1-4 电势能电势与电势差
1-5 匀强电场中电势差与电场强度的关系、示波管原理
【知识回顾】
[学习目标]
1、掌握电场中电势差跟电场强度的关系的理论推导及等势面类典型问题的分析方法。
2、掌握示波器的原理及相关习题的的解题思路。
3、掌握带电粒子在电场中加速和偏转的问题的分析方法。
考点地位：本考点是本章内容的难点，是高考考查的热点，对于电势差和电场强度的关系及等势面的考查，通常以选择题目的形式出现，对于带电粒子在场中的加速和偏转，出题的形式则更灵活，突出了本部分内容与力的观点及能量观点的综合，对于示波器原理的考查在历年的高考题目中，有时以大型综合题目的形式出现，如2005年的全国Ⅰ卷，同时也可以通过实验题的形式出现，如2007年高考的实验题目第11题。
[重难点解析]
（一）匀强电场中电势差跟电场强度的关系：
（1）大小关系。
推导过程如下：
如图所示的匀强电场中，把一点电荷q从A移到B，则电场力做功为：且与路径无关。另外，由于是匀强电场，所以移动电荷时，电场力为恒力，可仍用求功公式直接求解，假设电荷所走路径是由A沿直线到达B，则做功
，两式相比较，，这就是电场强度与电势差之间的关系。
说明：
①在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。即d必须是沿场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。
②公式表明，匀强电场的电场强度，在数值上等于沿电场强度方向上单位距离的电势的降落，正是依据这个关系，规定电场强度的单位：。
③公式只适用于匀强电场，但在非匀强电场问题中，我们也可以用此式来比较电势差的大小。例如图所示是一非匀强电场，某一电场线上A、B、C三点，比较
的大小。我们可以设想，AB段的场强要比BC段的场强大，因而，，
，。这里的E1、E2分别指AB段、BC段场强的平均值。由此我们可以得出一个重要结论：在同一幅等势面图中，等势面越密的地方场强越大。事实上，在同一幅等势面图中，我们往往把每两个相邻等势面间的电势差取一个定值，如果等势面越密，
即相邻等势面的间距越小，那么场强就越大。
④场强与电势无直接关系。
因为某点电势的值是相对选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值也不同，而场强不变。零电势可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定。初学容易犯的一个错误是把电势高低与电场强度大小联系起来，误认为电场中某点电势高，场强就大；某点电势低，场强就小。
（2）方向关系：
①场强的方向就是电势降低最快的方向。
只有沿场强方向，在单位长度上的电势差最大，也就是说电势降低最快的方向为电场强度的方向。但是，电势降落的方向不一定是电场强度的方向。
②电场线与等势面垂直。
（二）电场强度、电场线、电势部分基本规律总结
一、几种常见电场线分布：
二、等量异种电荷电场分析
1、场强：
①在两点电荷连线上，有正电荷到负电荷，电场强度先减小后增大，
中点O的电场强度最小。电场强度方向由正电荷指向负电荷；
②两点电荷的连线的中垂线上，中点O的场强最大，两侧场强依次减
小。各点电场强度方向相同。
2、电势：
①由正电荷到负电荷电势逐渐降低；
②连线的中垂线所在的、并且与通过的所有电场线垂直的平面为一等势面；
③若规定无限远处电势为0，则两点电荷连线的中垂线上各点电势即为0。
3、电势能：（设带电粒子由正电荷一端移向负电荷一端）
①带电粒子带正电：电场力做正功，电势降低，电势能减少；
②带电粒子带负点：电场力做负功，电势降低，电势能增加。
三、等量同种电荷电场分析
1、场强：
①两点电荷的连线上，由点电荷起，电场强度越来越小，到终点
O的电场强度为0，再到另一点电荷，电场强度又越来越大；
②两点电荷连线的中垂线上，由中点O向两侧，电场强度越来越
大，到达某一点后电场强度又越来越小；
③两点电荷（正）连线的中垂线上，电场强度方向由中点O指向
外侧，即平行于中垂线。
2、电势：
①两正点电荷连线上，O点电势最小，即由一个正点电荷到另一正点电荷电势先降低后升高。连线的中垂线上，O电电势最大，即O点两侧电势依次降低。
②两负点电荷连线上，O点电势最大，即由一个负点电荷到另一负点电荷电势先增高后降低。连线的中垂线上，O点电势最小，即O点两侧电势依次升高。
③其余各点电势由一般规律判断，顺着电场线方向电势逐渐降低。
3、电势能：
①由电势判断：若带电粒子为正电荷，则电势越高，电势能越大；若带电粒子为负电荷，则电势越高，电势能越小。
②由功能关系判断：若电场力做负功，则电势能增加；若电势能做正功，则电势能减少。
3、匀强电场
1、特点：
①匀强电场的电场线，是疏密相同的平行的直线。 ②场强处处相等。
③电荷在其中受到恒定电场力作用，带电粒子在其中只受电场力时做匀变速运动。 2、等势面：垂直于电场线的系列平面。 四、电势、电势能的变化规律 1、电势：q
E p =
?（相当于高度）
①根据电场线判断：电势沿电场线方向减小。
②根据在两点间移动试探电荷，根据电场力做功情况判断电势：
正电荷：电场力做正功，电势能减小，电势降低；电场力做负功，电势能增加，电势升高。 负电荷：电场力做正功，电势能较小，电势升高；电场力做负功，电势能增加，电势降低。 ③根据公式q W AO A =
?和q
W
BO B =?判断：把电荷q 从将要比较的A 、B 两点分别移到零电势点O ，若做的功分别为AO W 、BO W ，则可根由公式q W AO A =
?和q
W
BO B =?直接判断出A ?、B ?的高低。
2、电势能：q E p ?=?（相当于重力势能）
①在电场中，无论移动+Q 还是-Q ，只要电场力做正功，Q 的电势能一定减小；只要电场力做负功，Q 的电势能一定增大。
②对于正电荷，若电势降低，则电势能一定降低，若电势升高，则电势能一定升高； 对于负电荷，若电势降低，则电势能一定升高，若电势升高，则电势能一定降低； ③电场力做功只与初末位置有关，与运动路径无关。
五、常见等势面
1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面
2、等量异种点电荷电场中的等势面： 是两簇对称曲面。
3、等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。
4、匀强电场中的等势面
5、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面是垂直于电场线的一簇平面电场线较密处等势面也较密
图3
（4）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
图4
（5）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
图5
等势面的特点：
（1）等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。
假若电场线与等势面不垂直，则场强E在等势面上就会产生一个分量，在同一等势面上的两点就会产生电势差，出现了一个矛盾的结论，故等势面一定与电场线垂直。
（2）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。
（3）两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两个等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大，如图5所示。
（4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。
说明：
