電場(chǎng)能的性質(zhì)

1、結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 2.根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、電場(chǎng)線根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、電場(chǎng)線(等勢(shì)等勢(shì)面面)進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的判定進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的判定 1.概念基礎(chǔ)知識(shí)概念基礎(chǔ)知識(shí) 3.電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)中的功能關(guān)系電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)中的功能關(guān)系 本講概要本講概要選修選修3-1第六章靜電場(chǎng)第六章靜電場(chǎng)第第2講電場(chǎng)的能的性質(zhì)講電場(chǎng)的能的性質(zhì) 高考真題高考真題視頻展臺(tái)視頻展臺(tái) 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄知識(shí)回顧1.庫(kù)侖定律內(nèi)容和條件2.三電荷平衡模型特點(diǎn)3.場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度公式4.電場(chǎng)線特點(diǎn)5.等量同種和異種電荷電場(chǎng)線分布結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄一、基一、基 礎(chǔ)礎(chǔ) 回回 顧顧1.1.電勢(shì)能電勢(shì)能(1)(

2、1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)。(2)(2)電勢(shì)能電勢(shì)能定義：電荷在定義：電荷在電場(chǎng)中電場(chǎng)中中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到 位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功W WABABE Ep pA AE Ep pB BE Ep p. .2.2.電勢(shì)電勢(shì) 定義式定義式 標(biāo)量標(biāo)量 相對(duì)性，零勢(shì)點(diǎn)相對(duì)性，零勢(shì)點(diǎn)3.3.等勢(shì)面等勢(shì)面 特點(diǎn)：特點(diǎn)：等勢(shì)面一定與等勢(shì)面一定與 電場(chǎng)線電場(chǎng)線垂直垂直在在同一等勢(shì)面同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功不做功 沿沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)線方向電勢(shì)

3、是降低的電勢(shì)是降低的 等差等勢(shì)面等差等勢(shì)面越密越密的地方的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之越小，反之越小4.4.電勢(shì)差電勢(shì)差 定義式定義式 電勢(shì)差電勢(shì)差 與電勢(shì)的關(guān)系與電勢(shì)的關(guān)系 電勢(shì)差與電場(chǎng)本身性質(zhì)有關(guān)，與做功無(wú)關(guān)，與零勢(shì)點(diǎn)無(wú)關(guān)電勢(shì)差與電場(chǎng)本身性質(zhì)有關(guān)，與做功無(wú)關(guān)，與零勢(shì)點(diǎn)無(wú)關(guān) 與勻強(qiáng)電場(chǎng)的關(guān)系與勻強(qiáng)電場(chǎng)的關(guān)系結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄二、二、根據(jù)根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、電場(chǎng)線粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、電場(chǎng)線(等勢(shì)面等勢(shì)面)進(jìn)行進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的判定相關(guān)問(wèn)題的判定 1.判斷電勢(shì)高低常判斷電勢(shì)高低常用的兩種方法用的兩種方法 (1)依據(jù)電場(chǎng)線的方向依據(jù)電場(chǎng)線的方向 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)

4、逐漸降低 (1)做功判斷法做功判斷法W電電0，EP減?。环粗?，減?。环粗?，W電電EQ，帶電，帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度較大，點(diǎn)時(shí)加速度較大，D正確；假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由正確；假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由P運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到Q，根據(jù)：運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向?yàn)樗俣确较?；電?chǎng)線與等勢(shì)面根據(jù)：運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向?yàn)樗俣确较?；電?chǎng)線與等勢(shì)面垂直；正電荷所受的電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度同向；做曲線運(yùn)動(dòng)垂直；正電荷所受的電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度同向；做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，從而確定質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，從而確定質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)P時(shí)的速度和電場(chǎng)力方向，如圖所示根據(jù)正電荷所受電時(shí)的速度和電場(chǎng)力方向，如圖所示根據(jù)正電

