《電場能的性質》word版.doc
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專題六 靜電場 電場能的性質 1.電勢差:電荷從電場中的一點移到另一點,電場力做的功跟其電量的比值叫做這兩點的電勢差,UAB = WAB/q,是標量. 〖說明〗電勢差很類似于重力場中的高度差.物體從重力場中的一點移到另一點,重力做的功跟其重力的比值叫做這兩點的高度差h = W/G = gh. 2. 電勢: (1) 公式: (與試探電荷無關) (2)相對性:電勢是相對的,只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值,通常取無限遠或地球的電勢為零。 (3)標量:只有大小,沒有方向,但有正、負之分,這里正負只表示比零電勢高還是低。 (4)高低判斷: 1 2 3 3.等勢面 ⑴ 電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面. ⑵ 特點:a、在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功; b、等勢面一定與電場線______。 c、電場線總是從電勢_______的等勢面指向電勢________的等勢面。 4. 電勢能和電場力做功 ⑴電勢能:電荷在電場中具有的勢能。公式εA=__________。具有_______性,與參考位置的選取有關。 ⑵電場力做功:WAB=________。做功的大小與路徑無關,只與_______位置有關。 ⑶電場力做功與電勢能變化的關系:____________________________。 5. 勻強電場中電場強度與電勢差的關系:UAB =__________(d是沿電場強度方向的距離) 20㎝ A B C 60 例2、在勻強電場中,如圖所示,分布著A、B、C三點,當把一個電量q=10-5的正電荷從A沿AB線移到B時,電場力做功為零;從B移至C時,電場力做功為-1.7310-3J,試判斷該電場方向,算出場強大小。 【典型問題】場強、電勢、電勢能的比較方法 1.電場強度: (1)根據(jù)電場線的疏密程度判斷,電場線越密處電場越強. (2)根據(jù)等差等勢面的疏密程度判斷,等差等勢面越密處電場越強. 2.電勢: (1)沿電場線方向電勢降低,電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,且電場線垂直于等勢面. (2)判斷UAB的正負,根據(jù)UAB=φA-φB,比較φA和φB的大小. 3.電勢能 (1)電場力做正功,電荷(無論正電荷還是負電荷)電勢能減少;電場力做負功,電荷的電勢能增加. (2)沿著電場線方向,正電荷的電勢能減少,負電荷的電勢能增加 例3.某電場的電場線分布如圖所示,以下說法正確的是( ) A.c點場強大于 b點場強 B.a點電勢高于b點電勢 C.若將一試探電荷 +q由 a點釋放,它將沿電場線運動到b點 D.若在 d點再固定一點電荷-Q,將一試探電荷+q由a移至 b的過程中,電勢能減小 例4.如圖所示為點電荷a、b所形成的電場線分布,有一帶電粒子僅在電場力作用下從圖中的A點沿電場線運動到B點的過程中,下列說法正確的是( ) A.帶電粒子在A點電勢能高于在B點電勢能 B.帶電粒子在A點動能大于在B點的動能 C.帶電粒子在A點的電場力小于在B點的電場力 D.帶電荷a、b為異種電荷 四、電容器、電容 1.電容器:兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成一個電容器。 2.電容器的電容 電容是表示 物理量,是由電容器本身的性質(導體大小、形狀、相對位置及電介質)決定的。 定義式: 單位:法拉(F)。1F=_________uF=_________pF。 3.平行板電容器的電容決定式是: K 【典型問題】電容器的動態(tài)分析 1.動態(tài)變化的兩種基本情況 (1)電鍵K保持閉合,則電容器兩端的 恒定(等于電源電動勢),改變板間距離d和正對面積S.討論這種情況下其它變化量: (2)充電后斷開K,保持電容器 恒定,改變板間距離d和正對面積S.討論這種情況下其它量的變化: 討論的依據(jù) (1)平行板電容器的電容的公式:C=. (2)平行板電容器內部是勻強電場E=. (3)電容器所帶電荷量Q=CU. [思維警示] 對平行板電容器,由C=、C=和U=Ed可得出:E=,由這個式子可得出,當兩極板所帶電荷量不變時,板間場強E與板間距離變化情況無關,這是動態(tài)問題分析時經常使用的結論. K m 例5、如圖,兩極板間距為d的平行板電容器與一電源連接,開關K閉后,電容器兩板間有一質量為m、電量為q的微粒靜止不動,下列說法正確的是( ) A、微粒帶的是正電 B、電源電動勢的大小為mgd/q C、斷開開關K,微粒將向下做加速運動 D、保持開關K閉合,把電容器兩極板距離增大,微粒將向下做加速運動 練習題: 1.電場中有A、B兩點,一個點電荷在A點的電勢能為1.210-8 J,在B點的電勢能為0.8010-8 J.已知A、B兩點在同一條電場線上,如圖所示,該點電荷的電荷量為1.010-9C,那么( ) A.該電荷為負電荷 B.該電荷為正電荷 C.A、B兩點的電勢差UAB=4.0 V D.把電荷從A移到B,電場力做功為W=4.0 J 2.AB連線是某電場中的一條電場線,一正電荷從A點處自由釋放,電荷僅在電場力作用下沿電場線從A點到B點運動過程中的速度圖象如圖所示,比較A、B兩點電勢φ的高低和場強E的大小,下列說法中正確的是( ) A.φA>φB,EA>EB B.φA>φB,EA<EB C.φA<φB,EA>EB D.φA<φB,EA<EB a b R 3.如圖所示是電池,電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,在增大電容器兩極板間距離的過程中( ) A、電阻R中沒有電流 B、電阻R中有從a流向b的電流 C、電容器的電容變大 D、電阻R中有從b流向a 的電流 4.如圖1-5-7,兩平行金屬板A、B間為一勻強電場,A、B相距6cm,C、D為電場中的兩點,且CD=4cm,CD連線和場強方向成60角。已知電子從D點移到C點電場力做功為3.210-17J。 A 圖1-5-7 600 D B C 求:(1)勻強電場的場強; (2)A、B兩點間的電勢差; (3)若A板接地,D點電勢為多少? 5.在一高為h的絕緣光滑水平桌面上,有一個帶電量為+q、質量為m的帶電小球靜止,小球到桌子右邊緣的距離為s,突然在空間中施加一個水平向右的勻強電場E,且qE= 2 mg,如圖所示,求: (1)小球經多長時間落地? (2)小球落地時的速度.- 配套講稿:
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