学案 7 习题课：电场能的性质的应用[学习目标定位] 1.掌握电势、等势面、电势差、电势能的概念.2.掌握电场力做功与电势能、电势差的关系，并会进行有关计算.3.进一步增强运用力学规律处理电场问题的能力．1．动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化．2．电场力做功的计算方法(1)WAB＝qEd，只适用于匀强电场，其中 d 为沿电场线方向的位移．(2)WAB＝qUAB，适用于任何形式的电场．3．电势能大小由电场和电荷决定．电场力做功与电势能变化的关系为 W＝ΔEp，电势能与电势的关系 Ep＝φq.4．电势 φ＝，是反映电场性质的物理量，其大小与零电势点的选取有关．通常把离场源电荷无穷远处的电势规定为零，或把大地的电势规定为零．5．A、B 两点间的电势差 UAB＝＝φA－φB，其大小与零电势点的选取无关．6．用电场线和等势面可以形象地研究电场：(1)沿电场线的方向电势逐渐降低；(2)等势面一定与电场线垂直，等差等势面越密的地方电场强度越大，反之则越小．7．匀强电场中电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中 d 为电场中两点间沿电场线方向的距离．电场中场强方向是指电势降低最快的方向.一、电势、电势能、电场力做功的综合分析计算电场力做功的方法，常见的有以下几种：(1)利用电场力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB.(2)利用 W＝Fd 求解，此公式只适用于匀强电场．(3)利用公式 WAB＝qUAB 求解．(4)利用动能定理求解．例 1 为使带负电的点电荷 q 在一匀强电场中沿直线匀速地由 A 运动到 B，必须对电荷施加一恒力 F，如图 1 所示．若 AB＝0.4 m，α＝37°，q＝－3×10－7 C，F＝1.5×10－4 N，A 点电势 φA＝100 V．(不计重力)图 1(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过 A、B 两点的等势线，并标明它们的电势值．(2)q 在由 A 到 B 的过程中电势能的变化量是多少？解析 (1)由平衡条件可知电场力方向与 F 方向相反、大小相等，又知点电荷带负电，故电场强度方向与电场力方向相反，所以电场方向与 F 方向相同，如图所示．E＝＝ N/C＝5×102 N/C，UBA＝φB－φA＝－Ecos α，φB＝φA－Ecos α＝－60 V.1(2)负电荷在由 A 到 B 的过程中，电势能增加，增量为 ΔEp＝－qEd＝qUBA＝－3×10－7×(－160) J＝4.8×10－5 J.答案 (1)见解析图 (2)4.8×10－5 J二、电场线、等势面和运动轨迹等方面的综合带电粒子在电场中运动时，在电场线密处所受电场力大，加速度也大；其速度方向沿轨...
