【文章內(nèi)容簡介】 能和電勢、電勢差1．靜電力做功的特點(diǎn)及用的思想方法：2．電勢能（1））電場力做功與電勢能的關(guān)系：在電場中移動電荷時，電場力對電荷做正功，電勢能減少；電場力對電荷做負(fù)功，電勢能增加。（2電場力做的功等于電勢能的變化量，即：__________________________也就是說，電荷在電場中某點(diǎn)（A）的電勢能，等于靜電力（電場力）把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置（B）時電場力所做的功。若取則（對勻強(qiáng)電場）=（對所有電場）（3）特點(diǎn)：①與參考點(diǎn)（零勢能位置）選取有關(guān)；②是電荷與所在電場所共有的（4）正（負(fù)）場源電荷周圍的正（負(fù)）試探電荷的電勢能是正還是負(fù)，為什么？電荷在電場中某點(diǎn)（A）的電勢能（）與它的電荷量（q）的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢。用表示。即___________。電場中電勢的高低：___________________。電勢零位置的選取與零電勢能位置選取相似。4．等勢面：___________________________________________。它具有如下特點(diǎn)：（1）電荷在同一等勢面上移動，電場力不做功（而電場力做的功為零時，電荷不一定沿等勢面移動）；（2）等勢面一定跟電場線_________；（3）等差等勢面密的地方場強(qiáng)______；（4）任意兩等勢面都不會_________；（5）電場線總是從電勢較______的等勢面指向電勢較_________的等勢面。：等量同種電荷在連線上和中垂線上電勢變化規(guī)律：5．電勢差1）、定義：用表示。即2）、也可這樣說，電荷在電場中兩點(diǎn)間移動時，電場力所做的功跟電荷電量的比值，叫做這兩點(diǎn)間的電勢差，也叫電壓。公式：______________________，電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差只取決于A、B兩點(diǎn)在電場中的位置，與參考點(diǎn)的選取及被移動的電荷無關(guān)，U跟W、q無關(guān)。3）單位：1V的意義：6．電場線、場強(qiáng)、電勢、等勢面的相互關(guān)系。電場線與場強(qiáng)的關(guān)系；電場線越密的地方表示_________越大，電場線上每一點(diǎn)的______表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。電場線與電勢的關(guān)系：_________________________________；電場線與等勢面的關(guān)系：電場線越密的地方等差等勢面也越____________，電場線與通過該處的等勢面_____________；場強(qiáng)與電勢無直接關(guān)系：場強(qiáng)大(或小)的地方電勢不一定大(或小)，零電勢可人為選取，而場強(qiáng)是否為零則由電場本身決定；場強(qiáng)與等勢面的關(guān)系：場強(qiáng)方向與通過該處的等勢面______且由______電勢指向___電勢，等差等勢面越密的地方表示場強(qiáng)越________?？偨Y(jié)計算電場力做功的方法：計算電勢能的方法：計算電勢的方法：四、電場中的導(dǎo)體：電場中的導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子受到電場力作用，將向電場反方向做定向移動，結(jié)果使導(dǎo)體兩端分別出現(xiàn)正負(fù)感應(yīng)電荷。：（1）內(nèi)部場強(qiáng)（合場強(qiáng)）處處為零；（2）整個導(dǎo)體是等勢體，表面是個等勢面；（3）表面上任何一點(diǎn)的場強(qiáng)方向都跟該點(diǎn)表面垂直；（4）凈電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面上。：金屬網(wǎng)罩（或金屬包皮）能把外電場遮住，使內(nèi)部不受外電場的影響?？偨Y(jié)：畫圖說明靜電屏蔽的兩種方式：四、電容器和電容：_______________________________________________________。什么是電容器充電？放電？（1）定義：__________________________________________________。（2）公式：___________，電容在數(shù)值上等于使電容器的兩極板間的電勢差增加1V所需的電量，與Q、U無關(guān)，只取決于電容器本身。