2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 電場 第2單元 電場的能的性質(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 第2單元 電場的能的性質(zhì)教案 Ⅰ 電 勢 能 和 電 勢 和 電 勢 差 一、電勢能（ε標(biāo)量 焦耳 J ）——電場力、相對位置 1、電荷在電場中受到電場力，所具有的與電荷的位置有關(guān)的能量，稱電勢能或電能。 2、電勢能的相對性――選擇零勢能面，一般選擇大地或無窮遠(yuǎn)為零勢能面。（等效） 3、電場力做功與電勢能改變的關(guān)系——方法與重力勢能相對比 ①無論電荷的正負(fù)，電場力做正功，電勢能減小，電場力做負(fù)功，電勢能增加，做功和電勢能的變化量在數(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靜電場中，電場力做功與路徑無關(guān)，電勢能的改變量與路徑無關(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、 相對性：選取大地或無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn) ∞ ε＝0 φ＝0 A B ε＝6J ＝3V ε＝10J φ＝5V φ 3、 沿電場線方向，電勢降低（與電性無關(guān)） 2C 4、 電勢由電場本身性質(zhì)決定 5、 電勢是描述電場中能量性質(zhì)的物理量 6、 意義：電場中某一

3、點(diǎn)的電勢在數(shù)值等于單位電荷在那一點(diǎn)所具有的電勢能。 練習(xí)： 1、 沿電場線方向移動正電荷，電勢能 沿電場線方向移動負(fù)電荷，電勢能 正電荷的電場中，電勢為 ，負(fù)電荷的電場中，電勢為 2、 正電荷的電場中，正的檢驗(yàn)電荷電勢能為 ，負(fù)的檢驗(yàn)電荷電勢能為 負(fù)電荷的電場中，正的檢驗(yàn)電荷電勢能為 ，負(fù)的檢驗(yàn)電荷電勢能為 3、 只在電場力的作用下，正電荷順著電場線運(yùn)動， 只在電場力的作用下，負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動， 4、 比較5J和－7J的大小，理解標(biāo)

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

5、場中點(diǎn)S移動到M點(diǎn)要克服電場力做功4×10－8 J，求M點(diǎn)的電勢＝？。若再從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，電場力又做正功14×10－8 J，求N點(diǎn)電勢＝？ 解：(1) S到M， 對負(fù)電荷做負(fù)功，電勢降低 + ABC M到N對負(fù)電荷做正功，電勢升高 (2) 例9：電子伏是研究微觀粒子時常用的能量單位。1ev就是電勢差為1V的兩點(diǎn)間移動一個元電荷電場力所做的功。1ev＝1.6×10－19C×1V＝1.6×10－19 J，把一個二價正離子從大地移動到電場中的A點(diǎn)，w＝6ev，求：UA＝？ 解： A B C D 例10、 如圖所示，三個同心圓是同一個點(diǎn)電荷周圍

6、的三個等勢面，已知這三個圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個等勢面上的點(diǎn)，且三點(diǎn)在同一條電場線上。A、C兩點(diǎn)的電勢依次為φA=10V和φC=2V，則B點(diǎn)的電勢是B A.一定等于6V B.一定低于6V C.一定高于6V D.無法確定 【例11】 已知ΔABC處于勻強(qiáng)電場中。將一個帶電量q= -2×10-6C的點(diǎn)電荷從A移到B的過程中，電場力做功W1= -1.2×10-5J；再將該點(diǎn)電荷從B移到C，電場力做功W2= 6×10-6J。已知A點(diǎn)的電勢φA=5V，則B、C兩點(diǎn)的電勢分別為____V和____V。試在右圖中畫出通過A點(diǎn)的電場線。 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電場力做負(fù)功，電勢能增大，電勢降低；B→C電場力做正功，電勢能減小，電勢升高，知φB= -1VφC=2V。沿勻強(qiáng)電場中任意一條直線電勢都是均勻變化的，因此AB中點(diǎn)D的電勢與C點(diǎn)電勢相同，CD為等勢面，過A做CD的垂線必為電場線，方向從高電勢指向低電勢，所以斜向左下方。 Ⅱ 等 勢 面 一、等勢面——電場中，電勢相等的各點(diǎn)所構(gòu)成的面(等高線和等壓線) 二、常見等勢面的形狀 9 8 7 6 6 6 6 5 4 3 2 1 0 三、等勢面的

