2018年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.6 電場(chǎng)能性質(zhì)的描述——電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案 新人教版選修3-1.doc

《2018年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.6 電場(chǎng)能性質(zhì)的描述——電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案 新人教版選修3-1.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.6 電場(chǎng)能性質(zhì)的描述——電勢(shì)能和電勢(shì)學(xué)案 新人教版選修3-1.doc（3頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

電場(chǎng)能性質(zhì)的描述電勢(shì)能和電勢(shì)1、 考點(diǎn)突破：知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型說(shuō)明電場(chǎng)能性質(zhì)的描述電勢(shì)能和電勢(shì)1. 靜電力做功特點(diǎn)及計(jì)算；2. 理解靜電力做功與電勢(shì)能變化之間的關(guān)系；3. 掌握電勢(shì)的概念并能判斷場(chǎng)中不同位置電勢(shì)的高低；4. 掌握等勢(shì)面的特點(diǎn)。選擇題、計(jì)算題本知識(shí)點(diǎn)屬于高頻考點(diǎn)、難點(diǎn)，電勢(shì)能和電勢(shì)是電場(chǎng)能的性質(zhì)的描述的重要物理量，考查方向以場(chǎng)的能量為依托對(duì)電勢(shì)能、電勢(shì)等概念進(jìn)行考查。二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：1. 靜電力做功特點(diǎn)及計(jì)算； 2. 理解靜電力做功與電勢(shì)能變化之間的關(guān)系。難點(diǎn)：電勢(shì)的概念及電勢(shì)高低的判斷。一、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能1. 靜電力做功的特點(diǎn)（1）在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見(jiàn)靜電力做功與重力做功相似。（2）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力做的功WEqd，其中d為沿電場(chǎng)線方向的位移。2. 電勢(shì)能（1）定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力所做的功。（2）靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量，即WAB。（3）電勢(shì)能的相對(duì)性：電勢(shì)能是相對(duì)的，通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。二、電勢(shì)1. 電勢(shì)（1）定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值。（2）定義式：（3）標(biāo)矢性：電勢(shì)是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正（負(fù)）表示該點(diǎn)電勢(shì)比電勢(shì)零點(diǎn)高（低）。（4）相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因零電勢(shì)點(diǎn)選取的不同而不同。（5）電場(chǎng)線法判斷電勢(shì)高低：沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。2. 等勢(shì)面（1）定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。（2）特點(diǎn)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，即場(chǎng)強(qiáng)的方向跟等勢(shì)面垂直；在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功；電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面；等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大；反之越?。蝗我鈨傻葎?shì)面不相交。幾種常見(jiàn)的典型電場(chǎng)的等勢(shì)面比較電場(chǎng)等勢(shì)面（實(shí)線）圖樣重要描述勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直于電場(chǎng)線的一簇平面點(diǎn)電荷的電場(chǎng)以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)兩簇對(duì)稱曲面，連線的中垂線上的電勢(shì)為零等量同種正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等勢(shì)面為兩簇對(duì)稱曲面，連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢(shì)最高例題1 如圖所示，在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷Q、Q，虛線是以Q所在點(diǎn)為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱，則下列判斷正確的是 （）A. b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同B. 四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低C. b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D. 將一試探電荷q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，q的電勢(shì)能減小思路分析：在兩等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，根據(jù)電場(chǎng)分布規(guī)律和電場(chǎng)的對(duì)稱性可以判斷，b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同，均大于c點(diǎn)電勢(shì)，b、d兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同但方向不同，選項(xiàng)A、B正確，C錯(cuò)誤；將q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，Q對(duì)其作用力不做功，Q對(duì)其作用力做正功，所以q的電勢(shì)能減小，選項(xiàng)D正確。答案：ABD例題2 兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中的P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A為MN上的一點(diǎn)，一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則（）A. q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B. q由A向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能逐漸減小C. q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大D. q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零思路分析：q由A向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力的方向始終由A指向O，但力的大小變化，所以電荷q做變加速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，q通過(guò)O點(diǎn)后在電場(chǎng)力的作用下做變減速運(yùn)動(dòng)，所以q到O點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，電勢(shì)能最小，因無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則O點(diǎn)的電勢(shì)0，所以q在O點(diǎn)的電勢(shì)能不為零，故選項(xiàng)B、C均正確，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。答案：BC【方法提煉】帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡類問(wèn)題的解題技巧（1）判斷速度方向：帶電粒子軌跡的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處的速度方向。（2）判斷電場(chǎng)力（或場(chǎng)強(qiáng)）的方向：僅受電場(chǎng)力作用時(shí)，帶電粒子所受電場(chǎng)力方向指向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正負(fù)判斷場(chǎng)強(qiáng)的方向。 （3）判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)及電勢(shì)能的增減：若電場(chǎng)力與速度方向成銳角，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；若電場(chǎng)力與速度方向成鈍角，則電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。滿分訓(xùn)練：如圖所示，A、B兩點(diǎn)是粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)的兩個(gè)點(diǎn)，平行直線表示電場(chǎng)線，但方向未知，整個(gè)過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功，已知粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比B點(diǎn)大，則下列說(shuō)法中正確的是（）A. 無(wú)論粒子是從A到B，還是從B到A，電場(chǎng)力均做負(fù)功B. 電場(chǎng)線方向從右向左C. 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡若為1，則粒子一定帶負(fù)電D. 無(wú)論粒子是帶正電還是負(fù)電，均不可能沿軌跡2運(yùn)動(dòng)思路分析：由于粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比B點(diǎn)大，結(jié)合電場(chǎng)線與軌跡形狀（質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)合力必指向凹側(cè)）進(jìn)行分析，若粒子沿軌跡1運(yùn)動(dòng)，則在任意位置時(shí)粒子所受到的電場(chǎng)力一定水平向左，若粒子從A到B，則電場(chǎng)力做負(fù)功，從B到A，則電場(chǎng)力做正功，由此可知，A錯(cuò)誤；此時(shí)若粒子帶正電，電場(chǎng)方向一定向左，且由A向B運(yùn)動(dòng)，若粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)方向一定向右，且由B向A運(yùn)動(dòng)，均滿足粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比B點(diǎn)大；若粒子沿軌跡2運(yùn)動(dòng)，則在任意位置時(shí)粒子所受到的電場(chǎng)力一定水平向右，同理可判斷此情況下粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能一定比B點(diǎn)的小，不符合題意，即符合題意的粒子一定沿軌跡1運(yùn)動(dòng)，由此可知B、C錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。答案：D