高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第6章 第2講 電場的能的性質(zhì)課件 新人教版選修31

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1、第2講電場的能的性質(zhì) 1.電勢能(1)電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與_無關(guān)，只與_有關(guān)(2)電勢能定義：電荷在_中具有的勢能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到_位置時(shí)電場力所做的功電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：電場力做的功等于_，即WABEpAEpBEp.電勢能、電勢電勢能、電勢(考綱要求考綱要求 ) 路徑路徑初、末位置初、末位置電場電場零勢能零勢能電勢能的減少量電勢能的減少量 2電勢(1)定義：試探電荷在電場中某點(diǎn)具有的_與它的_的比值(2)定義式：_.(3)矢標(biāo)性：電勢是_，有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢比_高(低)(4)相對性：電勢具有_，同一點(diǎn)的電勢因選取_的不同而不同電勢能電勢能Ep電

2、荷量電荷量q標(biāo)量標(biāo)量零電勢零電勢相對性相對性零電勢點(diǎn)零電勢點(diǎn) 3等勢面(1)定義：電場中_的各點(diǎn)組成的面(2)四個(gè)特點(diǎn)等勢面一定與_垂直在_上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功電場線方向總是從_的等勢面指向_的等勢面等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度_，反之_電勢相等電勢相等電場線電場線同一等勢面同一等勢面電勢高電勢高電勢低電勢低越大越大越小越小判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)電場力做功與重力做功相似，均與路徑無關(guān)()(2)有電場力做功時(shí)，電荷的機(jī)械能也可能守恒()(3)電場中電場強(qiáng)度為零的地方電勢一定為零 ()(4)沿電場線方向電勢越來越低，電場強(qiáng)度越來越小()(5)電場力與速度方向夾角小于90時(shí)，

3、電場力做正功()答案(1)(2)(3)(4)(5) 1.定義：電荷在電場中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，_ _與移動(dòng)電荷的_的比值 2定義式：UAB_. 3電勢差與電勢的關(guān)系：UAB_，UABUBA. 4影響因素：電勢差UAB由電場本身的性質(zhì)決定，與移動(dòng)的電荷q及電場力做的功WAB_，與零電勢點(diǎn)的選取_電勢差電勢差(考綱要求考綱要求 ) 電場力電場力做功做功電荷量電荷量AB無關(guān)無關(guān)無關(guān)無關(guān)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 (考綱要求考綱要求 )電場線電場線 1.靜電感應(yīng)、靜電平衡：把金屬導(dǎo)體放在外電場中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而_，使導(dǎo)體的兩面出現(xiàn)等量的_電荷

4、，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)；當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)_時(shí)，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài) 2靜電屏蔽：金屬殼或金屬網(wǎng)罩所包圍的區(qū)域，不受_電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽靜電現(xiàn)象的解釋靜電現(xiàn)象的解釋(考綱要求考綱要求 ) 發(fā)生遷移發(fā)生遷移異種異種停止停止外部外部判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)A、B兩點(diǎn)的電勢差等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功()(2)電勢差是一個(gè)標(biāo)量，但是有正值和負(fù)值之分()(3)由于靜電力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)()(4)A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，所以UABUBA.()答案(1)(2)(3)(4) 1(多選)如

5、圖621所示，a、b為某電場線上的兩點(diǎn)，那么以下結(jié)論正確的是 ()基礎(chǔ)自測基礎(chǔ)自測A把正電荷從把正電荷從a移到移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減小，電場力做正功，電荷的電勢能減小B把負(fù)電荷從把負(fù)電荷從a移到移到b，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增加C把負(fù)電荷從把負(fù)電荷從a移到移到b，電場力做正功，電荷的電勢能增加，電場力做正功，電荷的電勢能增加D不論正電荷還是負(fù)電荷，從不論正電荷還是負(fù)電荷，從a到到b電勢能都逐漸降低電勢能都逐漸降低圖圖621 解析若正電荷從a移到b，由于電場力方向和位移方向同向，電場力做正功，電荷的電勢能減小，A對；若把負(fù)電荷從a移到b，電場力做

6、負(fù)功，電荷的電勢能增加，B對，C、D錯(cuò)答案AB答案答案BC 3(單選)在靜電場中，下列說法正確的是()A電場強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢一定也處處為零B電場強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢一定也處處相同C電場強(qiáng)度的方向總是跟等勢面垂直D電勢降低的方向就是電場強(qiáng)度的方向解析電場強(qiáng)度大小和電勢高低沒有直接關(guān)系，不能根據(jù)電場強(qiáng)度大小判斷電勢高低，也不能根據(jù)電勢的高低判斷電場強(qiáng)度的大小，故A、B錯(cuò)；電場強(qiáng)度的方向一定跟等勢面垂直，C對；沿電場強(qiáng)度的方向電勢降低，但電勢降低的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向，D錯(cuò)答案C 4(單選)將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個(gè)懸掛在

7、細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖622所示，下列說法正確的是() 圖622AA往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向BA的位置不變，B往右偏離豎直方向CA往左偏離豎直方向，B的位置不變DA和B的位置都不變解析帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內(nèi)，通過靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電因此，金屬空心球C和帶電小球B帶異種電荷，所以B受C球的吸引往右偏離豎直方向而由于空心球C能屏蔽小球B所產(chǎn)生的外部電場，使小球A不受外電場的作用，所以A的位置不變，B對答案B圖圖623 答案答案B 熱點(diǎn)一根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、電場線熱點(diǎn)一根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、電場線(等勢面等勢面)進(jìn)行相進(jìn)行相關(guān)問題的判定關(guān)問題的

