高考物理二轮复习 第一部分 专题11 电场力、电场能的性质
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电场能的性质【知识梳理】1.电场力做功与电势能⑴电荷在电场中移动时,电场力做功只与电荷的__________有关,与电荷经过的________无关。
电场力做功的计算公式:①W = _______;②在匀强电场中,电场力做的功W = _______,其中d为沿电场线方向的位移。
⑵电场力对电荷做正功,电势能_______;电场力对电荷做负功,电势能_________。
电场力做功等于电势能变化的负值,即W AB = E p A-E p B。
⑶电荷在某点具有的电势能,等于把它从该点移动到______________位置时电场力所做的功。
电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零2.电势⑴定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势,用φ表示.在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时____________________,电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负。
⑵公式:φ = __________(与试探电荷无关);单位:伏特(V)⑶电势与电场线的关系:沿电场线方向电势_________(电场线指向电势________的方向)。
⑷零电势位置的规定:电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关,即电势的数值决定于零电势的选择(大地或无穷远默认为零)。
3.等势面⑴定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
⑵等势面的特点:①等势面一定和电场线________;②等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力________功;③电场线总是由电势_____的等势面指向电势_____的等势面;④电场线越密的地方,等差等势面越_______。
4.电势差与电场强度⑴电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功W AB,跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压。
公式:U AB = ________;单位:伏(V)。
高中物理专题——静电场考点归纳今日知识清单,静电场考点归纳中的第一节:电场力的性质、第二节:电场能的性质和第三节:电容器与电容带电粒子在电场中的运动同学们可以学习起来了!第一节电场力的性质【基本概念、规律】一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷.2.电荷守恒定律(1)电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.公式:F=k r2(q1q2),式中的k=9.0×109 N·m2/C2,叫做静电力常量.3.适用条件:(1)点电荷;(2)真空.三、电场强度1.意义:描述电场强弱和方向的物理量.2.公式(1)定义式:E=q(F),是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=k r2(Q),Q为场源电荷,r为某点到Q的距离.(3)匀强电场的场强:E=d(U).3.方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向.四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处.(2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(4)沿电场线方向电势降低.(5)电场线和等势面在相交处互相垂直.3.几种典型电场的电场线(如图所示)【重要考点归纳】考点一对库仑定律的理解和应用1.对库仑定律的理解(1)F=k r2(q1q2),r指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.2.电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触,则其电荷量平分.(2)两个带异种电荷的相同金属球接触,则其电荷量先中和再平分.考点二电场线与带电粒子的运动轨迹分析1.电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:(1)电场线是直线.(2)电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行.2.由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:(1)粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切.(2)由电场线的疏密判断加速度大小.(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化.3.求解这类问题的方法:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.考点三静电力作用下的平衡问题1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同,只不过是多了静电力而已.2.(1)解决静电力作用下的平衡问题,首先应确定研究对象,如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”.(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关;库仑力大小随距离变化而变化.考点四带电体的力电综合问题解决该类问题的一般思路【思想方法与技巧】用对称法处理场强叠加问题对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中,应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题.利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的特点,出奇制胜,快速简便地求解问题.第二节电场能的性质【基本概念、规律】一、电场力做功和电势能1.电场力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关.(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离.②WAB=qUAB,适用于任何电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(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减少量,即WAB=E p A-E p B=-ΔE p.(3)电势能具有相对性.