8、特點(diǎn) 1、 在等勢面上移動電荷，電場力不做功 20 10 0 2、 電場線（或E）⊥等勢面 3、 電場線由高的等勢面指向低的等勢面 4、 閉合、等勢面不相交 5、 靜電平衡導(dǎo)體是等勢體，表面是等勢面 6、 等差等勢面――相鄰的等勢面的電勢差相等 8V 0V －8V （1） 差等勢面越密的地方，電場越強(qiáng)，場強(qiáng)越大 （2） 相鄰的等差等勢面移動同一個電荷電場力做功相等 7、沿電場方向電勢降低最快（場強(qiáng)方向是電勢 降落最快的地方） 8、勻強(qiáng)電場中，平行等長的線段兩個端點(diǎn)間的電勢差相等，即勻強(qiáng)電場中的電勢均勻變化。 練習(xí)

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

10、F / q 定義式，適用于任何電場（真空、介質(zhì)） 2、 E＝KQ / r2 適用于點(diǎn)電荷的電場（真空、點(diǎn)電荷） 3、 E＝U / d 適用于勻強(qiáng)電場（真空） 針對訓(xùn)練 1.電場中有A、B兩點(diǎn)，一個點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能為1.2×10-8 J，在B點(diǎn)的電勢能為0.80×10-8 J.已知A、B兩點(diǎn)在同一條電場線上，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)的電勢差UAB=4.0 V D.把電荷從A移到B，電場力做功為W=4.0 J 2.某電場中等勢面分布如圖所示，圖中虛線表示等勢面，過a、b兩

11、點(diǎn)的等勢面電勢分別為40 V和10 V，則a、b連線的中點(diǎn)c處的電勢應(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)無初速釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場中運(yùn)動到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中 A 小物塊所受電場力逐漸減小 B.小物塊具有的電勢能逐漸減小 C.M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢 D.小物塊電勢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)分別放置兩個等量種異電荷，A為它們連線的中點(diǎn)，B為連線上靠近N的一點(diǎn)，C為連

12、線中垂線上處于A點(diǎn)上方的一點(diǎn)，在A、B、C三點(diǎn)中. A.場強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢最高的點(diǎn)是B點(diǎn) B.場強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢最高的點(diǎn)是C點(diǎn) C.場強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn)，電勢最高的點(diǎn)是B點(diǎn) D.場強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn)，電勢最高的點(diǎn)是A點(diǎn) 5.AB連線是某電場中的一條電場線，一正電荷從A點(diǎn)處自由釋放，電荷僅在電場力作用下沿電場線從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動過程中的速度圖象如圖所示，比較A、B兩點(diǎn)電勢φ的高低和場強(qiáng)E的大小，下列說法中正確的是 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)線代表

13、電場線，方向未知，電荷量為1×10-2C的正電荷在電場中只受電場力作用，該電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，動能損失了0.1 J，若A點(diǎn)電勢為-10 V，則 ①B點(diǎn)電勢為零 ②電場線方向向左 ③電荷運(yùn)動的軌跡可能是圖中曲線① ④電荷運(yùn)動的軌跡可能是圖中曲線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以大小相等的初動能E0（此時動量大小均為p0）使其相向運(yùn)動剛好能發(fā)生碰撞，碰后返回M、N兩點(diǎn)時的動能分別為E1和E2，動量大小分別為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.兩球不同時返回M、N兩點(diǎn) 8.已知空氣的擊穿電場強(qiáng)度為2×106 V/m，測得某次閃電火花長為600 m，則發(fā)生這次閃電時放電路徑兩端的電勢差U=_______.若這次閃電通過的電荷量為20 C，則釋放的能量為_______.（設(shè)閃電的火花路徑為直線） 9.如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為φA=15 V，φB =3 V，φC=-3 V，由此可得D點(diǎn)的電勢φD=_______ V. 10.有兩個帶電小球m1與m2，分別帶電+Q1和+

15、Q2，在絕緣光滑水平面上，沿同一直線相向運(yùn)動，當(dāng)它們相距r時，速率分別為v1與v2，電勢能為E，在整個運(yùn)動過程中（不相碰）電勢能的最大值為多少? 11.如圖所示，小平板車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B的左端，已知物塊A的質(zhì)量為m，電荷量為+Q；小車B的質(zhì)量為M，電荷量為-Q，上表面絕緣，長度足夠長；A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，A、B間的庫侖力不計，A、B始終都處在場強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場中.在t=0時刻物塊A受到一大小為I，方向水平向右的沖量作用開始向小車B的右端滑行.求： （1）物塊A的最終速度大??； （2）物塊A距小車B左端的最大距離.