（3）單位：法拉（F）。（4）平行板電容器的電容：隨兩極板間正對面積的增大而增大，隨兩極板間距離的減小而增大，隨兩極板間電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大。即_____（真空中）（5）接在電路中電容器的兩種變化電容器兩端的電壓恒定時：電量Q=CU∝C，而C=∝，E=∝．充電后斷開電路，電容器帶電量Q恒定：C∝，U∝，E∝．（五）帶電粒子在電場中的運(yùn)動帶電粒子在電場中要受電場力作用，因此要產(chǎn)生加速度。其速度、動能、電勢能等都發(fā)生變化。設(shè)如圖示平行金屬板距離為d，極板長度為L，極板間的電壓為U，現(xiàn)有一電荷量為q的帶負(fù)電的粒子，以水平速度V0射入勻強(qiáng)電場中，V0⊥E，則：水平方向（垂直電場方向）：勻速直線運(yùn)動：得：t=側(cè)移表達(dá)式：豎直方向（沿電場方向）：v0=0的勻加速直線運(yùn)動：得：側(cè)位移（偏轉(zhuǎn)距離）ULdv0m，qyvtθθ偏轉(zhuǎn)角θ：粒子射出電場時垂直于電場方向的速度不變?nèi)詾関0，而沿電場方向的速度：故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角為：位移夾角：粒子沿中線垂直射入電場中，離開電場時，好象從電場的中心0沿直線射出的。說明穿出時刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。這一點(diǎn)和平拋運(yùn)動的結(jié)論相同。穿越電場過程的動能增量：ΔEK=Eqy（注意，一般來說不等于qU）總結(jié)側(cè)移和偏轉(zhuǎn)角的兩種表達(dá)方式：求點(diǎn)跡在顯示屏上偏轉(zhuǎn)距離的三種表達(dá)方式：、難點(diǎn)突破：，即遵守牛頓第______定律。點(diǎn)電荷是物理中的理想模型，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時，可以使用庫侖定律，否則不能使用。例如：半徑均為r的金屬球如圖1所示放置，使兩球的邊緣相距為r，今使兩球帶上等量的異種電荷Q，設(shè)兩電荷Q間的庫侖力大小為F，比較F與的大小關(guān)系。顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則二者相等。但依題設(shè)條件，兩球心間距離3r不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于r，故不能把兩帶電球當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上，由于異種電荷的相互吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣兩部分電荷的距離小于3r，故，同理，若兩球帶現(xiàn)種電荷Q，則。，如電場強(qiáng)度，電勢差，電容器的電容，用這些比值僅僅能測量出電場強(qiáng)度E、電勢差U、電容C，作為一個量度式，E跟F、q，U跟W、q，C跟Q、U無關(guān)。電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡。帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌道是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度情況來決定。（1）區(qū)別：電場中某點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)（一般取無限遠(yuǎn)處或地球?yàn)榱汶妱蔹c(diǎn)）。而電場中兩點(diǎn)間的電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)。（2）聯(lián)系：電場中某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)與零電勢點(diǎn)間的電勢差；而某兩點(diǎn)的電勢差等于這兩點(diǎn)的電勢的差值，即。，有兩種方法：（1）三個量都取絕對值，先計算出功的數(shù)值，然后再根據(jù)電場力的方向與電荷移動位移方向間的夾角確定是電場力做功，還是克服電場力做功。（2）代入符號使用，將公式寫成，特別是在比較A、B兩點(diǎn)電勢高低時更為方便：先計算，若，即，則；若，即，則。[例]如圖所示，a、b、c是一條電場線上的三個點(diǎn)，電場線方向由a到c，a、b間的距離等于b、c間的距離。