电场的能的性质Ⅰ电势能和电势和电势差一、电势能（ε标量焦耳J）——电场力、相对位置[来源:Ks5u.com]1、电荷在电场中受到电场力，所具有的与电荷的位置有关的能量，称电势能或电能。2、电势能的相对性――选择零势能面，一般选择大地或无穷远为零势能面。（等效）3、电场力做功与电势能改变的关系——方法与重力势能相比照[来源:Ks5u.com]①无论电荷的正负，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，做功和电势能的变化量在数值上是相等的ABA到B，正功，εa＞εbABA到B，负功，εa＜εbABC[来源:Ks5u.com][来源:高考资源网]②静电场中，电场力做功与路径无关，电势能的改变量与路径无关[来源:高考资源网KS5U.COM]二、1J/C＝1V/m1、地位：u（或φ）与力学中的高度相当（标量）2、相对性：选取大地或无穷远处为零电势点∞ε＝0φ＝0ABε＝6J＝3Vε＝10Jφ＝5Vφ3、沿电场线方向，电势降低（与电性无关）[来源:高考资源网KS5U.COM]2C4、电势由电场本身性质决定5、电势是描述电场中能量性质的物理量-9-/9\n1、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。练习：1、沿电场线方向移动正电荷，电势能减小沿电场线方向移动负电荷，电势能增加正电荷的电场中，电势为正，负电荷的电场中，电势为负2、正电荷的电场中，正的检验电荷电势能为正，负的检验电荷电势能为负[来源:高考资源网]负电荷的电场中，正的检验电荷电势能为负，负的检验电荷电势能为正[来源:高考资源网]3、只在电场力的作用下，正电荷顺着电场线运动，由高电势向低电势只在电场力的作用下，负电荷逆着电场线运动，由低电势向高电势4、比较5J和－7J的大小，理解标量负号的意义。三、电势差——电场力做功与电荷电量的比值叫电势差[来源:Ks5u.com][来源:高考资源网KS5U.COM]SM0V－2VSM0V－2VN5V1、在电场中某两点的电势之差，也叫电压UAB＝φA－φB2、3、意义：[来源:高考资源网]①对应于高度差，由电场本身的性质决定②电势与选择的零电势点有关，电势差与零电势点的选择无关4、运用要求：1、UAB＝ΦA－ΦB＝1－4＝－3V带正负号2、U＝W/q或W＝qU用绝对值，正负号另行判断（）例8：将电量为q＝－2×108C的点电荷从零电场中点S移动到M点要抑制电场力做功4×10－8-9-/9\nJ，求M点的电势＝？。假设再从M点移动到N点，电场力又做正功14×10－8J，求N点电势＝？+ABC解：(1)S到M，对负电荷做负功，电势降低M到N对负电荷做正功，电势升高(2)例9：电子伏是研究微观粒子时常用的能量单位。1ev就是电势差为1V的两点间移动一个元电荷电场力所做的功。1ev＝1.6×10－19C×1V＝1.6×10－19J，把一个二价正离子从大地移动到电场中的A点，w＝6ev，求：UA＝？解：[来源:高考资源网]ABCD例10、如以下图，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列。A、B、C分别是这三个等势面上的点，且三点在同一条电场线上。A、C两点的电势依次为φA=10V和φC=2V，那么B点的电势是BA.一定等于6VB.一定低于6VC.一定高于6VD.无法确定[来源:Ks5u.com]【例11】已知ΔABC处于匀强电场中。将一个带电量q=-2×10-6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W1=-1.2×10-5J；再将该点电荷从B移到C，电场力做功W2=6×10-6J。已知A点的电势φA=5V，那么B、C两点的电势分别为____V和____V。试在右图中画出通过A点的电场线。[来源:高考资源网KS5U.COM]-9-/9\n解：先由W=qU求出AB、BC间的电压分别为6V和3V，再根据负电荷A→B电场力做负功，电势能增大，电势降低；B→C电场力做正功，电势能减小，电势升高，知φB=-1VφC=2V。沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的，因此AB中点D的电势与C点电势相同，CD为等势面，过A做CD的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，所以斜向左下方。[来源:高考资源网][来源:高考资源网][来源:高考资源网KS5U.COM]Ⅱ等势面[来源:高考资源网]一、等势面——电场中，电势相等的各点所构成的面(等高线和等压线)[来源:高考资源网][来源:高考资源网]二、常见等势面的形状20100三、等势面的特点1、在等势面上移动电荷，电场力不做功2、电场线（或E）⊥等势面98766665432103、电场线由高的等势面指向低的等势面-9-/9\n1、闭合、等势面不相交2、静电平衡导体是等势体，外表是等势面8V0V－8V3、等差等势面――相邻的等势面的电势差相等（1）差等势面越密的地方，电场越强，场强越大（2）相邻的等差等势面移动同一个电荷电场力做功相等7、沿电场方向电势降低最快（场强方向是电势降落最快的地方）8、匀强电场中，平行等长的线段两个端点间的电势差相等，即匀强电场中的电势均匀变化。练习等量异种电荷（1）中垂线的电场强度和电势的特点[来源:Ks5u.com]（2）带电粒子从无穷远处移动到中点，分析电场力的做功情况和电势能的改变情况（3）一个电子由8V到－8V电场力做功情况，电势能的变化情况。