二、电势、等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.(2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直.③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密).三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功WAB与移动的电荷的电量q的比值.3.电势差与电势的关系:UAB=φA-φB,UAB=-UBA.4.电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即UAB=Ed.特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差与零电势点的选取无关.【重要考点归纳】考点一电势高低及电势能大小的比较1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据UAB=φA-φB:若UAB>0,则φA>φB,若UAB<0,则φA<φB.(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关).(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.考点二等势面与粒子运动轨迹的分析1.几种常见的典型电场的等势面比较2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.考点三公式U=Ed的拓展应用考点四电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cos α.(2)由WAB=qUAB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:WAB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.2.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.【思想方法与技巧】E-x和φ-x图象的处理方法1.E-x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.2.φ-x图象(1)描述了电势随位移变化的规律.(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向.(3)斜率的大小表示场强的大小,斜率为零处场强为零.3.看懂图象是解题的前提,解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义.第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动【基本概念、规律】一、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值.(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两极板间距离成反比.二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解.①沿初速度方向:做匀速运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动.特别提示:带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.【重要考点归纳】考点一平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路1.确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.(1)保持两极板与电源相连,则电容器两极板间电压不变.(2)充电后断开电源,则电容器所带的电荷量不变.5.在分析平行板电容器的动态变化问题时,必须抓住两个关键点:(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电量不变或板间电压不变.(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用E=d(U),分析板间电场强度的变化情况.考点二带电粒子在电场中的直线运动1.运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动.(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动.2.分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的运动情况.(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解.此方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.(3)对带电粒子的往返运动,可采取分段处理.考点三带电粒子在电场中的偏转1.基本规律设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为d(忽略重力影响),则有【思想方法与技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),找到满足题目要求所需要的条件.2.比较通过电场的时间t与交变电场的周期T的关系:(1)若t≪T,可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变,等于刚进入电场时刻的场强.(2)若不满足上述关系,应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性.对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则,直接求解产生的电场强度较困难,若采取割或补的方法,使之具有某种对称性,从而使问题得到简化.二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型.对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效法”求解,则过程往往比较简捷.2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路:(1)求出重力与电场力的合力F合,将这个合力视为一个“等效重力”.(2)将a=m(F合)视为“等效重力加速度”.(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解.。
1.3 电场能的性质教学目标:知识与技能:1、掌握电势差的概念。
会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
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。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
