高中物理人教版選修3-1同步輔導(dǎo)

1、 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心我們讓你更放心 ！ 第第4 4節(jié)電勢能和電勢節(jié)電勢能和電勢靜電場靜電場 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回登山運動員靠頑強的毅力征服了一座座人跡罕至的高山，運動員上山時，克服自身重力做功，重力勢能增加，下山時，重力做正功，重力勢能減少但重力做功的多少與運動員運動的具體路徑無關(guān)電荷在電場中要受到電場力的作用，電場力對電荷也要做功，電場力做功有什么樣的規(guī)律呢？是不是與重力做功有共同之處呢？由哪些物理量來描述呢？本節(jié)學(xué)習(xí)這些內(nèi)容 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你

2、更放心！我們讓你更放心！ 返回 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回1靜電力做功的特點：在電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置_，與電荷的運動路徑_2靜電力做功與電荷電勢能變化的關(guān)系(1)靜電力做多少正功，電荷的電勢能就_多少，克服靜電力做多少功，電荷的電勢能就_多少靜電力做功與電荷電勢能改變的關(guān)系式：WAB_.答案：1有關(guān)無關(guān) 2(1)減少增加EpAEpB 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(2)電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到_所做的功零勢能點的選?。和ǔ０央姾稍陔x場源電荷_的電勢能規(guī)定為零，或把電

3、荷在_上的電勢能規(guī)定為零答案：(2)零勢能點無限遠處大地表面 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回3電勢(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的_，叫做這一點的電勢(2)公式： _.(3)單位：V.(4)電勢只有_，沒有_，是標(biāo)量(5)電場線指向電勢_的方向答案： 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回4等勢面(1)電場中電勢_的各點構(gòu)成的_叫做等勢面(2)等勢面的_可以表示電場的強弱；等勢面密的地方電場_，等勢面疏的地方電場_(3)電場線跟等勢面_，并且由電勢_的等勢面指向電勢_的等勢面(4)點電荷的等勢面是_的一簇球面，勻強

4、電場的等勢面是相互平行的一簇_答案：(1)相同面(2)疏密強弱 (3)垂直高低 (4)以點電荷為圓心平面 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回一、靜電力做功的特點1靜電力做功的推導(dǎo)如下圖所示，試探電荷q在電場強度為E的勻強電場中沿幾條不同路徑從A點移動到B點，求靜電力對電荷所做的功 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(1)q沿直線從A移向B，靜電力FqE，靜電力與位移的夾角始終為，如上圖甲所示W(wǎng)F|AB|cos qE|AM|.(2)q沿折線AMB從A點移往B點，在線段AM

5、上靜電力做功W1qE|AM|，在線段MB上，W20.WW1W2qE|AM|.(3)q沿任意曲線ANB，從A點移動到B點，如上圖乙所示，與靜電力平行的短折線的長度之和等于|AM|，WqE|AM|. 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回2靜電力做功的特點(1)靜電力對電荷所做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，而與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)(2)正電荷順著電場線方向移動時電場力做正功，負電荷順著電場線方向移動時電場力做負功注意：前面是以勻強電場為例進行推導(dǎo)說明的，但這一結(jié)論不僅適用于勻強電場，而且適用于任何電場只要初、末位置A、B確定了，移動電荷q做的功WAB就是確定值，這一點

6、與重力做功的情況很相似 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回 如右圖所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的A、B兩點，連線AB與電場線的夾角為，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點，若沿直線AB移動該電荷，電場力做的功W1_；若沿路徑ACB移動該電荷，電場力做的功W2_；若沿曲線ADB移動該電荷，電場力做功W3_.由此可知電荷在電場中移動時，電場力做功的特點是_ 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回解析：路徑AB、ACB、曲線ADB在電場線方向上的投影都是BCLcos ，因此沿這三條路徑電荷由A運動到B，電場力做的功都是qELcos，因

7、此電場力做功的特點是：與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)答案：qELcosqELcosqELcos電場力做功的大小與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān) 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回二、電勢能1電勢能由于移動電荷時靜電力做的功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能，用Ep表示2電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電勢能之所以變化，是因為有電勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，或者有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能能量的轉(zhuǎn)化要通過做功來完成，電勢能的改變唯一與電場力做功相聯(lián)系，其關(guān)系是：靜電力做的功等于電勢能的減少量WABEpAEpB即靜電力做正功，電荷電勢能一定減少；靜電力做負功