因为电场强度E与等势面垂直，则电荷在同一等势面上移动时，电场力总与运动方向垂直，故在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。
注意：
若一电荷由等势面A先移到等势面B，再由等势面B移回等势面A，整个过程电场力做功为零，但分段来看，电场力可能先做正功，后做负功，也可能先做负功，后做正功，例如，在如图所示中带正电的物体由A点运动到B点的过程中，电场力先做负功，后做正功，但总功为零。
（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面。
（三）等势面与电场线的关系：
电场中电势相等的点构成的面是等势面。
在同一等势面上任意两点间移动电荷时，电场力不做功。电场线总是与等势面垂直（如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，电场力就会做功）。在同一电场中，等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线也密，电场也强，反之则弱。知道等势面，可以画出电场线。但等势面与电场线的区别是很明显的，电
场线反映了电场的分布情况，是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的。电荷沿电场线移动，电场力必定做功，而电荷沿等势面移动，电场力必定不做功。
（四）带电粒子的加速和偏转及示波器模型：
1. 带电粒子的加速
（1）运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。
（2）用功能观点分析：粒子动能变化量等于电场力做的功。
若粒子的初速度为零，则：
即
若粒子的初速度不为零，则：
故
（3）能用来处理问题的物理规律主要有：
牛顿定律结合直线运动公式；动能定理；动量守恒定律；包括电势能在内的能量守恒定律。
（4）对于微观粒子（如：电子、质子、α粒子等）因其重力与电场力相比小得多，通常可忽略重力作用，但对带电微粒（如：小球、油滴、尘埃等）必须要考虑重力作用。
2. 带电粒子在电场中的偏转
（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动。
（2）偏转问题的分析处理方法：类似于平抛运动的分析方法，应用运动的合成和分解知识分析处理。
沿初速度方向为匀速直线运动。
即运动时间
沿电场方向为初速为零的匀加速直线运动
故离开电场时的偏移量
离开电场时的偏转角
（3）带电粒子的重力是否可忽略；
①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确暗示以外一般都可忽略不计。
②带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，除有说明或明确暗示以外一般都不能忽略。
3. 示波器
对示波管的分析有以下三种情形
（1）偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏中心点形成一个亮斑。
（2）仅在XX’（或YY’）加电压：若所加电压稳定，则电子流被加速、偏转后射到XX’（或YY’）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在中心），如图所示。
在如图所示中，设加速电压为U1，偏转电压为U2，电子电量为e，质量为m，由W=△E k，得：
①
在电场中侧移②
其中d为两板的间距
水平方向运动时间③
又④
由①②③④式得荧光屏上的侧移
（3）若所加电压按正弦函数规律变化，如，偏移也将按正弦规律变化，如或，即这亮斑在水平方向或竖直方向做简谐运动。
【备考必知】
【题型分析】
在电场中移动电荷，电场力对电荷做功与电荷通过的路径无关，所以只要抓住起始点与终了点间的几何关系或电势关系。但要搞清楚其电势能的变化，必须看电场力做功情况。
【例1】(徐州08摸底)如图所示，A 、B 是一条电场线上的两点，若在A 点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，沿电场线从A 运动到B ．则( ) A ．电场强度的方向向左 B ．A 点场强一定大于B 点场强
C ．电场力做负功
D ．电势能增加
一条电场线周围的电场强度变化可能出现多种情况，如从A 向B ，可能是匀强电场、逐渐
增大、逐渐减小、先增后减、先减后增等。
电势是相对的，我们把电势相等的点构成的面称等势面，一般地相邻等势面间的电势差相等．
【例2】(镇江市08调查)如图所示，虚线 a 、 b 、 c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力
作用下通过该区域时的运动轨迹， P 、 Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 （ ）
A ．三个等势面中， a 的电势最高
B ．带电质点通过P 点时的电势能较大
C ．带电质点通过P 点时的动能较人
D ．带电质点通过P 点时的加速度较大
从P 到Q ，电场力做正功动能增大，电势能减少，B 对D 错。故选BD 。
电场中电势高低的判断方法：顺着电场线方向电势降低、电场力对正电荷做功电势降低（负
电荷反之）、正电荷在电势能高处电势高（负电荷反之）、越靠近正电荷电势越高（负电荷反之）。
电势差的定义式为：U AB =W AB /q ，求解它们间关系时应注意公式中角标的对应关系，同时还要注意电荷的正负性质。
【例3】如图,A 、B 、C 、D 是匀强电场中正方形的四个顶点。已知A 、B 、C 三点的电势分别为A ?＝15V ，B ?＝3 V ，
C ?＝—3
V 。由此可得D 点电势D ?＝ V 。
该类题目的基本解法是：寻找等势点，用等势线，确定场强大小和方向，
再求未知量。
【例4】(2006．江西模拟)如图所示的电场线，可判定( )
A ．该电场一定是匀强电场
B ．A 点的电势一定低于B 点电势
C ．负电荷放在B 点的电势能比A 点的电势能大
D ．负电荷放在B 点所受电场力方向向右
此题主要考查场强大小和电势高低的判断方法及如何比较电荷在电场中不同点电势能的大小。易错之处在于混淆场强和电势两个概念，认为沿电场线方向场强也越来越小，也有同学认为只要电场线为直线，该区域的电场就是匀强电场。解答这类题目的方法是清楚各量大小的判断方法，场强是根据电场线的疏密判断，电势是根据沿电场线方向电势越来越低判断，而电势能则是根据在两点间移动电荷时电场力的做功情况判断。
涉及电场力做功的力学问题，应注重对物体的受力分析与运动过程分析，针对物体运动特点寻找解题
的规律与思路。用到的规律有：牛顿定律、动能定理、运动学规律等。
【例5】一质量为m，带电量为+q的小球，用长为L的绝缘线悬挂在水平向右的匀强电场中，开始时把悬线拉到水平，小球在位置A点。然后将小球由静止释放，球沿弧线下摆到α=60°的B点时小球速度恰好为零.试求：匀强电场场强.
此题为单摆在电场中的模型，摆球在∠AOB的平分线方向上称为平衡位置，而用重力与
电场力的合力可求出此电摆的等效重力加速度。
例1. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等。一个正电荷在等势面L3处的动能为20J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4J时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（）
A. 16J
B. 10J
C. 6J
D. 4J
变式1、