[来源:Ks5u.com][来源:高考资源网KS5U.COM][来源:高考资源网][来源:Ks5u.com]Ⅲ电势差与电场强度的关系一、公式的推导说明：1、适用于匀强电场-9-/9\n2、U是两点间的电势差，d是沿电场方向的距离3、单位1V./m=1N/C4、在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。二、场强的三种求法1、E＝F/q定义式，适用于任何电场（真空、介质）2、E＝KQ/r2适用于点电荷的电场（真空、点电荷）3、E＝U/d适用于匀强电场（真空）针对训练1.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8J，在B点的电势能为0.80×10-8J.已知A、B两点在同一条电场线上，如以下图，该点电荷的电荷量为1.0×10-9C，那么A[来源:高考资源网]A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷C.A、B两点的电势差UAB=4.0VD.把电荷从A移到B，电场力做功为W=4.0J2.某电场中等势面分布如以下图，图中虚线表示等势面，过a、b两点的等势面电势分别为40V和10V，那么a、b连线的中点c处的电势应CA.肯定等于25VB.大于25V[来源:Ks5u.com]C.小于25VD.可能等于25V3如以下图，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，那么从M点运动到N点的过程中ABD4-9-/9\nA小物块所受电场力逐渐减小[来源:高考资源网KS5U.COM]B.小物块具有的电势能逐渐减小[来源:高考资源网]C.M点的电势一定高于N点的电势[来源:Ks5u.com]D.小物块电势能变化量的大小一定等于抑制摩擦力做的功4.如以下图，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中.CA.场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B.场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C.场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D.场强最小的点是C点，电势最高的点是A点5.AB连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如以下图，比较A、B两点电势φ的上下和场强E的大小，以下说法中正确的选项是AA.φA＞φB，EA＞EBB.φA＞φB，EA＜EB[来源:Ks5u.com]C.φA＜φB，EA＞EBD.φA＜φB，EA＜EB[来源:高考资源网]6.如以下图，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1J，假设A点电势为-10V，那么C[来源:高考资源网KS5U.COM]①B点电势为零②电场线方向向左③电荷运动的轨迹可能是图中曲线①-9-/9\n④电荷运动的轨迹可能是图中曲线②A.①B.①②C.①②③D.①②④7.如以下图，光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一电荷量分别为+q和+2q，完全相同的金属球A和B，给A和B以大小相等的初动能E0（此时动量大小均为p0）使其相向运动刚好能发生碰撞，碰后返回M、N两点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2，那么BA.E1=E2=E0p1=p2=p0B.E1=E2＞E0p1=p2＞p0[来源:高考资源网]C.碰撞发生在M、N中点的左侧D.两球不同时返回M、N两点8.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m，测得某次闪电火花长为600m，那么发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=_______.假设这次闪电通过的电荷量为20C，那么释放的能量为_______.（设闪电的火花路径为直线）(8.1.2×109V；2.4×1010J)9.如以下图，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V，φB=3V，φC=-3V，由此可得D点的电势φD=_______V.10.有两个带电小球m1与m2，分别带电+Q1和+Q2，在绝缘光滑水平面上，沿同一直线相向运动，当它们相距r时，速率分别为v1与v2，电势能为E，在整个运动过程中（不相碰）电势能的最大值为多少?(Em=E+)-9-/9\n11.如以下图，小平板车B静止在光滑水平面上，一可以忽略大小的小物块A静止在小车B的左端，已知物块A的质量为m，电荷量为+Q；小车B的质量为M，电荷量为-Q，上外表绝缘，长度足够长；A、B间的动摩擦因数为μ，A、B间的库仑力不计，A、B始终都处在场强大小为E、方向水平向左的匀强电场中.在t=0时刻物块A受到一大小为I，方向水平向右的冲量作用开场向小车B的右端滑行.求：（1）物块A的最终速度大小；（2）物块A距小车B左端的最大距离.(（1）（2），)[来源:高考资源网]w.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.com-9-/9
