高二物理电场力做功和电势能.doc

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1、电场力做功和电势能、电势和电势差审稿：李井军　　　责编：郭金娟目标认知学习目标　　1．类比重力场理解电场力的功、电势能的变化、电势能的确定方法、电势的定义以及电势差的意义；理解电势对静电场能的性质的描写和电势的叠加原理。　　2．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。学习重点　　1．用电势及等势面描写认识静电场分布。　　2．熟练地进行电场力、电场力功的计算。　　 学习难点　　电势这一概念建立过程的逻辑关系以及正、负两种电荷所导致的具体问题的复杂性。　　 知识要点梳理知识点一：电势与等势面　　要点诠释：1．电场力的功与电势能　　（1）电场力做功的特点　

2、　在电场中将电荷q从A点移动到B点，电场力做功与路径无关，只与A、B两点的位置有关。　　（2）静电场中的功能关系　　静电力对电荷做了功，电势能就发生变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能，也就是说，静电力做的功是电势能转化为其他形式的能的量度，静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB=EpA－EpB。　　即静电力做正功，电荷电势能一定减少，静电力做负功，电荷电势能一定增加。　　（3）电势能的特点和大小的确定　　①零势点及选取　　和计算重力势能一样，电势能的计算必须取参考点，也就是说，电势能的数值

3、是相对于参考位置来说的。所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取无限远处或大地为参考点。　　②电势能的计算　　设电荷的电场中某点A的电势能为EpA，移到参考点O电场力做功为WAO，即WAO=EpA－EpO，规定O为参考点时，就有WAO=EpA，也就是说电荷在电场中某点的电势能等于将这个电荷从电场中的该点移到0势点的过程电场力所做的功。　　③电势能的特点　　相对性：电荷在电场中的电势能是相对于零电势能点而言，没有规定零势能点时，电荷在该点的电势能没有确定的值。电势能高于零势能时为正值，低于零势能时为负值。　　系统性：电势能是电荷和电场这一相互作用系统所共

4、有，并非电荷所独有！　　状态量：只要电荷在电场中有一个位置，它就对应一个电势能。　　电势能是标量：有正、负号没有方向。　　④电势能与重力势能的类比重力势能电势能（1）重力做功与路径无关，只与始末位置有关，引出了重力势能（1）电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，引出了电势能（2）重力做功是重力势能转化为其他形式的能的量度（2）电场力做功是电势能转化为其他形式的能的量度（3）WAB=mghA－mghB（3）WAB=EpA－EpB（4）重力势能的数值具有相对性，可以是正值，也可以是负值。（4）电势能的数值具有相对性，可以是正值，也可以是负值2．电势与电势差　　（1）电势的意义及定

5、义　　电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关，定义式，类似于场强定义式，也是比值定义式。　　（2）电势的特性　　①电势的具体值只有在选定了零电势点后才能确定，故电势是相对的，电势零点的选取是任意的，但以方便为原则。如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零。　　②电势是标量，只有大小，没有方向，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势比零电势点电势高，负值表示该点电势比零电势点电势低，所以，同一电场中，正电势一定高于负电势。　　③若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电

6、势为正，负点电荷周围各点电势为负，越靠近正电荷电势越高，越远离负电荷电势越高。　　（3）电势差　　①电势差的定义：　 　　　　电场中确定的两点，电势是相对的，但电势差是绝对的，是描写场的性质的物理量。　　②电势差的计算、用电势差表达电场力的功。　　电势差和静电力做功密切相关，由公式看出，电势差在数值上等于移动单位正电荷时静电力所做的功。由公式WAB=qUAB看出，知道了电场中两点的电势差，可以方便地计算静电力做的功。　　在计算电场力的功时利用WAB=qUAB比W=F·d更具优越性，因为WAB=qUAB，既可以是匀强电场也可以是非匀强电场，只要知道A、B两点间的电势差就可以计算在

7、A、B两点间移动电荷q所做的功。3．等势面　　（1）等势面的画法和意义　　在电场中电势相等的点所构成的面叫等势面，随意找几个点，都能画出它们的等势面，这样的几个等势面不能完整地描述电场。如果我们每隔相等的电势画等势画，也就是我们通常所说的等差等势面，就可以比较形象、完整地描述电场了。　　（2）等势面的性质：　　①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功　　②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面　　③等势面越密，电场强度越大　　④等势面不相