例2. 如图所示，在点O置一个正点电荷，在过点O的竖直平面内的点A处自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m，带电量为q。小球落下的轨迹如图中的实线所示，它与以点O为圆心、R为半径的圆（图中虚线所示）相交于B、C两点，点O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，点A距OC的高度为h，若小球通过B点的速度为v，则（）
A. 小球运动到C点时的速度为
B. 小球运动到C点时的速度为
C. 小球从A点运动到C点的过程中电场力所做的功为
D. 小球从A点运动到C点的过程中电场力所做的功为
（2007·江苏部分中学高三统考）
变式2、（2004春季全国理综）
例3. 如图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN。a、b、c是以O为中心，R a、R b、R c为半径画出的三个圆，R c－R b= R b－R a。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力的功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小则
A. |W12|=2|W34|
B. |W12|>2|W34|
C. P、O两电荷可能同号，也可能异号
D. P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零
带电粒子在匀强电场中的加速与偏转模型：
例4. 一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？
变式思考：
例5. 如图所示，在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场，有一个质量为m、电荷量为e的电子以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域，不计电子所受的重力，要使这个电子能从区域的右下角B点射出，求：
（1）无电场区域位于区域左侧一半内时，如图甲所示，电子的初速度应满足什么条件；
（2）无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时，如图乙所示，电子的初速度又应满足什么条件。
问题3、示波器模型问题及解法：
例6. （2005·全国卷）如图所示中B为电源，电动势，内阻不计，固定电阻
，R2为光敏电阻，C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长
，两极板的间距，S为屏，与极板垂直，到极板的距离
。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b、c构成，它可绕AA’轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1000、2000、
4500。有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×106m/s连续不断地射入C。已知电子质量
C，电子质量。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生变化时，R2阻值立即有相应的改变。
设圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。（计算结果保留两位有效数字）
变式思考1：（2003年江苏卷第11题）
例7. 如图所示中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。
（1）若要增大显示波形的亮度，应调节____________旋钮。
（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节____________旋钮。
（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节____________与____________旋钮。
变式思考2、
（2007年全国卷）
例8. （1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号。把该信号接入示波器Y输入。
①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节______________钮。如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节__________钮或__________钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。
②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将__________钮置于_________位置，然后调节_______________钮。
小结本节内容：
[“电势差和电场强度的关系”高考试题分类赏析]
题型一 在匀强电场中公式d
U
E =
的应用 【例1】（2007年宁夏理综）匀强电场中的三点A 、B 、C 是一个三角形的三个顶点，AB 的长
度为1 m ，D 为AB 的中点，如图所示。已知电场线的方向平行于ΔABC 所在平面，A 、B 、
C 三点的电势分别为14 V 、6 V 和2 V 。设场强大小为E ，一电量为1×10－6 C 的正电荷
从D 点移到C 点电场力所做的功为W ，则（ ） A ．W ＝8×10－6
J ，E ＞8 V/m B ．W ＝6×10－6 J ，E ＞6 V/m C ．W ＝8×10－6 J ，E ≤8 V/m D ．W ＝6×10－6 J ，E ≤6 V/m
【解析】在匀强电场中，沿AB 方向电势是均匀降落的，
D 为AB 的中点，则V V D
A D 102
6
142
=+=
+=
???，从D 点移到C 点电场力所做的功为
A
D C
J J q qU W C D DC 66108)210(101)(--?=-??=-==??；由图及各点电势可知，电
场方向不沿AB 方向，所以场强m V AB
AB U E B
A A
B /8=-=>??，正确答案为A 。 【答案】A
友情提示：题目涉及了电势、电势差及电场力做功等知识，解题时应明确公式
d
U
E =
中的d ，d 是指电场中的两点间距离在电场方向的投影，着重考查了学生对物理公式的理解程度。
题型二 由电势差确定电场的性质
【例2】（2004年上海物理）某静电场沿x 方向的电势分布如图所示,则（ ）
A.在0 －x 1之间不存在沿x 方向的电场
B.在0－x 1之间存在着沿x 方向的匀强电场
C.在x 1－x 2之间存在着沿x 方向的匀强电场
D.在x 1－x 2之间存在着沿x 方向的非匀强电场
【解析】由图象可知，在0与1x 这两点之间不存在电势差，故这两点之间不存在电场，选项A 是正确的，B 不正确；在1x 与2x 这两点之间存在着与距离成正比的电势差，故可以确定存在着匀强电场，选项C 是正确的，D 不正确。 【答案】AC
友情提示：本题是电势分布图象问题，考查的场强与电势差的关系。应该注意到两点之差，就是电势差。
电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子
