2022屆高三物理備考專題復(fù)習(xí)：電場(chǎng)的能的性質(zhì)Ⅰ電勢(shì)能和電勢(shì)和電勢(shì)差一、電勢(shì)能（ε標(biāo)量焦耳J）——電場(chǎng)力、相對(duì)地點(diǎn)1、電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力，所擁有的與電荷的地點(diǎn)相關(guān)的能量，稱電勢(shì)能或電能。2、電勢(shì)能的相對(duì)性――選擇零勢(shì)能面，一般選擇大地或無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能面。（等效）3、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系——方法與重力勢(shì)能相對(duì)照①不論電荷的正負(fù)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，做功和電勢(shì)能的變化量在數(shù)值上是相等的ABA到B，正功，εa＞εbA到B，負(fù)功，εa＜εbAB②靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，電勢(shì)能的改變量與路徑無(wú)關(guān)電勢(shì)能1J/C＝1V/m二、電勢(shì)＝電量q1、地位：u（或φ）與力學(xué)中的高度相當(dāng)（標(biāo)量）2、相對(duì)性：選用大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)3、沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低（與電性無(wú)關(guān)）BAε＝10Jε＝6J2C∞ε＝0φ＝5Vφ＝3Vφ＝04、電勢(shì)由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定5、電勢(shì)是描繪電場(chǎng)中能量性質(zhì)的物理量6、意義：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值等于單位電荷在那一點(diǎn)所擁有的電勢(shì)能。練習(xí)：1、沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)正電荷，電勢(shì)能減小沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)負(fù)電荷，電勢(shì)能增加正電荷的電場(chǎng)中，電勢(shì)為正，負(fù)電荷的電場(chǎng)中，電勢(shì)為負(fù)2、正電荷的電場(chǎng)中，正的查驗(yàn)電荷電勢(shì)能為正，負(fù)的查驗(yàn)電荷電勢(shì)能為負(fù)負(fù)電荷的電場(chǎng)中，正的查驗(yàn)電荷電勢(shì)能為負(fù)，負(fù)的查驗(yàn)電荷電勢(shì)能為正3、只在電場(chǎng)力的作用下，正電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，由高電勢(shì)向低電勢(shì)只在電場(chǎng)力的作用下，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，由低電勢(shì)向高電勢(shì)4、比較5J和－7J的大小，理解標(biāo)量負(fù)號(hào)的意義。三、電勢(shì)差——電場(chǎng)力做功與電荷電量的比值叫電勢(shì)差1、在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，也叫電壓UAB＝φA－φBSM2、UABABw0V－2VqqqSMN

BC5V0V－2V3、意義：①對(duì)應(yīng)于高度差，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定②電勢(shì)與選擇的零電勢(shì)點(diǎn)相關(guān)，電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)4、運(yùn)用要求：1、UAB＝ΦA(chǔ)－ΦB＝1－4＝－3V帶正負(fù)號(hào)2、U＝W/q或W＝qU用絕對(duì)值，正負(fù)號(hào)另行判斷（U143V）例8：將電量為q＝－2×108C的點(diǎn)電荷從零電場(chǎng)中點(diǎn)S移動(dòng)到M點(diǎn)要戰(zhàn)勝電場(chǎng)力做功4×10－8J，求M點(diǎn)的電勢(shì)＝。若再?gòu)腗點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力又做正功14×10－8J，求N點(diǎn)電勢(shì)＝解：1S到M，Uw4108V對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功，電勢(shì)降q21082低M到N對(duì)負(fù)電荷做正功，電勢(shì)升高2w1410U210q

