2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 電場(chǎng) 第2單元 電場(chǎng)的能的性質(zhì)教案

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 電場(chǎng) 第2單元 電場(chǎng)的能的性質(zhì)教案 Ⅰ 電 勢(shì) 能 和 電 勢(shì) 和 電 勢(shì) 差 一、電勢(shì)能（ε標(biāo)量 焦耳 J ）——電場(chǎng)力、相對(duì)位置 1、電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力，所具有的與電荷的位置有關(guān)的能量，稱(chēng)電勢(shì)能或電能。 2、電勢(shì)能的相對(duì)性――選擇零勢(shì)能面，一般選擇大地或無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能面。（等效） 3、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系——方法與重力勢(shì)能相對(duì)比 ①無(wú)論電荷的正負(fù)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，做功和電勢(shì)能的變化量在數(shù)值上是相等的 A B A到B，正功，εa＞εb A

2、 B A到B，負(fù)功，εa＜εb A B C ②靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，電勢(shì)能的改變量與路徑無(wú)關(guān) 二、 1 J / C ＝ 1 V / m 1、 地位：u（或φ）與力學(xué)中的高度相當(dāng)（標(biāo)量） 2、 相對(duì)性：選取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn) ∞ ε＝0 φ＝0 A B ε＝6J ＝3V ε＝10J φ＝5V φ 3、 沿電場(chǎng)線(xiàn)方向，電勢(shì)降低（與電性無(wú)關(guān)） 2C 4、 電勢(shì)由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定 5、 電勢(shì)是描述電場(chǎng)中能量性質(zhì)的物理量 6、 意義：電場(chǎng)中某一

3、點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值等于單位電荷在那一點(diǎn)所具有的電勢(shì)能。 練習(xí)： 1、 沿電場(chǎng)線(xiàn)方向移動(dòng)正電荷，電勢(shì)能 沿電場(chǎng)線(xiàn)方向移動(dòng)負(fù)電荷，電勢(shì)能 正電荷的電場(chǎng)中，電勢(shì)為 ，負(fù)電荷的電場(chǎng)中，電勢(shì)為 2、 正電荷的電場(chǎng)中，正的檢驗(yàn)電荷電勢(shì)能為 ，負(fù)的檢驗(yàn)電荷電勢(shì)能為 負(fù)電荷的電場(chǎng)中，正的檢驗(yàn)電荷電勢(shì)能為 ，負(fù)的檢驗(yàn)電荷電勢(shì)能為 3、 只在電場(chǎng)力的作用下，正電荷順著電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)， 只在電場(chǎng)力的作用下，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)， 4、 比較5J和－7J的大小，理解標(biāo)

4、量負(fù)號(hào)的意義。 三、電 勢(shì) 差——電場(chǎng)力做功與電荷電量的比值叫電勢(shì)差 S M 0V －2V S M 0V －2V N 5V 1、 在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，也叫電壓 UAB ＝ φA － φB 2、 3、意義： ①對(duì)應(yīng)于高度差，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定 ②電勢(shì)與選擇的零電勢(shì)點(diǎn)有關(guān)，電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān) 4、運(yùn)用要求： 1、UAB＝ΦA(chǔ)－ΦB ＝1－4＝－3 V 帶正負(fù)號(hào) 2、U＝W/q或W＝qU 用絕對(duì)值，正負(fù)號(hào)另行判斷（） 例8：將電量為q＝－2×10 8 C的點(diǎn)電荷從零電

5、場(chǎng)中點(diǎn)S移動(dòng)到M點(diǎn)要克服電場(chǎng)力做功4×10－8 J，求M點(diǎn)的電勢(shì)＝？。若再?gòu)腗點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力又做正功14×10－8 J，求N點(diǎn)電勢(shì)＝？ 解：(1) S到M， 對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功，電勢(shì)降低 + ABC M到N對(duì)負(fù)電荷做正功，電勢(shì)升高 (2) 例9：電子伏是研究微觀粒子時(shí)常用的能量單位。1ev就是電勢(shì)差為1V的兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)元電荷電場(chǎng)力所做的功。1ev＝1.6×10－19C×1V＝1.6×10－19 J，把一個(gè)二價(jià)正離子從大地移動(dòng)到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，w＝6ev，求：UA＝？ 解： A B C D 例10、 如圖所示，三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷周?chē)?/p>

