高中物理学案二电场能的性质复习学案（含解析）新人教版选修3_1

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1、学案二电场能的性质一、电势高低及电势能大小的判断1．比较电势高低的方法(1)沿电场线方向，电势越来越低．(2)判断出UAB的正负，再由UAB＝φA－φB，比较φA、φB的大小，若UAB>0，则φA>φB，若UAB<0，则φA<φB.2．电势能大小的比较方法做功判断法：电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方．【例1】如图，a、b是真空中两个带等量正电的点电荷，A、B两点在两电荷连线上且关于两电荷连线的中垂线对称，O为中点．现将一负点电荷q由A点沿ab连线移到

2、B点，下列说法中正确的是（　　）A．A点电势高于O点电势B．A点电势高于B点电势C．电荷q移动过程中，电势能一直减少D．电荷q移动过程中，电场力先做正功后做负功针对训练1．如图所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是(　　)A．φO＝φP，EO>EPB．φO>φP，EO＝EPC．负电荷在P点的电势能大D．O、P两点所在直线为等势面二、电场力做功与电势差的关系1．应用公式UAB＝求解时的注意问题(1)WAB、UAB、q均可正可负，WAB取正号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做正功，UAB取正号表示φA＞φB，q取正号表示试探电荷为

3、正电荷；WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB取负号表示φA＜φB，q取负号表示试探电荷为负电荷．(2)应用公式WAB＝qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算．也可以将各物理量都取绝对值，计算大小，再根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定电场力做功的正负，根据电荷在电场中的始末位置确定电势差的正负进而确定场强方向．2．电场力做功的求解方法(1)W＝Fd＝qEd适用于匀强电场．公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离．(2)WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp适用于任何电场．【例2】在电场中把一个电荷量为－6×10－8C的点电荷从A

4、点移到B点，电场力做功为－3×10－5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J，求A点与C点间的电势差．三、带电粒子运动轨迹与电场线的综合问题带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧(1)判断速度方向：带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向．(2)判断电场力(或场强)的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向．(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加．【例3】如图所示，一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电

5、场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上．下列说法正确的是(　　)A．该粒子可能带正电B．该粒子经过B点时的速度最大C．该粒子经过B点时的加速度一定为零D．该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能针对训练2.如图所示，A、B两点是粒子在匀强电场中运动时经过的两个点，平行直线表示电场线，但方向未知，整个过程中只有电场力做功．已知粒子在A点的动能比B点大，则下列说法中正确的是(　　)A．无论粒子是从A到B，还是从B到A，电场力均做负功B．电场线方向从右向左C．粒子的运动轨迹若为1，则粒子一定带负电D．无论粒子是带正

6、电还是负电，均不可能沿轨迹2运动四、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U＝Ed，其中d为两点沿电场线方向的距离．由公式U＝Ed可以得到下面两个结论：(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等．如果把某两点间的距离平均分为n段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的1/n.(2)在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等．2．在非匀强电场中，公式E＝可用来定性分析问题，由E＝可以得出结论在等差等势面中等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示．再如图乙所示，a、b、c为某条

7、电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab＜Ubc.【例4】如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1＝1.2×10－7J，从b点移到c点时静电力做功为W2＝1.44×10－7J．求：(1)匀强电场的场强E；(2)a、c两点间的电势差Uac.课时训练1．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为