内容正文:
第2讲 电场能的性质
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1
[主干知识·梳理]
一、电势能、电势
1.电场力做功的特点
电场力做功与________无关,只与____________有关。
路径
初、末位置
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2.电势能
(1)定义:电荷在________中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到________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WAB=EpA-EpB=-ΔEp。
电场
零势能
电势能的减少量
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3.电势
(1)定义:试探电荷在电场中某点具有的__________与它的__________的比值。
(2)定义式:φ=________。
(3)矢标性:电势是________,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比________高(低)。
(4)相对性:电势具有________,同一点的电势因选取________的不同而不同。
电势能Ep
电荷量q
标量
零电势
相对性
零电势点
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4.等势面
(1)定义:电场中__________的各点组成的面。
(2)四个特点
①等势面一定与________垂直。
②在____________上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向总是从________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________。
电势相等
电场线
同一等势面
电势高
电势低
越大
越小
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二、电势差
1.定义:电荷在电场中,由点A移到另一点B时,_______________与移动电荷的________的比值。
2.定义式:UAB=________。
3.电势差与电势的关系:UAB=________,UAB=-UBA。
电场力做功
电荷量
φA-φB
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电场
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[易错易混·诊断]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
如图所示为静电除尘机原理图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区,放电极和集尘极加上高压电场,使尘埃带上电,尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,达到除尘目的,图中虚线为电场线(方向未标),不考虑尘埃的重力,结合如图辨析以下问题:
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(1)图中A点电势高于B点电势。( )
(2)尘埃在迁移过程中电势能减小。( )
(3)尘埃在迁移过程中动能减小。( )
(4)两极板处的电场线与极板垂直。( )
(5)带电尘埃的机械能守恒。( )
(6)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。( )
×
√
×
√
×
×
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(7)电场中电势降低的方向,就是电场强度的方向。( )
(8)带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。( )
(9)由于静电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。( )
√
×
×
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1.电势能大小的判断
判断方法 方法解读
公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,正Ep的绝对值越大,电势能越大;负Ep的绝对值越大,电势能越小
电势法 正电荷在电势高的地方电势能大;
负电荷在电势低的地方电势能大
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判断方法 方法解读
做功法 电场力做正功,电势能减小;
电场力做负功,电势能增大
能量守恒法 在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大时,电势能减小,反之,电势能增大
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[典例] 如图是某种静电推进装置的原理图,发射极与吸极接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等势面。