高二物理（理科）电势能与电势差练习题 1．一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，则（）A．电容为原来的1/2，两极板电压不变 B．电容为原来2倍，两极板电压不变 C．电容不变，两极板电压是原来的1/2 D．电容不变，两极板电压是原来的2倍2．下列说法正确的有（） A．把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 B．把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加 C．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加 D．把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定减小 3．关于电场线和等势面，正确的说法是（） A．电场中电势越高的地方，等势面越密 B．电场中场强越大的地方，电场线越密 C．没有电场线的地方，场强为零 D．电场线和等势面一定垂直 4．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定 ( ) A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D．A点的电势高于B点的电势 5．如图所示，Q是带正电的点电荷，P1和P2为其电场中的两点，若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则（） A．E1>E2，φ1>φ2B．E1>E2，φ1<φ2 C．E1
新人教版九年级物理电 功率知识点全面总结 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
18 电功率 第1节电能 电功 一、电能 1、我们使用的电能是有其他形式的能转化而来的，电源是提供电能的装置。 2、用电器时消耗电能的装置，用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式的能的过程，消耗了多少电能就得到了多少其他形式的能。 3、电能的单位 （1）国际单位：焦耳，简称焦，用符号J 表示。 （2）常用单位：千瓦时，用符号kW ·h 表示，俗称度。 （3）换算关系：1kW ·h=1×103W ×3600s=×106J 。 二、电能的计量 1、电能的计量工具——电能表，也叫电度表，是计量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。 2、电能表的读数 电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数（消耗电能的多少），单位是kW ·h （度）。注意电能表计数器中最后一位数字是小数（十分位）。 3、电能表上所标参数的含义 （1）“220V ”——这个电能表应该在220V 的电路中使用。 （2）“10（20）A ”——这个电能表的标定电流为10A ，额定最大电流为20A 。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流。 （3）“50Hz ”——这个电能表在频率为50Hz 的交流电路中使用。 （4）“3000revs/（kW ·h ）”——接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW ·h 的电能，电能表上的转盘转过3000转。 4、1kW ·h 的作用：洗衣机工作约；电脑工作约5h ；电车行驶；灌溉农田330m 2。 三、电功 1、电功概念 （1）定义：当电能转化为其他形式的能时，我们说电流做了功，简称电功。电功用“W ”表示。 （2）实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。所以说用电器消耗了多少电能和电流做了多少功，两种说法是一样的。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。 2、电流做功多少的影响因素：跟电压的高低、电流的大小、通电时间的长短都有关。 3、电功的计算 （1）电功的公式：UIt W = （2）电功的变形公式：Rt I W t R U W 22 ==、（两推导公式只适用于纯电阻电 路）。 说明：纯电阻电路是指消耗的电能全部转化为内能的电路。如电熨斗、电水壶、电饭锅等。但含有电动机的电路（如电风扇）不是纯电阻电路，计算电功时只能用UIt W =。 4、串并联电驴中电功特点及分配关系
选修3-1第一章 静电场 第三节 电势能和电势 导学案 一、要点知识： (一)复习导学 1．静电力、电场强度概念， 2．回顾重力做功的特点是什么? 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？ (二)合作探究 1．静电力做功的特点 结合课本图（右图）分析试探电荷q 在场强为E 的均强电场中沿不同路径从A 运动到B 电场力做功的情况。 （1） q 沿直线从A 到B （2） q 沿折线从A 到M 、再从M 到B （3） q 沿任意曲线线A 到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos θ 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2． 电势能 （1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。(标量) （2）静电力做功与电势能变化的关系： 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：PB PA E E W AB -= 注意： ①电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A 具有的电势能E P 等于将该点电荷由A 点移到电势能零点电场力所做的功W 的。 即E P =W ⑤求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低 将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A 点的电势能小于在B 点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置（任意性）。（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B 为电势能零点，则A 点的电势能为： qEL W E ==
装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 (1)开始时，反应速率的大小为__________。 (2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。 (3)反应终了，所需时间为__________。 (4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。 失e -,沿导线传递，有电流产生
