第十章 静电场中的能量 章末复习学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

十 静电场中的能量 知识梳理 一、静电力做功的特点 电势能 1．在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置 ，与电荷经过的路径 。 2．电势能：电荷在 中具有的势能，用Ep表示． 3．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量。 表达式：WAB＝ 。 (1)静电力做正功，电势能 ； (2)静电力做负功，电势能 。 4．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 时静电力所做的功． 5．电势能具有相对性 电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷 处或把电荷在 的电势能规定为0. 二、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的 与它的 之比． 2．公式：φ＝ . 3．单位：在国际单位制中，电势的单位是 ，符号是V，1 V＝1 J/C. 4．电势高低的判断：沿着电场线方向电势逐渐 ． 5．电势的相对性：只有在规定了零电势点之后，才能确定电场中某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0. 6．电势是 ，只有大小，没有方向． 三、电势差 1．定义：电场中两点间 的差值。 电场中两点间的电势差与零电势点的选择 。 2． 公式：UAB＝φA－φB，UBA＝ 。 3． 标矢性：电势差是标量。 4．电势差的正负 5．静电力做功与电势差的关系：WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)，即WAB＝qUAB。 四、等势面 1．定义：电场中 的各点构成的面． 2．等势面的特点 (1)在同一个等势面上移动电荷时，静电力 ． (2)等势面一定跟电场线 ，即跟电场强度的方向 ． (3)电场线总是由 的等势面指向 的等势面． 五、电势差与电场强度的关系 1．关系式：UAB＝ 。 2．物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点 的乘积。 3．适用条件：(1) 电场。(2)d为两点沿 的距离。 4．公式E＝的意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的 与这两点 。 六、电容器 电容 1．基本构造：任何两个彼此 又相距很近的导体，都可以看成一个电容器． 2．电容：电容器所带 与电容器两极板之间的 之比． 3．定义式：C＝ 。 4．单位：电容的国际单位是 ，符号为F，常用的单位还有 和 ，1 F＝ μF＝ pF. 5．物理意义：电容器的电容是表示电容器 的物理量，在数值上等于使两极板之间的电势差为 时，电容器所带的电荷量． 七、平行板电容器 1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成． 2．电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数 ，跟极板的正对面积S成 ，跟极板间的距离d成 ． 3．电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．当两极板间是真空时，C＝. 八、带电粒子在电场中的加速 分析带电粒子的加速问题有两种思路： 1．利用 定律结合匀变速直线运动公式分析．适用于电场是 ． 2．利用静电力做功结合动能定理分析．对于匀强电场和非匀强电场都适用，公式有qEd＝mv2－mv02 (匀强电场)或qU＝mv2－mv02 (任何电场)等． 九、带电粒子在电场中的偏转 如图所示，质量为m、电荷量为q的基本粒子(忽略重力)，以初速度v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l，极板间距离为d，极板间电压为U。 1．运动性质 (1)沿初速度方向：速度为 v0 的 运动。 (2)垂直v0的方向：初速度为 的匀加速直线运动。 2．运动规律 (1)偏移距离：因为t＝ ，a＝ ，所以偏移距离y＝at2＝ 。 （2）偏转角度：因为vy＝at＝ ，所以tan θ＝＝ 。 巩固练习 一、选择题 1、下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( ) A．根据电场强度的定义式E＝可知，电场中某点的电