5、荷所受電場(chǎng)力的方向可知，電場(chǎng)線由等勢(shì)面場(chǎng)力的方向可知，電場(chǎng)線由等勢(shì)面a指向等勢(shì)面指向等勢(shì)面c，故，故abc，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與瞬時(shí)速度成銳角，故由錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與瞬時(shí)速度成銳角，故由P運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到Q電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做正功，質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，點(diǎn)做正功，質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，B、C正確假設(shè)質(zhì)正確假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由點(diǎn)由Q運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到P，能得到同樣的結(jié)論，能得到同樣的結(jié)論答案答案BCD 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)” 這類問(wèn)題一般綜合性較強(qiáng)，通常運(yùn)用這類問(wèn)題一般綜合性較強(qiáng)，通常運(yùn)用“牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能功和

6、能”的知識(shí)分析的知識(shí)分析(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法運(yùn)動(dòng)與力兩線法”畫(huà)畫(huà)“速度線速度線”與與“力線力線”，再，再由二者的夾角分析電荷做曲線運(yùn)動(dòng)的情況由二者的夾角分析電荷做曲線運(yùn)動(dòng)的情況.(2)“三不知時(shí)要假設(shè)三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)電荷的正負(fù) 場(chǎng)強(qiáng)的方向或場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低等勢(shì)面電勢(shì)的高低 電荷運(yùn)動(dòng)的方向電荷運(yùn)動(dòng)的方向. 已知其中的任一個(gè)已知其中的任一個(gè),可順次向下分析判定各待求量可順次向下分析判定各待求量;若若三個(gè)都不知三個(gè)都不知(三不知三不知)，要用，要用“假設(shè)法假設(shè)法”分別討論各種情況分別討論各種情況.規(guī)律方法規(guī)律方法 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄三、三、電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)中的功

7、能關(guān)系電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)中的功能關(guān)系 1.1.求電場(chǎng)力做功的幾種方法求電場(chǎng)力做功的幾種方法 (1)由由WFlcos計(jì)算計(jì)算,只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),可寫(xiě)成可寫(xiě)成WEqlcos.(2)由由WABqUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場(chǎng)計(jì)算，此公式適用于任何電場(chǎng)(3)由電勢(shì)能的變化計(jì)算：由電勢(shì)能的變化計(jì)算：WABEpAEpB.(4)由動(dòng)能定理計(jì)算：由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場(chǎng)力電場(chǎng)力W其他力其他力Ek.2.電場(chǎng)中的功能關(guān)系電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變?nèi)糁挥须妶?chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保若只有電場(chǎng)力和重力

8、做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變持不變(3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化械能的變化(4)所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄【典例典例2】 (2013天津卷，天津卷，6)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,固定在固定在圖中圖中P、Q兩點(diǎn)兩點(diǎn),MN為為PQ連線的中垂線連線的中垂線,交交PQ于于O點(diǎn)點(diǎn),A為為MN上上的一點(diǎn)的一點(diǎn).一帶負(fù)電的試探電荷一帶負(fù)電的試探電荷q,從從A點(diǎn)由靜止釋放點(diǎn)由靜止釋放,只在靜電力作只在靜

9、電力作用下運(yùn)動(dòng)用下運(yùn)動(dòng),取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,則則().Aq由由A向向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)Bq由由A向向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能逐漸減小運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能逐漸減小Cq運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大Dq運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為零點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為零 審題審題設(shè)疑設(shè)疑1.等量同種電荷的電場(chǎng)線是怎樣的？在中垂線上激發(fā)的等量同種電荷的電場(chǎng)線是怎樣的？在中垂線上激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向如何？負(fù)電荷在中垂線各點(diǎn)所受電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小與方向如何？負(fù)電荷在中垂線各點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小與方向又如何？它將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？力大小與方向又如何？它將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？2.負(fù)電荷由負(fù)電荷由A