【巩固练习】 一、选择题： 1、在静电场中，下列说法正确的是（） A 、电场强度为零的点，电势一定为零 B 、电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C 、电势降低的方向，一定是电场强度的方向 D 、匀强电场中的等势面是一簇彼此平行的平面 2、a 、b 为电场中的两点，且a 点电势高于b 点电势，则可知（） A 、把负电荷从a 点移到b 点电场力做负功，电势能增加 B 、把正电荷从a 点移到b 点电场力做正功，电势能减少 C 、无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少 D 、无论是否有电荷移动，a 点的电势能总是大于b 点的电势能 3、一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A 点运动到B 点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A 、B 两点电场强度A B E E 、及该电荷在A 、B 两点的电势能pA pB E E 、之间的关系为（） A B A B pA pB pA pB A E E B E E C E E D E E ==、、＜、、＞ 4、如图(1)是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A 、B 是电场线上的两点，一负电荷q 仅在电场力作用下以初速度v 0从A 运动到B 过程中的速度图线如图(2)所示，则以下说法中正确的是( ) A 、A 、 B 两点的电场强度是A B E E < B 、A 、B 两点的电势是A B ??> C 、负电荷q 在A 、B 两点的电势能大小是pA pB E 最新电功率知识点总结 一、电功率选择题 1．如图甲所示电路中，电源电压可调，灯L1、L2的额定电压均为6V，L1、L2的I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，逐步调大电源电压至电路允许的最大值，此时（） A. L1正常发光 B. 电源电压为12V C. 电路总电阻为30Ω D. 电路总功率为 2.4W 【答案】D 【解析】【解答】解：由图乙可知，两灯泡两端的电压为6V时，通过两灯泡的电流I1=0.6A、I2=0.3A， 由电路图可知，两灯泡串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中允许通过的最大电流I=I2=0.3A，则L2正常发光，故A错误； 由图乙可知，L1两端的电压U1′=2V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U=U1′+U2=2V+6V=8V，故B错误； 由I= 可得，电路总电阻： R= = ≈26.7Ω，故C错误； 电路的总功率： P=UI=8V×0.3A=2.4W，故D正确． 故选D． 【分析】由图乙可知两灯泡额定电流下的电流，根据串联电路的特点可知电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的，即额定电流较小的灯泡能正常发光，根据图象读出两灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电路的总功率． 2．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光，如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法正确的是（） A. 电压表示数变小，灯L变亮 B. 电压表示数变小，灯L变暗 C. 电压表示数变大，灯L变亮 D. 电压表示数变大，灯L变暗 【答案】D 【解析】【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电 路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，由可知，灯泡两端的电压变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由可知，灯泡的实际功率变小，灯泡L变暗，AC不符合题意；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器R两端的电压变大，即电压表的示数变大，B不符合题意、D符合题意。 故答案为：D。 【分析】结合电路图，理清电路的连接方式及电表的测量对象，结合滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻变化，利用欧姆定律及电功率的计算公式分析即可. 3．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1=1Ω，滑动变阻器R2阻值范围为0～4Ω．闭合开关S，在滑片从左向右移动的过程中，下列说法正确的是（） A. 滑动变阻器的最大功率为1.44W B. 滑动变阻器的最大功率为2W C. 滑动变阻器的最大功率为2.25W D. 电压表示数从0V增大到2.4V 【答案】C 【解析】【解答】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I＝ ，滑动变阻器消耗的电功率：P2＝I2R2＝（）2R2＝ ，所以，当R2＝R1＝1Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最 大，则P2大＝＝2.25W，AB不符合题意、C符合题意；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R1的简单电路，电压表测电源两端的电压，示数为 高二物理电势与电势能知识点 一、电场力的功 1、特点:电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。 2、计算方法（1）由公式W=qE ·d （d 为电荷初末位置在电场方向上的位移） （2）由公式AB AB W qU =（AB U 为电荷初末位置A →B 间电势差,注意下标的使用） （3）由电场力做功和电势能的变化的关系：(.AB PA PB PA PB W E E E E =-分别是电荷电场中A 、B 两点的电势能） （4）由动能定理：K E W W ?=+其他力电场力 二、电势能 1.电势能：电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能） 2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选大地或无限远处)过程中电场力做的功。E PA =W A →∞ 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加；电场力不做功，电势能不变。 3.比较电势能的大小 （1）场电荷判断法 ①离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小. ②离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大. （2）电场线法 ①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大. ②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小. （3）做功判断法 无论正、负电荷，电场力做正功，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. 三、电势 １.定义：q E PA A =? ＥPA 为试探电荷在该点Ａ的电势能，q 为电荷量，可以带符号运算。 2.单位：伏特V ，1V=1J/Ｃ 3.电势是标量，有正负，但没有方向。规定大地或无限远电势为零。 4.物理意义：描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。 5.电势高低判断的三种方法 (1)根据公式计算：q E PA A =?，带符号代入运算。 (2)沿着电场线的方向电势是降低的，逆着电场线方向电势是升高的。 (3)将ＷAB 和q 带符号代入，根据U AB 的正负判断Ａ、Ｂ两点电势的高低，U AB = A - B 。