高中物理探究电场的能的性质人教版选修2-1VIP专享VIP免费

探究电场的能的性质生活·自然·物理在物理必修课中我们知道，对一个物体的运动既可以从力的角度研究，也可以从能的角度进行研究。同样电子束中的电子在电场中受到电场力的作用，发生了位移，表明电场力对电子做了功。这充分说明电场不仅对电荷具有力的作用，也有能的作用。本节我们就来研究电场的能的性质。要点·重点·难点1.电势差定义：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。定义式：qWU/，电场中a、b两点间的电势差只取决于a、b两点在电场中的位置，与参考点的选取及被移动的电荷无关，即U跟W、q无关。2.电势电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功。3.电势能（1）电荷在电场中所具有的势能叫电势能。（2）电场力做功与电势能的关系：在电场中移动电荷时，如果电场力对电荷做正功，电势能减少；做负功电势能增加。电场力做的功等于电势能增量的负值，电荷在电场中其点的电势能等于把电荷从该点移到电势能为零处电场力所做的功。（3）特点：①与参考点选取有关；②是电荷与所在电场所共有的。4.电势与电势差的区别与联系区别：（1）电势具有相对性，与零势点的选取有关，而电势差与零势点的选取无关，具有实际意义；（2）电势决定了电荷在电场中的电势能，而电荷在电场中移动，电场力所做的功由电势差具体确定：ababqUW（即电势能的改变量）。联系：（1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与检验电荷无关；（2）电势与电势差都是标量；数值都有正负；单位相同。（3）baabU，abbaU。5、电场强度与电势①电场强度与电势是两个不同的物理量，在同一电场中场强为零的点，电势不一定为零，而电势为零的点，场强也不一定为零。②同一电场中，场强越大的地方电势不一定越高，电势越高的地方场强也不一定越用心爱心专心大；电势相等的点，场强不一定相等，场强相等的点，电势也不一定相等。思维激活例1.下列说法正确的是A.电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加解答：根据我们学过电场知识可知顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势减少，移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，电荷电势能增加，移动负电荷电场力做正功，电荷电势能减少。选项A、B，不知移动电荷正、负，无法判断电场力做功正、负，结论不正确，均不能选。沿电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能一定减小，故选项C正确，选项D，电场力做负功是错的，结论是错的，不能选D答案：C点评：电场力做功的正负与电势能变化之间的关系，大家可以结合必修课中学过的重力势能变化与重力做功之间的关系进行理解。在解决此类概念性问题时，应了解电场线的作用。变式1.下列几种说法中，哪种说法是正确的A.沿电场线方向，场强一定越来越小B.沿电场线方向，电势一定越来越低C.在电场力作用下，正电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动D.在电场力作用下，负电荷一定从电势高的地方向电势低的地方移动解答：在不同场源所形成的电场中场强的变化情况是各不相同的，因此A的那种说法——不考虑场源的差别，而一律都认为“沿电场线方向，场强一定越来越小”显然是不正确的（至少是不全面的）；根据电场线的方向与电势变化的关系，可知B是正确的。在本题中，最易误选的是C和D，这是由于粗心大意，思维不周密造成的。在既不知场源的性质、也不知电荷初速度的大小和方向的情况下，就要作出一定的结论，显然是不可能的。答案：B变式2.如图2-3-1所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是：A．电荷在b处比a处加速度小B．电荷在b处比a处电势能大C．b处比a处电势高D．电荷在b处比a处速度小用心爱心专心图2-3-1解答：由图可知b处的电场线比a处的电场线密，说明b处的...