3、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。
过程与方法:通过类比法教学,使学生理解电势差的概念;应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式,培养逻辑思维能力。
情感态度和价值观:体验推理探究的过程,提高分析问题、解决问题的能力。
进一步培养学生学习物理的兴趣。
教学重点:应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点:对基本概念的理解及应用,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:讲练结合,总结归纳法,计算机辅助教学教学过程:引入:电势、电势差是高中物理中的重要概念,电场力做功与电势能变化的关系是高中物理学习中的一个难点,复习本节时重点应放在电场力做功的计算、电势的判断以及电势能的计算上,且注意将其与重力势能、重力做功与重力势能的关系进行类比,加深理解. 知识梳理一、电势能1.定义:电荷在静电场中由于相对位置而具有的能量,其大小等于把该电荷从该位置移到零势能参考面电场力所做的功,即E A=W A→0.2.决定因素:与电荷量q、零势能参考面的选取及其相对位置有关.3.与电场力做功的关系:电势能的改变只由电场力做功决定,有ΔE AB=E B-E A=-W AB(1)场源电荷判断法——离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小.(2)电场线法——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.(3)做功判断法——无论正负电荷,电场力做正功,电荷的电势能就一定减小;电场力做负功,电荷的电势能就一定增大.二、电势1.定义:电场中某点的电势,等于单位正电荷从该点移到零电势参考面电场力所做的功, .(这里的q 根据电性带正负号) 2.单位:伏特(V ),1 V=1 J/C.3.决定因素:与该点在电场中的位置以及零势面的选取有关,与检验电荷无关.若空间某处的电场由几个电荷共同产生,则该点电势等于各电荷单独存在时该点电势的代数和.4.关于零电势面:由电势的定义知它与零电势能参考面重合,和其他零势面一样可以根据问题最简化的原则来选取.在实际应用中我们常会取大地和无限远处为零电势面.5.电场中沿电场线的方向电势越来越低.三、电势差1.定义:电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功与电荷量的比值,叫做A 、B 两点间的电势差,用U AB 表示.其定义式为:2.决定式:U AB =Ed ,适用于匀强电场.3.电势差的单位为导出单位,在国际单位制中为伏特,简称伏;符号为V.1 V=1 J/C,即1 C 的正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1 J,则这两点间的电势差就是1 V.4.电势(差)与电场强度的关系四、等势面1.定义:电场中电势相等的点构成的面.2.特点:(1)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功,说明电场力方向与电荷移动方向相互垂直,即等势面必定与电场线相互垂直.(2)沿着电场线的方向,电势越来越低,电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.(3)等势面的疏密表示电场的强弱,等势面密的地方,电场强;等势面疏的地方,电场弱. 五、对公式 的理解及应用 ϕ→A 0A A W E ==q q ϕϕAB AB A B W U ==-q U E =d公式 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知:电场强度的方向就是电势降低最快的方向. 公式 只适用于匀强电场,且应用时注意d 的含义是表示某两点沿电场线方向的距离,或两点所在等势面之间的距离. 高考连线1.(2009年上海物理卷)位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示,图中实线表示等势线,则( )A.a 点和b 点的电场强度相同B.正电荷从c 点移到d 点,电场力做正功C.负电荷从a 点移到c 点,电场力做正功D.正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点,电势能先减小后增大【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱,可见A 错误;正电荷从c 点移到d 点,电场力做负功,负电荷从a 点移到c 点,电场力做正功,所以B 错误,C 正确;正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点,电场力先做正功,后做负功,但整个过程电场力做正功,D 正确.【答案】CD2.(2009年广东物理卷)如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )A.两个物块的电势能逐渐减少B.物块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力【解析】由于两电荷的电性相同,则二者之间的作用力为斥力,因此在远离过程中,电场力做正功,电势能逐渐减少,A 正确,B 错误;由于运动过程中有重力以外的力(电场力和摩擦力)做功,故机械能不守恒,C 错误;在远离过程中,开始时电场力大于摩擦力,后来电场力小于摩擦力,D 错误.【答案】A 题型方法一、与带电粒子轨道有关的问题例1 如图44-4甲所示,实线是一族未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点.若带电粒子在运动过程中只受电场力作用,根据此图可以判断的是( )A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a 、b 两点的受力方向C.带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大D.带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大 【解析】带电粒子在电场中所受电场力必沿电场线,根据轨迹UE =d U E =d的弯曲方向,看出a 、b 两点的电场力方向如图44-4 乙所示(类向心力).由于电场线有两种可能,因此粒子所带电荷量可能为正,也可能为负.当粒子从a 点进入时,速度方向与受力方向的夹角大于90°,电场力做负功,动能减小,电势能增加;粒子从b 点进入时,速度方向与受力方向的夹角小于90°,电场力做正功,动能增加,电势能减小.正确选项为B 、C 、D.【答案】BCD【点评】带电粒子的运动轨迹一旦给定,那么粒子在a 、b 两点的受力方向、速率大小、电势能大小将唯一确定,与粒子所带的电荷量无关.方法概述高考中为了考查学生的分析推理能力,经常出一些给出带电粒子运动轨迹要求学生分析求解相关问题.求解这一类题的具体步骤是:先画出入射点的轨迹切线,即画出初速度的方向;再根据轨迹的弯曲方向,确定电场力的方向;进而利用分析力学的方法来分析粒子的带电性质、电场力做功的正负、电势能的增减、电势高低的变化、电场力的大小变化等有关问题.