若U AB >０，则 A > B ；若U AB =０，则 A = B ；若U AB <０则 A < B 。 四、等势面 1、定义：电场中电势相等的点构成的面叫等势面。 2、等势面与电场线的关系 （1）电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面。 （2）电场线越密的地方，等势面也越密集。 （3）沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，正电荷电场力做正功，负电荷电场力做负功。 （4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具 第二节 电功率 1、 电功率： 定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。 意义：表示消耗电能的快慢。 符号：P 单位：瓦特（瓦，W ），常用单位为千瓦（kW ），1kW ＝103 W 电功率的定义式：P=W t W=Pt t=W P 第一种单位：P ——电功率——瓦特（W ）；W ——电功——焦耳（J ）；t ——通电时间——秒（s ）。 第二种单位：P ——电功率——千瓦（kW ）；W ——电功——千瓦时（kW ·h ）；t ——通电时间——小时（h ）。 电功率的计算式：P=UI U=P I I=P U P= I 2R I 2= P R I = P R R= P I 2 P=U 2R U 2 = PR U = PR R =U 2P P ——电功率——瓦特（W ）； U ——电压——伏特（V ）； I ——电流——安培（A ）； R ——电阻——欧姆（Ω）。 2、串并联电路电功率特点： ① 在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和； ② 串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即P 1P 2 =R 1 R 2 ; ③ 并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即P 1P 2 =R 2R 1 。 3、用电器的额定功率和实际功率 额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。 额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 用电器实际工作时的三种情况： ①U实 高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结 一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。 (1)计算式 (2)单位：伏特(V) (3)电势差是标量。其正负表示大小。 二、电场力的功 电场力做功的特点： 电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。 注意：系统性、相对性 2.电势能的变化与电场力做功的关系 (1)电荷在电场中具有电势能。 (2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。 (3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。 (4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。 (5)电势能是相对的，与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。) (6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。 (7)电势能是标量。 3.电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。 三、电势 电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。是描述电场的能的性质的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。 单位：伏特(V)标量 1.电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。 2.电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.) 4.计算时EP,q,都带正负号。 5.顺着电场线的方向，电势越来越低。 6.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 三、等势面 1.等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2.等势面的特点 ①等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功; ②电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交; ③等差等势面越密的地方电场强度越大。 电化学原理 第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动 i i i x αγ=∑ =2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ= KV =λN c N c k 1000=λ- ++=000λλλ 【物理】电功率知识点(大全)经典 一、电功率选择题 1．现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从5V开始减小，电流表的示数从0.3A开始增大。下列结论正确的是（） A. 电源的电压为5V B. 小灯泡的最大功率为0.3W C. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω D. 整个电路的最小功率是1.8 W 【答案】 D 【解析】【解答】解：（1）根据题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如图所示： ；（2）当电压表的示数为5V时，电路中的电流为0.3A，由图象得出此时灯泡两端的电压U L＝1V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压： U＝U滑+U L＝5V+1V＝6V，A不符合题意； 由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值： R滑＝＝≈16.7Ω，C不符合题意； 整个电路的最小功率： P min＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，D符合题意；（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，灯泡两端的电压和电源的电压相等， 由图象可知通过灯泡的电流I′＝0.5A，则小灯泡的最大功率： P Lmax＝UI′＝6V×0.5A＝3W，B不符合题意。 故答案为：D。 【分析】结合题意，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数减小，电流表的示数增大，则电压表并联在滑动变阻器两端，否则两电表示数应同时增大或同时减小；当电压表的示数为5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路的总功率最小，根据图象读出电路中的电流为0.3A时灯泡两端的电压，根据串 电势能和电势·知识点精解 1．