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2019-2020年高三物理一輪復習《課時3 電場能的性質》教案 【學習目標】 1、理解電場力做功特點，掌握電場力做功和電勢能的變化的關系。 2、理解電勢能、電勢的概念及相互關系。 3、理解等勢面的概念及等勢面和電場線的關系。 4、理解電勢差的定義及正負值的定義。 5、會用UAB=φA-φB及UAB=WAB/q進行有關計算。 6、理解勻場電場中電勢差跟電場強度的關系U=Ed，會用U=Ed或E=U/d解決有關問題。 【知識梳理】 一、電勢能 1．電勢能：電荷在電場中具有的能量。 2．電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點。 3．電場力做功是電勢能變化的量度：電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少；電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加；電場力做功的多少和電勢能的變化數值相等，這是判斷電荷電勢能如何變化的最有效方法。 4．電勢能大小：電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處電場力所做的功。 二、電勢 1．電勢：電荷在電場中的某點電勢能和它的電荷量的比值。電勢用字母φ表示。 ①表達式：φ=Ep/q 單位：伏特（V），且有1V=1J/C。 ②意義：電場中某一點的電勢在數值等于單位電荷在那一點所具有的電勢能。 ③相對性：電勢是相對的，只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值，通常取無限遠或地球的電勢為零。 ④標量：有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示比零電勢高還是低。 ⑤電勢高低判斷： a．根據移動檢驗電荷做功判斷：移動正電荷電場力做正功(負功)時，電勢降落(升高)；移動負電荷電場力做正功(負功)時，電勢升高(降落)． b．根據電場線判斷：沿著電場線方向，電勢越來越低，逆著電場線方向電勢越來越高． c．根據場源電荷判斷：離正電荷越近，電勢越高，離場源負電荷越近，電勢越低． 三、等勢面：電場中電勢相等的點構成的面。 1．定義：電場中電勢相同的點構成的面叫做等勢面． 2．等勢面的特點： ①等勢面是為了形象描述電場中各點電勢高低分布而引入的假想圖，不是電場中實際存在的面． ②同一等勢面上各點間的電勢差為零，電荷在等勢面上移動時電場力不做功． ③電場線垂直于等勢面，并指向電勢降低最快的方向． ④等勢面不相交． ⑤電場強度較大的地方，等差的等勢面較密． 四、電勢差 1．電勢差：電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力所做的功WAB與電荷量的q的比值。 UAB = WAB/q 注意：電勢差這個物理量與場中的試探電荷無關，它是一個只屬于電場的量。電勢差是從能量角度表征電場的一個重要物理量。 電勢差也等于電場中兩點電勢之差 ① ②電勢差由電場的性質決定，與零電勢點選擇無關。 2．電場力做功：在電場中AB兩點間移動電荷時，電場力做功等于電量與兩點間電勢差的乘積。 WAB = q?UAB 注意： ①該式適用于一切電場；②電場力做功與路徑無關 ③正負號運算法：按照符號規(guī)約把電量q和移動過程的始、終兩點的電勢差UAB的值代入公式WAB =qUAB． ④絕對值運算法：公式中的q和UAB都取絕對值代入計算，功的正負再另判斷：當正（或負）電荷從電勢較高的點移動到電勢較低的點時，是電場力做正功（或電場力做負功）；當正（或負）電荷從電勢較低的點移動到電勢較高的點時，是電場力做負功（或電場力做正功）． 五、電勢差與電場強度關系 1．電場方向是指向電勢降低最快的方向。在勻強電場中，電勢降低是均勻的。 2．勻強電場中，沿場強方向上的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積。 U=E?d 在勻強電場中，場強在數值上等于沿場強方向每單位距離上降低的電勢。 注意：①兩式只適用于勻強電場。②d是沿場方向上的距離。 3．電場線和等勢面 注意電場線、等勢面的特點和電場線與等勢面間的關系： ①電場線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。 ②電場線互不相交，等勢面也互不相交。 ③電場線和等勢面在相交處互相垂直。 ④電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向。 ⑤電場線密的地方等差等勢面密；等差等勢面密的地方電場線也密。 要牢記以下幾種常見的電場的電場線和等勢面：步步高P104 圖2 六、電荷引入電場 1．將電荷引入電場 將電荷引入電場后，它一定受電場力Eq，且一定具有電勢能φq。 2．在電場中移動電荷電場力做的功 在電場中移動電荷電場力做的功W=qU，只與始末位置的電勢差有關。 ⑴無論對正電荷還是負電荷，只要電場力做功，電勢能就減??；克服電場力做功，電勢能就增大。 ⑵正電荷在電勢高處電勢能大；負電荷在電勢高處電勢能小。 ⑶利用公式W=qU進行計算時，各量都取絕對值，功的正負由電荷的正負和移動的方向判定。 ⑷每道題都應該畫出示意圖，抓住電場線這個關鍵。（電場線能表示電場強度的大小和方向，能表示電勢降低的方向。有了這個直觀的示意圖，可以很方便地判定點電荷在電場中受力、做功、電勢能變化等情況。）