【教学过程】

一、电场力做功与电势能

[基础导引]

在如图1所示的匀强电场中，把正电荷q从A点沿路径A→C→B

移到B点，与把它直接从A点沿直线AB移到B点，电场力做功

相同吗？所做的功是正功还是负功？电势能是增加还是减少？                     图1

[知识梳理]

1．电场力做功的特点

(1)在电场中移动电荷时，电场力做功与________无关，只与____________有关，可见电场力做功与________做功相似．

(2)在匀强电场中，电场力做的功W＝________，其中d为沿________________的位移．

2．电势能

(1)定义：电荷在电场中具有的势能．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到__________位置时电场力所做的功．

(2)电场力做功与电势能变化的关系

电场力做的功等于________________________，即W_AB＝____________.

(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷____________的电势能规定为零，或把电荷在________表面上的电势能规定为零．

二、电势和等势面

[基础导引]

图2甲、乙、丙分别是等量异种电荷、等量正电荷、正点电荷的电场线与等势面的分布情况．

甲　　　　　　　 乙　　　　　　　　丙

图2

问：(1)在图甲中，比较A、B、C三点的电势大小？

(2)在图乙中，O点、M点电势一样吗？

(3)在图丙中，A、B、C三点场强相等吗？电势相等吗？

 [知识梳理]

1．电势

(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．

(2)定义式：φ＝____________.

(3)矢标性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(低)．

(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因__________的选取的不同而不同．

(5)沿着电场线方向电势逐渐降低．

2．等势面

(1)定义：电场中____________的各点构成的面．

(2)特点    

①电场线跟等势面________，即场强的方向跟等势面________．

②在________上移动电荷时电场力不做功．    

③电场线总是从__________的等势面指向__________的等势面．

④等差等势面越密的地方电场强度________；反之________．

三、电势差

[基础导引]

判断下列说法正确与否：

(1)电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关                                  (　　)

(2)电势差是一个矢量，有正值和负值之分                                                           (　　)

(3)由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关                                                                                            (　　)

(4)A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以U_AB＝U_BA(　　)

[知识梳理]

1．电势差：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功W_AB跟它的电荷量q的比值，叫做A、B间的电势差，也叫电压．

公式：U_AB＝________.单位：伏(V)．

2．电势差与电势的关系：U_AB＝________，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有U_AB＝－U_BA.

3．电势差U_AB由________________________决定的，与移动的电荷q、电场力做的功W_AB无关，与零电势点的选取也________．

4．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____________方向的距离的乘积．即U＝Ed，也可以写作E＝.

典例剖析

例1　如图3所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向

未知，电场线跟x轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy

内，从原点O以大  小为v₀方向沿x轴正方向的初速度射入

电场，最后打在y轴上的M点．电子的质量为m，电荷量为

e，重力不计．则(　　)                                                                            图3

A．O点电势高于M点电势

B．运动过程中电子在M点电势能最大

C．运动过程中，电子的电势能先减少后增加

D．电场力对电子先做负功，后做正功

典例剖析

例2　如图5所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直

立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹

簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止．现撤去F，

小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小

球所做的功分别为W₁和W₂，小球离开弹簧时速度为v，不计                 图5

空气阻力，则上述过程中                                          (　　)

A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B．小球的重力势能增加－W₁

C．小球的机械能增加W₁＋mv²D．小球的电势能减少W₂

典例剖析

例3　如图7所示，一带电粒子以某速度进入竖直向上的匀

强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹，

M点为轨迹的最高点．下列判断正确的是          (　　)

A．该粒子带负电

B．粒子在最高点M的速率为零

C．粒子在电场中的电势能始终在增加                                             图7

D．粒子在电场中加速度不变

　7.综合应用动力学和功能观点解题

例4　如图9所示，在绝缘水平面上，有相距为L的A、B两点，

分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷．O为AB连线的中

点，a、b是AB连线上两点，其中Aa＝Bb＝.一质量为m、电             图9

荷量为＋q的小滑块(可视为质点)以初动能E_k0从a点出发，沿

AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为2E_k0，第一次到达b点时的动能恰好为零，小滑块最终停在O点，已知静电力常量为k.求：

(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小；

(2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向；

(3)小滑块运动的总路程l_路．

【二次备课】