电势能的概念 (1)电势能 电荷在电场中具有的势能。 (2)电场力做功与电势能变化的关系 在电场中移动电荷时电场力所做的功在数值上等于电荷电势能的减少量，即WAB=εA-εB。 ①当电场力做正功时，即W AB＞0，则εA＞εB，电势能减少，电势能的减少量等于电场力所做的功，即Δε减=W AB。 ②当电场力做负功时，即WAB＜0，则εA＜εB，电势能在增加，增加的电势能等于电场力做功的绝对值，即Δε增=εB-εA=-W AB=|WAB|，但仍可以说电势能在减少，只不过电势能的减少量为负值，即ε减=εA-ε B=W AB。 【说明】某一物理过程中其物理量的增加量一定是该物理量的末状态值减去其初状态值，减少量一定是初状态值减去末状态值。 (3)零电势能点 在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点。理论研究中通常取无限远点为零电势能点，实际应用中通常取大地为零电势能点。 【说明】 ①零电势能点的选择具有任意性。 ②电势能的数值具有相对性。 ③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。 2．电势的概念 (1)定义及定义式 电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值，叫做这一点的电势。 (2)电势的单位：伏(V)。 (3)电势是标量。 (4)电势是反映电场能的性质的物理量。 (5)零电势点 规定的电势能为零的点叫零电势点。理论研究中，通常以无限远点为零电势点，实际研究中，通常取大地为零电势点。 (6)电势具有相对性 电势的数值与零电势点的选取有关，零电势点的选取不同，同一点的电势的数值则不同。 (7)顺着电场线的方向电势越来越低。电场强度的方向是电势降低最快的方向。 (8)电势能与电势的关系：ε=qU。 3．等势面 电场中电势相等的点构成的面。 (1)在同一等势面上任何两点间移动电荷，电场力不做功。这里存在两种情况：一种是电荷一直在等势面上移动，电场力在任何一段时间内都不做功。一种是电荷不在同一等势面上移动，但初、未位置在同一等势面上，在全过程中的某一具体过程中电场力可能做功，但在全过程中电场力不做功。 (2)等势面一定跟电场线垂直，场强一定跟等势面垂直。 (3)电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 图1-13为几种典型电场的等势面。 4．电势差的概念 (1)定义 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。 (2)定义式 【说明】 ①电势差即电势之差，UAB=UA-U B。 ②WAB为电荷q由A点移动B点时电场力所做的功，可能为正值，也可能为负值。 ③上式计算时，q应代入正负号。若UAB＞0，则UA＞UB；若UAB＜0，则UA＜UB。 电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e =Zn 2+ 2H + +2e =2H 2 ↑ 电解质溶液 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e =Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4+ +2e =2NH 3 +H 2 ↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+ =Zn 2+ +2NH 3 +H 2 ↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4 Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。 正极（PbO 2 ） PbO 2 +SO 42-+4H + +2e =PbSO 4 +2H 2 O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e =PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2 +Pb+2H 2 SO 4 2PbSO 4 +2H 2 O 失e ,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断移 向 阳离 子 放电 充电 电解液：1.25g/cm 3 ~1.28g/cm 3 的H 2 SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2 O Cd(OH)2 +2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4 、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2 +2OH -4e =4H 2 O ；正极：O 2 +2H 2 O+4e =4OH ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2 O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+ ）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 腐蚀概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 概述： 腐蚀危害： 腐蚀的本质：M-ne →M n+ (氧化反应) 分类： 化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）、电化腐蚀 定义：因发生原电池反应，而使金属腐蚀的形式。 负极（Fe ）：Fe-2e =Fe 2+ ；正极（C ）：O 2 +2H 2 O+4e =4OH 电化 吸氧腐蚀： 总反应：2Fe+O 2 +2H 2 O=Fe(OH)2 腐蚀 后继反应：4Fe(OH)2 +O 2 +2H 2O =4Fe(OH)3 钢铁的腐蚀： 2Fe(OH)3 Fe 2 O 3 +3H 2 O 负极（Fe ）：Fe-2e =Fe 2+ ； 析氢腐蚀： 正极（C ）：2H + +2e =H 2 ↑ 化学电源简介 金属的腐蚀与防护 放电 放电` △ 电功率知识点归纳Last revision on 21 December 2020 《电功率》知识点归纳 一、电功（电能） 1．定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。用 W 表示 2．实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电 流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。 电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。 3．规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电 时间的乘积。 4．计算公式：W=UIt=Pt （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：t R U Rt I W 2 2 ①串联电路中常用公式：W=I 2 Rt ②并联电路中常用公式：t R U W 2 ③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功 常用公式W=W 1+W 2+…W n W=U 总I 总t=P 总t 5．