二、求匀强电场中的电场强度的大小和方向例2 如图44-5所示,A 、B 、C 三点都在匀强电场中,已知AC ⊥BC ,∠ABC =60°,BC =20 cm.把一个电荷量q =1×10-5 C 的正电荷从A 移到B ,静电力做功为零;从B 移到C ,静电力做功为-1.73×10-3 J .则该匀强电场的场强大小和方向是( )A.865 V/m ,垂直AC 向左B.865 V/m ,垂直AC 向右C.1000 V/m ,垂直AB 斜向上D.1000 V/m ,垂直AB 斜向下【解析】把电荷q 从A 点移到B 点时,电场力不做功,说明A 、B 两点在同一等势面上.因该电场为匀强电场,等势面应为平面,故图中直线AB 即为等势线,电场方向应垂直于等势面,可见选项A 、B 错误. ,B 点电势比C 点低173 V ,因电场线指向电势降低的方向,所以场强方向必垂直于AB 斜向下.场强大小 【答案】D【点评】本题涉及匀强电场中电势差与场强的关系、等势面、电场线与等势面的关系、电场力做功等较多知识,题目情境比较复杂,全面考查考生理解、分析、解决电场类问题的能力. 方法概述已知电荷在某几点间移动过程中电场力做功,求电场强度的方法: (1)根据 确定各点间的电势差,注意在匀强电场中沿直线方向电势均匀变化. (2)连接电势相等的点构成等势面.(3)与等势面垂直的方向为场强方向,画出电场线. (4)根据 求场强的大小. W U =q U E =d⨯-3-5-1.7310V -173V 10BC BC W U ===q =1000V/m 60CB CB o U U E ===d BCsin三、运用功能关系解决电场中的有关问题例3如图44-7甲所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝缘轨道BCD平滑连接,圆弧的半径R=0.50 m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.06 kg的带电小球(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m 的位置,由于受到电场力的作用,带电体由静止开始运动.已知带电体所带的电荷量q=8.0×10-5 C,取g=10 m/s2,试问:(1)带电小球能否到达圆弧最高点D?(2)带电小球运动到何处时对轨道的压力最大?最大值为多少?【答案】(1)能(2)当小球滑至P点,∠POB=53°时,小球对圆弧的压力最大 5 N方法概述解答这一类力、电综合性问题的关键在于对物体进行受力分析,认真分析题目的物理过程.由于电场力做功与路径无关,只与始末位置有关,因此要特别注意对始末位置的分析.这一类题目常用动能定理求解.小结:探究:1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处?2、注意电场中几种特殊的电场线和等势面,分析其场强和电势情况。
电场力与能的性质一、电势能1.定义:因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。
2.电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能的零点。
3.电势能大小: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 4.电场力做功是电势能变化的量度:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加;电场力做功的多少和电势能的变化数值相等,这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。
二、电势1.电势:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
电势用字母φ表示。
①表达式:qW AO A =ϕ 单位:伏特(V ),且有1V=1J/C 。
②意义:电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能。
③相对性:电势是相对的,只有选择零电势的位置才能确定电势的值,通常取无限远或地球的电势为零。
④标量:只有大小,没有方向,但有正、负之分,这里正负只表示比零电势高还是低。
⑤高低判断:顺着电场线方向电势越来越低。
三、等势面:电场中电势相等的点构成的面。
①意义:等势面来表示电势的高低。
②典型电场的等势面:ⅰ匀强电场; ⅱ点电荷电场; ⅲ等量的异种点电荷电场; ⅳ等量的同种点电荷电场。
③等势面的特点: ⅰ同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功;ⅱ等势面一定跟电场线垂直; ⅲ电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
四、电势差1.电势差:电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功W AB 与电荷量的q 的比值。
U AB =qW AB注意:电势差这个物理量与场中的试探电荷无关,它是一个只属于电场的量。
电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。
电势差也等于电场中两点电势之差 ①BA ABA B BAB A ABU UU U-=⎭⎬⎫-=-=ϕϕϕϕ②电势差由电场的性质决定,与零电势点选择无关。
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习:电场力的性质;电场能的性质【本讲信息】一. 教学内容:1.电场力的性质2. 电场能的性质【要点扫描】电场力的性质一、电荷、电荷守恒律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感起电。
4、电荷守恒律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一转移到另一,系统的电荷总数是不变的.注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先后再平分。
二、库仑律1、内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、公式:F=kQ1Q2/r2 k=9.0×109N·m2/C23、适用条件:〔1〕真空中;〔2〕点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.〔这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重分布,不能再用球心距代替r〕。
点电荷很相似于我们力的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三律②使用库仑律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引〞的规律性判。
三、电场:1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的根本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。