6、的三個(gè)等勢(shì)面，已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線(xiàn)上。A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)依次為φA=10V和φC=2V，則B點(diǎn)的電勢(shì)是B A.一定等于6V B.一定低于6V C.一定高于6V D.無(wú)法確定 【例11】 已知ΔABC處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中。將一個(gè)帶電量q= -2×10-6C的點(diǎn)電荷從A移到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功W1= -1.2×10-5J；再將該點(diǎn)電荷從B移到C，電場(chǎng)力做功W2= 6×10-6J。已知A點(diǎn)的電勢(shì)φA=5V，則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為_(kāi)___V和____V。試在右圖中畫(huà)出通過(guò)A點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)。 解：先由

7、W=qU求出AB、BC間的電壓分別為6V和3V，再根據(jù)負(fù)電荷A→B電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，電勢(shì)降低；B→C電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)升高，知φB= -1VφC=2V。沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意一條直線(xiàn)電勢(shì)都是均勻變化的，因此AB中點(diǎn)D的電勢(shì)與C點(diǎn)電勢(shì)相同，CD為等勢(shì)面，過(guò)A做CD的垂線(xiàn)必為電場(chǎng)線(xiàn)，方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以斜向左下方。 Ⅱ 等 勢(shì) 面 一、等勢(shì)面——電場(chǎng)中，電勢(shì)相等的各點(diǎn)所構(gòu)成的面(等高線(xiàn)和等壓線(xiàn)) 二、常見(jiàn)等勢(shì)面的形狀 9 8 7 6 6 6 6 5 4 3 2 1 0 三、等勢(shì)面的

8、特點(diǎn) 1、 在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功 20 10 0 2、 電場(chǎng)線(xiàn)（或E）⊥等勢(shì)面 3、 電場(chǎng)線(xiàn)由高的等勢(shì)面指向低的等勢(shì)面 4、 閉合、等勢(shì)面不相交 5、 靜電平衡導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面 6、 等差等勢(shì)面――相鄰的等勢(shì)面的電勢(shì)差相等 8V 0V －8V （1） 差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)越強(qiáng)，場(chǎng)強(qiáng)越大 （2） 相鄰的等差等勢(shì)面移動(dòng)同一個(gè)電荷電場(chǎng)力做功相等 7、沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低最快（場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì) 降落最快的地方） 8、勻強(qiáng)電場(chǎng)中，平行等長(zhǎng)的線(xiàn)段兩個(gè)端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等，即勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電勢(shì)均勻變化。 練習(xí)

9、等量異種電荷 （1）中垂線(xiàn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的特點(diǎn) （2）帶電粒子從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到中點(diǎn)，分析電場(chǎng)力的做功情況和電勢(shì)能的改變情況 （3）一個(gè)電子由8V到－8V電場(chǎng)力做功情況，電勢(shì)能的變化情況。 Ⅲ 電 勢(shì) 差 與 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 關(guān) 系 一、公式的推導(dǎo) 說(shuō)明：1、適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) 2、U是兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，d是沿電場(chǎng)方向的距離 3、單位 1 V ./ m = 1 N / C 4、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。 二、場(chǎng)強(qiáng)的三種求法 1、 E＝

10、F / q 定義式，適用于任何電場(chǎng)（真空、介質(zhì)） 2、 E＝KQ / r2 適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)（真空、點(diǎn)電荷） 3、 E＝U / d 適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)（真空） 針對(duì)訓(xùn)練 1.電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為1.2×10-8 J，在B點(diǎn)的電勢(shì)能為0.80×10-8 J.已知A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線(xiàn)上，如圖所示，該點(diǎn)電荷的電荷量為1.0×10-9C，那么 A.該電荷為負(fù)電荷 B.該電荷為正電荷 C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB=4.0 V D.把電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為W=4.0 J 2.某電場(chǎng)中等勢(shì)面分布如圖所示，圖中虛線(xiàn)表示等勢(shì)面，過(guò)a、b兩

