒子做曲線運(yùn)動(dòng)。開始時(shí)，粒子所在處電勢為零，粒子的電勢能也為零。在電場力的作用下，帶負(fù)電的粒子將向電勢高的一側(cè)偏轉(zhuǎn)，電勢能變?yōu)樨?fù)值，最后離開電場，離開電場后粒子的電勢能重新變?yōu)榱?，所以該粒子的電勢能先變小后變大。思路點(diǎn)撥：明確等勢面的分布情況，知道電場線和等勢面的關(guān)系。進(jìn)而確定電荷的受力、運(yùn)動(dòng)、做功和電勢能變化。［例3］［2012年高考天津理綜卷］兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖6-2-7中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中()A.做直線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變小后變大B.做直線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變大后變小C.做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變小后變大D.做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變大后變小C圖6-2-73.如圖6-2-8所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電勢分別為

a、

b和

c,

a>

b>

c,一帶正電的粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示。由圖可知()A.粒子從K到L的過程中，電場力做負(fù)功

B.粒子從L到M的過程中，電場力做負(fù)功

C.粒子從K到L的過程中，電勢能增加

D.粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減少AC圖6-2-8

帶正電的粒子從Ｋ到L的過程中，電場力做功為WKL=q(

K-

L)=q(

c-

a)<0,Ａ正確；帶電粒子從L到M的過程中，電場力做功為WＬＭ＝q(

L-

M)=q(

a-

b)>0，Ｂ錯(cuò)誤；據(jù)電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系可知，電場力做正功時(shí)，電勢能減小，電場力做負(fù)功時(shí)，電勢能增加，故Ｃ正確；在粒子從L到M的過程中，WLM=q(

a-

b)>0，據(jù)動(dòng)能定理得WLM=EkM-EkL，故EkM>EkL，Ｄ錯(cuò)誤。從該電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡看，固定電荷對(duì)它有吸引力，由固定電荷帶正電可知，該運(yùn)動(dòng)電荷一定帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤.因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)電荷從A到B的過程中，只受電場力且電場力先做正功后做負(fù)功，由動(dòng)能定理知：動(dòng)能先增加后減小，故B點(diǎn)的動(dòng)能不是最大,則經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度不是最大,故B錯(cuò)誤.B點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，合場強(qiáng)為零，故運(yùn)動(dòng)電荷受力為零，則加速度為零，C正確.××CD圖4詳細(xì)解答D課堂探究圖5用功能關(guān)系分析帶電粒子的能量轉(zhuǎn)化1．功能關(guān)系2．電場力做功的計(jì)算方法考點(diǎn)定位×圖9×考點(diǎn)定位×課堂探究圖9BD課堂探究A圖10一帶電粒子在電場中僅在電場力作用下，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到

B點(diǎn)，速度隨時(shí)間變化的圖象如圖6-2-3所示，tA、tB分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，則下列說法中正確的有()A.A處的場強(qiáng)一定大于B處的場強(qiáng)

B.A處的電勢一定高于B處的電勢

C.電荷在A處的電勢能一定小于在B處的電勢能

D.電荷在從A到B的過程中，電場力一定對(duì)電荷做正功AD

由v-t圖可知，aA>aB，由a=qE/m可知，A正確；從A到B，粒子動(dòng)能增加，故電場力做正功，電勢能減少，D正確而C錯(cuò)誤；由于帶電粒子電性未知，故無法確定兩點(diǎn)的電勢的高低，B錯(cuò)誤。圖6-2-3如圖所示,a、b、c表示點(diǎn)電荷的電場中三個(gè)等勢面,它們的電勢分別為.一帶電粒子從等勢面a上某處由靜止釋放后,僅受電場力作用而運(yùn)動(dòng),已知它以過等勢面b時(shí)的速率為v,則它經(jīng)過等勢面c時(shí)的速率為

.abc1．主要類型：2．應(yīng)對(duì)策略：返回目錄返回目錄教師備用習(xí)題D×××圖11

圖象在電場中的應(yīng)用(2011·上海高考)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布，正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是圖()

【精講精析】電場線從正電荷出發(fā)終止于無窮遠(yuǎn)處，且沿著電場線方向電勢越來越低，故越靠近正點(diǎn)電荷的位置電勢越高，越靠近負(fù)點(diǎn)電荷的位置電勢越低，電勢是標(biāo)量，正值一定大于負(fù)值，故若取兩電荷連線的中垂面為零勢能面，則靠近負(fù)點(diǎn)電荷的電勢均為負(fù)值，靠近正點(diǎn)電荷的電勢均為正值，故A正確.當(dāng)然也可以將等勢面與地理的“等高線”進(jìn)行類比，正點(diǎn)電荷處于正立的山口處，負(fù)點(diǎn)電荷處于倒立的山口處，顯然A正確.答案：A

【命題人揭秘】由φ-x圖象分析場強(qiáng)、電勢的大小關(guān)系(1)在φ-x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向.(2)電場強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小，電場強(qiáng)度為零處，φ-x圖線存在極值，其切線的斜率為零.(3)在φ-x圖象中分析移動(dòng)電荷時(shí)電勢能的變化，可用WAB=qUAB，分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷.

C圖15

兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于x軸上，關(guān)于原點(diǎn)O呈對(duì)稱分布，下列能正確描述x軸上的電場強(qiáng)度E隨位置x變化規(guī)律的圖像是()A返回目錄考向互動(dòng)探究返回目錄第16講電場的能的性質(zhì)考向互動(dòng)探究假設(shè)空間某一靜電場的電勢φ隨x變化情況如圖所示，根據(jù)圖中信息可以確定下列說法中正確的是()A．空間各點(diǎn)場強(qiáng)的方向均與x軸垂直B．電荷沿x軸從O移到x1的過程中，一定不受電場力的作用C．正電荷沿x軸從x2移到x3的過程中，電場力做正功，電勢能減少D．負(fù)電荷沿x軸從x4移到x5的過程中，