用和分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度，可以斷定（）：根據(jù)電場線的方向可判定電勢的高低，確定場強(qiáng)的大小是根據(jù)電場線的密度，而題干中引用了“可以斷定”的字樣，對于“斷定”或“一定”的說法，只要舉一個反例，即可否定它；反之如果用的是“可能”的說法，只要能舉出一個正例，就是“可能”的。解答：根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可判定（A）正確。若此電場線是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的（點(diǎn)電荷在C的右邊），則可判定B、C、D錯誤。說明：（1）只畫出一條電場線，不能比較各點(diǎn)的場強(qiáng)大小；（2）對于題干含有“可以斷定”或“一定”或“可能”字樣的選擇題，采用特例法較好。（1）帶電粒子在電場中的運(yùn)動，綜合了靜電場和力學(xué)知識，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情況，再根據(jù)初始狀態(tài)分析粒子的運(yùn)動性質(zhì)（平衡、加速或減速，是直線還是曲線，是類平拋運(yùn)動，還是圓周運(yùn)動等），然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。（2）在對帶電粒子進(jìn)行受力分析時，要注意兩點(diǎn)：①要掌握電場力的特點(diǎn)，如電場力的大小和方向不僅跟場強(qiáng)的大小和方向有關(guān)，還與帶電粒子的電量和電性有關(guān)；在勻強(qiáng)電場中，同一帶電粒子所受的電場力處處是恒力；在非勻強(qiáng)電場中，同一帶電粒子在不同位置所受的電場力不同。②是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定：：如電子、質(zhì)子、氘核、氚核、粒子、離子等，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。：如液滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。（3）帶電粒子的速度大小發(fā)生變化的過程是其他形式的能與動能之間的轉(zhuǎn)化過程，解決這類問題，是恒力作用時，可用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式；而普通適用的是動能定理和能量守恒定律。如選用動能定理，則要分清有哪些力做功？做的正功還是負(fù)功？是恒力做功還是變力做功？若電場力是變力，則電場力的功必須寫成，找出初、末狀態(tài)的動能增量。※如選用能量守恒定律，則要分清有哪種形式的能在變化？怎樣變化（是增加還減?。磕芰渴睾愕谋磉_(dá)形式有：①初態(tài)和末態(tài)的總能量相等，即；②某些形式的能量減少一定等于其它形式的能量增加，即；③各種形式的能量的增量（）的代數(shù)和為零，即（4）帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)：如果帶電粒子以初速度垂直于場強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場，不計重力，粒子做類似平拋運(yùn)動，分析時，一般采用力學(xué)中分析平拋運(yùn)動的方法：把運(yùn)動分解為垂直于電場方向上的一個分運(yùn)動——勻速直線運(yùn)動：；另一個是平行于場強(qiáng)方向上的分運(yùn)動——勻加速運(yùn)動，粒子的偏轉(zhuǎn)角為，根據(jù)已知條件的不同，有時采用動能定理或能量轉(zhuǎn)化和守恒定律也很方便。[例]如圖所示，在真空中傾斜放置有等量異種電荷的平行金屬板，一帶電、質(zhì)量的帶電體沿水平方向飛入電場，經(jīng)A點(diǎn)時速度，求：（1）板間的電場強(qiáng)度E；（2）金屬板與水平方向的夾角。分析：由于粒子能返回A點(diǎn)，故粒子做直線運(yùn)動，且其合外力方向跟初速度方向相反，根據(jù)粒子的運(yùn)動情況，可用運(yùn)動學(xué)公式求出粒子的加速度，而粒子的受力情況是：重力G、電場力，利用力的合成和牛頓第二定律就可求得場強(qiáng)E，再根據(jù)力的圖示可求出。解答：粒子的運(yùn)動軌跡應(yīng)為直線，其受力分析如圖所示，由于所受重力和電場力保持不變，故其合外力不變，粒子做類豎直上拋運(yùn)動，由類豎直上拋運(yùn)動的對稱性可得，即，得。利用牛頓第二定律得：①由圖可得：②解①②得代入數(shù)據(jù)解之得：，即金屬板與水平方向的夾角為。說明：（1）當(dāng)兩平行金屬板相互錯開時，其正對面積減小，但不論其