8、，電荷電勢能一定增加 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回3對電勢能及其變化的四點理解(1)WABEpAEpB既適應(yīng)于勻強電場，也適應(yīng)于非勻強電場；既適應(yīng)于正電荷，也適應(yīng)于負電荷(2)電荷在電場中某點的電勢能的大小與零電勢能點的選取有關(guān)，但電荷在某兩點之間的電勢能之差與零電勢能點的選取無關(guān)(3)通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零(4)靜電力做的功只能決定電勢能的變化量，而不能決定電荷的電勢能數(shù)值 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回 在真空中A、B兩點分別放置等量異種電荷，在電場中通過A、

9、B兩點的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個矩形路徑abcd，如圖所示，現(xiàn)將一電子沿abcd移動一周，則下列判斷正確的是()A由ab電場力做正功，電子的電勢能減小B由bc電場力對電子先做負功，后做正功，總功為零C由cd電子的電勢能一直增大D由da電子的電勢能先減小后增大，電勢能總的增加量為零 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回解析：電子受力方向與電場方向相反，由ab電場力做負功，電子的電勢能增加，A選項錯；由bc電場力先做負功，后做正功，由對稱性可知，總功為零，B選項正確；由cd電場力做正功，電勢能減小，C選項錯誤；由da電場力先做正功，后做負功，電勢能先減小后增大，由對稱性

10、可知，電勢能總增加量為零，D選項正確答案：BD 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回變式遷移變式遷移1.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如右圖虛線所示，場強方向豎直向下若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為()A動能減小B電勢能增加C動能和電勢能之和減少D重力勢能和電勢能之和增加 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回解析：由帶電粒子在電場中運動軌跡可知帶電粒子受力方向與場強方向相反，粒子帶負電，帶電粒子從a運動到b過程中，電場力做正功，電勢能減小，重力做負功，重力勢能增加，合外力做正功，動能增加，并且電勢能的減

11、小值等于重力勢能和動能的增加值答案：C 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回2如右圖所示，是某電場中的一條直線，一電子從a點由靜止釋放，它將沿直線向b點運動，下列有關(guān)該電場情況的判斷正確的是()A該電場一定是勻強電場B場強Ea一定小于EbC電子的電勢能EpaEpbD電子的電勢能EpaEpb 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回解析：只有一條電場線，無法判斷該電場是不是勻強電場，也無法判斷場強Ea和Eb的大小關(guān)系，A、B錯；電子在電場力作用下從a運動到b，電場力做正功，電勢能減小，故C對、D錯答案：C 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放

12、心！我們讓你更放心！ 返回三、電勢1電勢(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢，用 表示(2)定義式： (3)在國際單位制中，電勢的單位是伏特(V)，1 V1 J/C.(4)電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(5)對電勢的三點理解電勢的相對性電勢是相對的，根據(jù)公式，只有先確定了某點的電勢為零以后，才能確定電場中其他點的電勢電場中某點的電勢跟零電勢位置的選擇有關(guān)對不是無限大的帶電體產(chǎn)生的電場，選擇無限遠處為零電勢；在實際處理問題中，又常取大地為零電勢電勢的固有性電勢 是表示電場能量性質(zhì)的一個物理量，

13、電場中某點處 的大小是由電場本身的條件決定的，與在該點處是否放著電荷、電荷的電性、電荷量均無關(guān)，這和許多用比值定義的物理量相同，如前面學(xué)過的電場強度EF/q. 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回電勢是標(biāo)量電勢是只有大小、沒有方向的物理量，在規(guī)定了零電勢后，電場中各點的電勢可以是正值，也可以是負值正值表示該點電勢高于零電勢；負值表示該點電勢低于零電勢顯然，電勢的符號只表示大小，不表示方向當(dāng)規(guī)定無限遠處為零電勢后，正電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢為正值，負電荷產(chǎn)生的電場中各點的電勢為負值，且越靠近正電荷的地方電勢越高，越靠近負電荷的地方電勢越低 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求

14、我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(6)電勢和電勢能的比較電勢電勢能Ep 反映電場的能的性質(zhì)反映電場和處于其中的電荷共同具有的能量電場中某一點的電勢 的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點電荷q無關(guān)電勢能的大小是由點電荷q和該點電勢 共同決定的電勢沿電場線逐漸下降，取定零電勢點后，某點的電勢高于零時，為正值；某點的電勢低于零時，為負值正點電荷(q)：電勢能的正負跟電勢的正負相同負點電荷(q)：電勢能的正負跟電勢的正負相反單位：伏特單位：焦耳聯(lián)系：Epq 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(7)電勢和電場強度的比較電勢電場強度E描述電場的能的性質(zhì)描述電場的力的性質(zhì)電場中