8ABC87VUN5V例9：電子伏是研究微觀粒子時(shí)常用的能量單位。1ev就是電勢(shì)差為1V的兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)元電荷電場(chǎng)力所做的功。1ev＝×10－19C×1V＝×10－19J，把一個(gè)二價(jià)正離子從大地移動(dòng)到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，w＝6ev，求：UA＝解：U6eV3VUA3V2e例10、如下圖，三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷周?chē)娜齻€(gè)等勢(shì)面，已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列。、、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上。、C兩點(diǎn)的電勢(shì)ABA依次為φ=10V和φ=2V，則B點(diǎn)的電勢(shì)是BAC無(wú)法確定【例11】已知處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中。將一個(gè)帶電量q=-2×10-6C的點(diǎn)電荷從A移到B的過(guò)ABC程中，電場(chǎng)力做功1×10-5J；再將該點(diǎn)電荷從B移到C，電場(chǎng)力做功2-6J。已知AW=W=6×10點(diǎn)的電勢(shì)φA=5V，則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為_(kāi)___V和____V。試在右圖中畫(huà)出經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的電場(chǎng)線。解：先由W=qU求出AB、BC間的電壓分別為6V和3V，再根據(jù)負(fù)電荷A→B電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，電勢(shì)降低；B→C電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)升高，知φB=-1VφC=2V。沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中隨意一條直線電勢(shì)都是平均變化的，因此中點(diǎn)D的電勢(shì)與C點(diǎn)電勢(shì)相同，為ABCD等勢(shì)面，過(guò)A做CD的垂線必為電場(chǎng)線，方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以斜向左下方。Ⅱ等勢(shì)面一、等勢(shì)面——電場(chǎng)中，電勢(shì)相等的各點(diǎn)所組成的面等高線和等壓線二、常有等勢(shì)面的形狀9876666543三、等勢(shì)面的特點(diǎn)1、在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功2、電場(chǎng)線（或E）⊥等勢(shì)面3、電場(chǎng)線由高的等勢(shì)面指向低的等勢(shì)面204、閉合、等勢(shì)面不相交105、靜電平衡導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面06、等差等勢(shì)面――相鄰的等勢(shì)面的電勢(shì)差相等1）差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)越強(qiáng)，場(chǎng)強(qiáng)越大2）相鄰的等差等勢(shì)面移動(dòng)同一個(gè)電荷電場(chǎng)力做功相等7、沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快（場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的地方）8V0V－8V8、勻強(qiáng)電場(chǎng)中，平行等長(zhǎng)的線段兩個(gè)端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等，即勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電勢(shì)平均變化。練習(xí)等量異種電荷1）中垂線的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的特點(diǎn)2）帶電粒子從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到中點(diǎn)，剖析電場(chǎng)力的做功情況和電勢(shì)能的改變情況3）一個(gè)電子由8V到－8V電場(chǎng)力做功情況，電勢(shì)能的變化情況。Ⅲ電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、公式的推導(dǎo)WqUWFLcosqEdUEd說(shuō)明：1、合用于勻強(qiáng)電場(chǎng)2、U是兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，d是沿電場(chǎng)方向的距離3、單位1V/m=1N/C

VJNmNmCmCmC4、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。二、場(chǎng)強(qiáng)的三種求法1、E＝F/q定義式，合用于任何電場(chǎng)（真空、介質(zhì)）2、E＝KQ/r2合用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)（真空、點(diǎn)電荷）3、E＝U/d合用于勻強(qiáng)電場(chǎng)（真空）針對(duì)訓(xùn)練、B兩點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為×10-8J，在B點(diǎn)的電勢(shì)能為×10-8、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，如下圖，該點(diǎn)電荷的電荷量為×10-9C，那么AA該電荷為負(fù)電荷B該電荷為正電荷、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB=V，電場(chǎng)力做功為W=J2某電場(chǎng)中等勢(shì)面散布如下圖，圖中虛線表示等勢(shì)面，過(guò)a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面電勢(shì)分別為40V和10V，則a、b連線的中點(diǎn)c處的電勢(shì)應(yīng)CA肯定等于25VB大于25VC小于25VD可能等于25V3如下圖，在粗拙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無(wú)初速釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中ABD4小物塊所受電場(chǎng)力漸漸減小小物塊擁有的電勢(shì)能漸漸減小點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于戰(zhàn)勝摩擦力做的功4如下圖，M、N兩點(diǎn)分別放置兩個(gè)等量種異電荷，A為它們連線的中點(diǎn)，B為連線上靠近N的一點(diǎn)，C為連線中垂線上處于A點(diǎn)上方的一點(diǎn)，在A、B、C三點(diǎn)中

C點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是

B點(diǎn)點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是

C點(diǎn)點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是

B點(diǎn)點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是

A點(diǎn)連線是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一正電荷從A點(diǎn)處自由釋放，電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖象如下圖，比較A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φ的高低和場(chǎng)強(qiáng)

E的大小，下列說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是

A＞φB，EA＞EB

＞φB，EA＜EB＜φB，EA＞EB

＜φB，EA＜EB6如下圖，平行的實(shí)線代表電場(chǎng)線，方向未知，電荷量為

110-2C的正電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，該電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，動(dòng)能損失了J，若A點(diǎn)電勢(shì)為-10V，則CB點(diǎn)電勢(shì)為零②電場(chǎng)線方向向左③電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線①④電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線②A①B①②C①②③D①②④7如下圖，圓滑絕緣的水平面上、兩點(diǎn)各放一電荷量分別為q和2，完全相同的金MNq屬球A和B，給A和B以大小相等的初動(dòng)能E（此時(shí)動(dòng)量大小均為，測(cè)得某次閃電火花長(zhǎng)為0600m，則發(fā)生這次閃電時(shí)放電路徑兩頭的電勢(shì)差=_______若這次閃電經(jīng)過(guò)的電荷量為20C，U則釋放的能量為_(kāi)______（設(shè)閃電的火花路徑為直線）109V；×1010J9如下圖，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)極點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=15V，φB=3V，φC=-3V，由此可得D點(diǎn)的電勢(shì)φD=_______V2，分別帶電1和2，在絕緣圓滑水平面上，沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們相距r時(shí)，速Q(mào)Q率分別為v1與v2，電勢(shì)能為E，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（不相碰）電勢(shì)能的最大值為多少m=m1m2(v1v2)2EE2(m1m2)11如下圖，小平板車(chē)B靜止在圓滑水平面上，一能夠忽略大小的小物塊A靜止在小車(chē)B的左端，已知物塊A的質(zhì)