10、向向O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做功情況怎樣？能運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做功情況怎樣？能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？量是怎樣轉(zhuǎn)化的？轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄解析解析根據(jù)等量同種電荷形成的電場(chǎng)的根據(jù)等量同種電荷形成的電場(chǎng)的特點(diǎn)、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、功能關(guān)系解決特點(diǎn)、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、功能關(guān)系解決問(wèn)題問(wèn)題 等量同種電荷的電場(chǎng)線如圖所示，等量同種電荷的電場(chǎng)線如圖所示，負(fù)試探電荷負(fù)試探電荷q在在A點(diǎn)由靜止釋放，在電點(diǎn)由靜止釋放，在電場(chǎng)力的作用下從場(chǎng)力的作用下從A向向O做變加速直線運(yùn)做變加速直線運(yùn)動(dòng)，且電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)，且電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，A錯(cuò)誤，選項(xiàng)錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；正確；負(fù)試探電荷負(fù)試探電荷q

11、通過(guò)通過(guò)O點(diǎn)后在電場(chǎng)力的作點(diǎn)后在電場(chǎng)力的作用下向下做變減速運(yùn)動(dòng)，因此用下向下做變減速運(yùn)動(dòng)，因此q運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度最大，動(dòng)能最大，選項(xiàng)點(diǎn)時(shí)的速度最大，動(dòng)能最大，選項(xiàng)C正確；正確； 因無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則因無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則O點(diǎn)的點(diǎn)的電勢(shì)電勢(shì)0，所以，所以q在在O點(diǎn)的電勢(shì)能不為零，點(diǎn)的電勢(shì)能不為零，選項(xiàng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案答案BC 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄處理電場(chǎng)中能量問(wèn)題的基本方法處理電場(chǎng)中能量問(wèn)題的基本方法 請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)”常用的基本規(guī)律有動(dòng)能定理、能量守恒定律，有時(shí)也會(huì)用常用的基本規(guī)律有動(dòng)能定理、能量守恒定律，有時(shí)也會(huì)

12、用到功能關(guān)系到功能關(guān)系(1)應(yīng)用動(dòng)能定理應(yīng)用動(dòng)能定理 研究合外力的功研究合外力的功(或總功或總功)(2)應(yīng)用能量守恒定律應(yīng)用能量守恒定律 注意電勢(shì)能和其他能間的轉(zhuǎn)化注意電勢(shì)能和其他能間的轉(zhuǎn)化.(3)應(yīng)用功能關(guān)系應(yīng)用功能關(guān)系 明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變之間的明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系.(4)有電場(chǎng)力做功的過(guò)程機(jī)械能不一定守恒，但機(jī)械能與電有電場(chǎng)力做功的過(guò)程機(jī)械能不一定守恒，但機(jī)械能與電勢(shì)能的總和可以守恒勢(shì)能的總和可以守恒 規(guī)律方法規(guī)律方法 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄 3.公式公式EU/d的拓展及應(yīng)用技巧的拓展及應(yīng)用技巧應(yīng)用應(yīng)用“一式二結(jié)論一式二結(jié)論”巧解電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差相關(guān)的問(wèn)題巧解電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差相關(guān)的問(wèn)題一式一式二結(jié)論二結(jié)論結(jié)論結(jié)論2勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段ABCD,且且ABCD，則，則UABUCD (或或ABCD)，如圖示，如圖示. 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的請(qǐng)完成對(duì)應(yīng)本典例的“即學(xué)即練即學(xué)即練”轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄1. 根據(jù)已知條件需要再找到一個(gè)點(diǎn)根據(jù)已知條件需要再找到一個(gè)點(diǎn),其電勢(shì)與題設(shè)中某點(diǎn)其電勢(shì)與題設(shè)中某點(diǎn)的電勢(shì)相等的電勢(shì)相等,從而確定等勢(shì)面位置從而確定等勢(shì)面位置,這個(gè)點(diǎn)如何尋找這個(gè)點(diǎn)如何尋找?2.電場(chǎng)強(qiáng)度指向哪個(gè)方向？怎樣畫(huà)