15、某點的電勢等于該點跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置(零電勢點)間的電勢差 ， 在數(shù)值上等于單位正電荷在電場中該點具有的電勢能電場中某點的場強等于放在該點點電荷所受的電場力F跟點電荷量q的比值，E ，E在數(shù)值上等于單位正電荷在該點所受到的靜電力 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回電勢電場強度E標(biāo)量矢量單位：V單位：N/C關(guān)系：電勢沿著電場強度的方向降落大小之間不存在任何關(guān)系，電勢為零的點，場強不一定為零；電勢高的地方，場強不一定大；場強為零的地方，電勢不一定為零；場強大的地方，電勢不一定高 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回2.電勢高低的判斷方法：電場

16、線指向電勢降低的方向(1)電場線法：順著電場線的方向電勢越來越低(2)由電勢和電勢能的關(guān)系來判斷：先由電場力做功情況判斷電勢能的變化，再由電勢和電勢能之間的關(guān)系判斷電勢的升降情況需記住的是：對正電荷，電勢越高電勢能越大，電勢越低電勢能越?。粚ω撾姾?，電勢越高電勢能越小，電勢越低電勢能越大(3)根據(jù)場源電荷的電場來判斷在正電荷產(chǎn)生的電場中，離它越近電勢越高；在負電荷產(chǎn)生的電場中，情況恰好相反 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回 下列說法正確的是()A電場強度為零的地方，電勢一定為零B電勢為零的地方，電場強度不一定為零C電勢強度相同的地方，電勢一定相等D電勢相等的地方

17、，電場強度一定相等解析：電場強度和電勢的大小沒有必然的聯(lián)系電場強度為零的地方，電勢不一定為零，如對于等勢體而言，內(nèi)部的場強為零，但內(nèi)部的電勢不為零電場強度相等的地方，電勢也不一定相等，如勻強電場，場強處處相等，但電勢并不處處相等答案：B 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回變式遷移變式遷移3（雙選）如圖是某一點電荷的電場線分布圖，下列表述正確的是()Aa點的電勢高于b點的電勢B該點電荷帶負電Ca點和b點電場強度的方向相同Da點的電場強度大于b點的電場強度 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回解析：沿電場線方向電勢降低，因此A錯；由電場線的

18、分布特點可知該點電荷帶負電，B正確；由于電場強度是矢量，可知a、b點電場強度的方向不同，C錯誤；a點電場線比b處電場線要密，可知a點的電場強度大于b點的電場強度，D正確答案：BD 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回四、等勢面1定義電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫等勢面2幾種典型電場的等勢面(1)點電荷電場中的等勢面：以點電荷為球心的一簇球面，如下圖(1)所示(2)等量異種點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱曲面，如下圖(2)所示 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(3)等量同種點電荷電場中的等勢面：是兩簇對稱曲面，如上圖(3)所示(4)勻強電

19、場中的等勢面是垂直于電場線的一簇平面，如下圖(4)所示(5)形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線及等勢面，如下圖(5)所示 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回3等勢面的四個特點(1)等勢面一定與電場線垂直，即跟場強的方向垂直原因：假若電場線與等勢面不垂直，則場強E在等勢面上就會產(chǎn)生一個分量，在同一等勢面上的兩點就會產(chǎn)生電勢差，出現(xiàn)了一個矛盾的結(jié)論，故等勢面一定與電場線垂直(2)電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，兩個不同的等勢面永遠不會相交 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回(3)兩個等勢面間的電勢差是相等的，但在非勻強電場中，兩個等勢面間的距離并不恒定，場強大的地方，兩等勢面間的距離小，場強小的地方，兩個等勢面間的距離大(4)在同一等勢面上移動電荷時，電場力不做功因為電場強度E與等勢面垂直，則電荷在同一等勢面上移動時，電場力總與運動方向垂直，故在同一等勢面上移動電荷時，電場力不做功 金品質(zhì)金品質(zhì)高追求高追求 我們讓你更放心！我們讓你更放心！ 返回 如圖為一頭大一頭小的導(dǎo)體周圍等勢面和電場線(帶有箭頭的線為電場線)示意圖，已知兩個