8、判定 2電勢能增、減的判斷方法(1)做功判斷法電場力做正功，電勢能減小；電場力做負(fù)功，電勢能增加(2)公式法由Epqp，將q、p的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大電勢能越大，Ep的負(fù)值越小，電勢能越大(3)能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢能減小，反之，電勢能增加(4)電荷電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大 【典例1】(2013寧夏銀川第四次考試)如圖624所示，虛線a、b、c代表電場中三個(gè)等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相同，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，

9、由此可知()A三個(gè)等勢面中，c等勢面電勢最高B帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)電勢能較大C帶電質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大D帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)加速度較大圖圖624 審題指導(dǎo)解析等差等勢面越密集，該區(qū)域場強(qiáng)越大，故EPEQ，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)加速度較大，D正確；假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由P運(yùn)動(dòng)到Q，根據(jù)：運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向?yàn)樗俣确较?；電場線與等勢面垂直；正電荷所受的電場力與電場強(qiáng)度同向； 做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，從而確定質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P時(shí)的速度和電場力方向，如圖所示根據(jù)正電荷所受電場力的方向可知，電場線由等勢面a指向等勢面c，故abc，A錯(cuò)誤；電場力與瞬時(shí)速度成銳角，故由P運(yùn)動(dòng)到Q電場力對質(zhì)點(diǎn)做正功，質(zhì)點(diǎn)的電

10、勢能減小，動(dòng)能增加，B、C正確假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由Q運(yùn)動(dòng)到P，能得到同樣的結(jié)論答案BCD反思總結(jié)這類問題一般綜合性較強(qiáng)，運(yùn)用“牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能”的知識(shí)分析(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向，指向軌跡的凹側(cè))從二者的夾角情況來分析電荷做曲線運(yùn)動(dòng)的情況(2)“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向或等勢面電勢的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題目中相互制約的三個(gè)方面 .若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況有時(shí)各種情景的討論結(jié)果是歸一的 【跟蹤短訓(xùn)】 1(2013重慶卷，3)如

11、圖625所示，高速運(yùn)動(dòng)的粒子被位于O點(diǎn)的重原子核散射，實(shí)線表示粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點(diǎn)，N點(diǎn)離核最近，Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，則() 圖625A粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的大B三點(diǎn)中，粒子在N點(diǎn)的電勢能最大C在重核產(chǎn)生的電場中，M點(diǎn)的電勢比Q點(diǎn)的低D粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場力對它做的總功為負(fù)功解析利用動(dòng)能定理可判斷粒子的速率大小由電勢的高低可判斷電勢能的大小重原子核帶正電，離核越近，電勢越高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同一正電荷在電勢越高的地方，其電勢能越大，選項(xiàng)B正確；帶正電的粒子在從M點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中，電場力做的總功為正功，據(jù)動(dòng)能定理知，其速率增大，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤答案B 2如圖626所示，在

12、兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn)，且DEEF.K、M、L分別為過D、E、F三點(diǎn)的等勢面一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子，從a點(diǎn)射入電場，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，則()A|Wab|Wbc|B|Wab|Ubc|，而WqU，所以|Wab|Wbc|，則A、B均錯(cuò)誤；從帶負(fù)電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知該粒子從a點(diǎn)到c點(diǎn)受到大體向左的作用力，故左側(cè)為正電荷，從左向右電勢降低，則D錯(cuò)誤；粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增加，動(dòng)能減少，則C正確答案C 3真空中某處，在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有著等量異種點(diǎn)電

13、荷Q和Q，兩點(diǎn)電荷形成的電場中分布著C、D、E三點(diǎn)(如圖627所示)，其中OCOD，BEBD，則下列判斷正確的是()圖圖627 A比較電場強(qiáng)度的大小有ECDC將同一正點(diǎn)電荷從O點(diǎn)移到D點(diǎn)電場力所做的功大于從O點(diǎn)移到E點(diǎn)電場力所做的功D將同一正點(diǎn)電荷從O點(diǎn)移到D點(diǎn)電場力所做的功小于從O點(diǎn)移到E點(diǎn)電場力所做的功解析A、B兩點(diǎn)為等量異種點(diǎn)電荷，其電場線、等勢面如圖所示由圖可知，C點(diǎn)電場線較D點(diǎn)更稀疏，所以有ECD，故選B.由等勢面分布知，O、D兩點(diǎn)間電勢差UOD小于O、E兩點(diǎn)間電勢差UOE、將同一正點(diǎn)電荷從O點(diǎn)移動(dòng)至D點(diǎn)電場力做功為WODqUOD，從O點(diǎn)移動(dòng)至E點(diǎn)電場力做功為WOEqUOE，比較可知

14、WOD0；距負(fù)電荷越近電勢越低，且0，故選A.答案A 4(2012福建卷，15)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()AA點(diǎn)電勢大于B點(diǎn)電勢BA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點(diǎn)的電勢能小于q2在B點(diǎn)的電勢能答案答案C 5(2012重慶卷，20)空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的4個(gè)點(diǎn)，則()AP、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種Ba點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同Cc點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢D負(fù)電荷從a到c，電勢能減少解析由題中所給的等勢面分布圖是對稱的及電場線與等勢面垂直可得，P、Q兩點(diǎn)應(yīng)為等量的異種電荷，A錯(cuò)；a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，但方向不同，故B錯(cuò)；因P處為正電荷，因此c點(diǎn)的電勢高于d點(diǎn)的電勢，C錯(cuò)；因P處為正電荷，故Q處為負(fù)電荷，負(fù)電荷從靠Q較近的a點(diǎn)移到靠P較近的c點(diǎn)時(shí)，電場力做正功，電勢能減小，D對答案D