单位：国际单位是焦耳（J ）常用单位：kw ·h （度）1千瓦时=1度=1kw ·h= ×106J 6．测量电功： ⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。 ⑵电能表上“220V ”“5（10）A ”“3000R/kwh ”等字样，分别表示：电能表应接在220V 的电压下使用；电能表的额定电流是5A ；额定最大电流为10A ；每消耗一度电电能表转盘转3000转。 ⑶读数：A 、测量较大电功时用刻度盘读数。 ①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。 ②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。 如： 这个月用电________度合___________ J 。 B 、测量较小电功时，用表盘转数读数。如：某用电器单独工作电能表 （3000R/kwh ）在 10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是___________J 。 7、电池充电把 能转化为 能，放电时把 能转化为 能，电动机把 能转化为 能，灯泡工作把 能转化为 能和 能。 二、电功率 1．定义：电流在单位时间（1s ）内所做的功或电流在1s 内所消耗的电能。 2．物理意义：表示 电流做功快慢 的物理量或表示用电器 消耗电能快慢 的物理量。 灯泡的亮度取决于灯泡的 实际功率 大小。 3．电功率计算公式：P=UI=W/t （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P=I 2R=U 2/R ①串联电路中常用公式：P=I 2R ②并联电路中常用公式：P=U 2/R ③无论用电器串联或并联。计算总功率 常用公式P=P 1+P 2+…P n 月底读数是 第四节电势能和电势 【教学目标】 1．知识与技能 （1）理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 （2）理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 （3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 （4）了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 2．过程与方法 （1）通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 （2）培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。 （3）通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。 3．情感、态度与价值观 （1）尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。 （2）利用等势面图像的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 （3）在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 【教学重点和难点】 1．重点 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 2．难点 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 【教学方法】 类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、多媒体课件 【教学过程】 复习前面相关知识。 1．静电力，电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。 2．复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？ 一、静电力做功的特点 结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A 运动到B电场力做功的情况。 （1）q沿直线从A到B （2）q沿折线从A到M、再从M到B （3）q沿任意曲线线A到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos 与重力做功类比，引出结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。 拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。 二、电势能 寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？ （移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。） 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生化学电源简介 放电 充电 放电 放电` 第十八章电功率知识点总结 1．电功（W）：电流所做的功叫电功， 2．电功的单位：国际单位：焦耳。常用单位有：度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。 3．测量电功的工具：电能表（电度表） 4．电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）。 5．利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W.U.I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量。 6. 计算电功还可用以下公式：W=I2Rt ；W=Pt；W=UQ（Q是电量）； 7. 电功率（P）：电流在单位时间内做的功。单位有：瓦特(国际)；常用单位有：千瓦(kW),毫瓦(mW) 8. 计算电功率公式：P=W/t=U.I（式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A） 9．利用P=W/t计算时单位要统一，①如果W用焦、t用秒，则P 的单位是瓦；②如果W用千瓦时、t用小时，则P的单位是千瓦。 10．计算电功率还可用右公式：P=I2R和P=U2/R 11．额定电压（U0）：用电器正常工作的电压。 12．额定功率（P0）：用电器在额定电压下的功率。 13．实际电压（U）：实际加在用电器两端的电压。 14．实际功率（P）：用电器在实际电压下的功率。 当U > U0时，则P > P0 ；灯很亮，易烧坏。 当U < U0时，则P < P0 ；灯很暗， 当U = U0时，则P = P0 ；正常发光。 15．焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 16．焦耳定律公式：Q=I2Rt ，（式中单位Q→焦；I→安(A)；R →欧(Ω)；t→秒。） 17．当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。（如电热器，电阻就是这样的。）最新电功率知识点总结
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