11、點(diǎn)的等勢(shì)面電勢(shì)分別為40 V和10 V，則a、b連線(xiàn)的中點(diǎn)c處的電勢(shì)應(yīng) A.肯定等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V 3如圖所示，在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無(wú)初速釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中 A 小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小 B.小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小 C.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì) D.小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 4.如圖所示，M、N兩點(diǎn)分別放置兩個(gè)等量種異電荷，A為它們連線(xiàn)的中點(diǎn)，B為連線(xiàn)上靠近N的一點(diǎn)，C為連

12、線(xiàn)中垂線(xiàn)上處于A點(diǎn)上方的一點(diǎn)，在A、B、C三點(diǎn)中. A.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是B點(diǎn) B.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是C點(diǎn) C.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是B點(diǎn) D.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是A點(diǎn) 5.AB連線(xiàn)是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)，一正電荷從A點(diǎn)處自由釋放，電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線(xiàn)從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖象如圖所示，比較A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φ的高低和場(chǎng)強(qiáng)E的大小，下列說(shuō)法中正確的是 A.φA＞φB，EA＞EB B.φA＞φB，EA＜EB C.φA＜φB，EA＞EB D.φA＜φB，EA＜EB 6.如圖所示，平行的實(shí)線(xiàn)代表

13、電場(chǎng)線(xiàn)，方向未知，電荷量為1×10-2C的正電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，該電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，動(dòng)能損失了0.1 J，若A點(diǎn)電勢(shì)為-10 V，則 ①B點(diǎn)電勢(shì)為零 ②電場(chǎng)線(xiàn)方向向左 ③電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線(xiàn)① ④電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線(xiàn)② A.① B.①② C.①②③ D.①②④ 7.如圖所示，光滑絕緣的水平面上M、N兩點(diǎn)各放一電荷量分別為+q和+2q，完全相同的金屬球A和B，給A和B以大小相等的初動(dòng)能E0（此時(shí)動(dòng)量大小均為p0）使其相向運(yùn)動(dòng)剛好能發(fā)生碰撞，碰后返回M、N兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為E1和E2，動(dòng)量大小分別為p1和p2，則 A.E1=E2=E0 p1=

14、p2=p0 B.E1=E2＞E0 p1=p2＞p0 C.碰撞發(fā)生在M、N中點(diǎn)的左側(cè) D.兩球不同時(shí)返回M、N兩點(diǎn) 8.已知空氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度為2×106 V/m，測(cè)得某次閃電火花長(zhǎng)為600 m，則發(fā)生這次閃電時(shí)放電路徑兩端的電勢(shì)差U=_______.若這次閃電通過(guò)的電荷量為20 C，則釋放的能量為_(kāi)______.（設(shè)閃電的火花路徑為直線(xiàn)） 9.如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=15 V，φB =3 V，φC=-3 V，由此可得D點(diǎn)的電勢(shì)φD=_______ V. 10.有兩個(gè)帶電小球m1與m2，分別帶電+Q1和+

15、Q2，在絕緣光滑水平面上，沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們相距r時(shí)，速率分別為v1與v2，電勢(shì)能為E，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（不相碰）電勢(shì)能的最大值為多少? 11.如圖所示，小平板車(chē)B靜止在光滑水平面上，一可以忽略大小的小物塊A靜止在小車(chē)B的左端，已知物塊A的質(zhì)量為m，電荷量為+Q；小車(chē)B的質(zhì)量為M，電荷量為-Q，上表面絕緣，長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)；A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A、B間的庫(kù)侖力不計(jì)，A、B始終都處在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.在t=0時(shí)刻物塊A受到一大小為I，方向水平向右的沖量作用開(kāi)始向小車(chē)B的右端滑行.求： （1）物塊A的最終速度大小； （2）物塊A距小車(chē)B左端的最大距離.