《2018年版高考物理大一轮复习第七章静电场基次2电场的能的性质课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年版高考物理大一轮复习第七章静电场基次2电场的能的性质课件（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课2 电场的能的性质 知识点一 电势能 电势 1 电势能 1 电场电场 力做功的特点 电场电场 力做功与 无关 只与 有关 2 电势电势 能 定义义 电电荷在 中具有的势势能 数值值上等于将电电荷从 该该点移到 位置时电场时电场 力所做的功 电场电场 力做功与电势电势 能变变化的关系 电场电场 力做的功等于 即WAB EpA EpB Ep 路径初 末位置 电场电场 零势势能 电势电势 能的减少量 2 电势 1 定义义 试试探电电荷在电场电场 中某点具有的 与它的 的比值值 2 定义义式 3 矢标标性 电势电势 是 有正 负负之分 其正 负负 表示 该该点电势电势 比 高 低 4 相对对性
2、电势电势 具有 同一点的电势电势 因选选取 的不同而不同 电势电势 能Ep 电电荷量q 标标量 零电势电势 相对对性 零电势电势 点 3 等势面 1 定义义 电场电场 中 的各点组组成的面 2 四个特点 等势势面一定与 垂直 在 上移动电动电 荷时电场时电场 力不做功 电场线电场线 方向总总是从 的等势势面指向 的等势势 面 等差等势势面越密的地方电场电场 强度 反之 电势电势 相等 电场线电场线 同一等势势面 电势电势 高电势电势 低 越大越小 知识点二 电势差 1 定义 电荷在电场中 由一点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
3、UBA 电场电场 力做功电电荷量 A B 电场线电场线 思考判断 1 电场力做功与重力做功相似 均与路径无关 2 电场中电场强度为零的地方电势一定为零 3 电场强度处处相同的区域内 电势一定也处处相同 4 A B两点的电势差是恒定的 所以UAB UBA 5 电场中 场强方向是指电势降落最快的方向 6 电势有正负之分 因此电势是矢量 7 电势的大小由电场的性质决定 与零电势点的选取无关 8 电势差UAB由电场本身的性质决定 与零电势点的选取无关 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 电势能 电势 等势面 1 电场线与等势面的关系 电场线电场线 与等势势面垂直 并从电势电势 较较高的等势势面指向电
4、势较电势较 低的等势势面 2 电场强度大小与电势无直接关系 零电势电势 可人为选为选 取 电场电场 强度的大小由电场电场 本身决定 故电场电场 强度大的地方 电势电势 不 一定高 3 电势能与电势的关系 正电电荷在电势电势 高的地方电势电势 能大 负负 电电荷在电势电势 低的地方电势电势 能大 1 电场强度和电势的理解 2014 全国卷 19 多选 关于静 电场电场 的电场电场 强度和电势电势 下列说说法正确的是 A 电场电场 强度的方向处处处处 与等电势电势 面垂直 B 电场电场 强度为为零的地方 电势电势 也为为零 C 随着电场电场 强度的大小逐渐渐减小 电势电势 也逐渐渐降低 D 任一点
5、的电场电场 强度总总是指向该该点电势电势 降落最快的方向 解析 电场中场强为零的位置是绝对的 而电势为零的位置是 人为选取的 再者场强的大小表征着电势随空间的变化率 而 与电势的高低无关 故B错误 由沿电场线方向电势降低 可知 电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关 故C错误 答案 AD 2 等势面的理解 2016 全国卷 15 关于静电场电场 的等势势面 下列说说法正确的是 A 两个电势电势 不同的等势势面可能相交 B 电场线电场线 与等势势面处处处处 相互垂直 C 同一等势势面上各点电场电场 强度一定相等 D 将一负负的试试探电电荷从电势较电势较 高的等势势面移至电势较电势较 低 的
6、等势势面 电场电场 力做正功 解析 若两个不同的等势面相交 则在交点处存在两个不同电 势数值 与事实不符 A错 电场线一定与等势面垂直 B对 同一等势面上的电势相同 但电场强度不一定相同 C错 将一 负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面 电场力做 负功 故D错 答案 B 3 电场强度 电势和电势能的判断 2015 海南单科 7 多选 如图图1所示 两电电荷量分别为别为 Q Q 0 和 Q的点电电荷对对称 地放置在x轴轴上原点O的两侧侧 a点位于x轴轴上O点与点电电荷Q 之间间 b点位于y轴轴O点上方 取无穷远处穷远处 的电势为电势为 零 下列 说说法正确的是 图图1 A b点电势为电势
7、为 零 电场电场 强度也为为零 B 正的试试探电电荷在a点的电势电势 能大于零 所受电场电场 力方向向 右 C 将正的试试探电电荷从O点移到a点 必须须克服电场电场 力做功 D 将同一正的试试探电电荷先后从O b两点移到a点 后者电势电势 能的变变化较较大 解析 因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为平 行于x轴指向负电荷 所以电场方向与中垂线方向垂直 故中垂 线为等势线 因为中垂线延伸到无穷远处 所以中垂线的电势 为零 故b点的电势为零 但是电场强度不为零 A错误 等量 异种电荷连线上 电场方向由正电荷指向负电荷 方向平行于x 轴向右 在中点O处电势为零 O点左侧电势为正 右侧电势为
8、 负 又知道正电荷在正电势处电势能为正 故B正确 O点的电 势低于a点的电势 电场力做负功 所以必须克服电场力做功 C正确 O点和b点的电势相等 所以先后从O b点移到a点 电 场力做功相等 电势能变化相同 D错误 答案 BC 1 电势高低常用的两种判断方法 1 依据电场线的方向 沿电场线方向电势逐渐降低 2 依据UAB A B UAB 0 A B UAB 0 Amg 则电场方向竖直向下 所以Q点的电势比P点的高 A选项正确 当油滴从P点运动到Q点时 电场力做正功 电势能减小 C 选项错误 当油滴从P点运动到Q点的过程中 合外力做正功 动能增加 所以Q点动能大于P点的动能 B选项正确 答案 A
9、B 带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧 1 判断速度方向 带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该 点处的速度方向 2 判断电场力 或场强 的方向 仅受电场力作用时 带电粒子 所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧 再根据粒子的正负判断 场强的方向 3 判断电场力做功的正负及电势能的增减 若电场力与速度 方向成锐角 则电场力做正功 电势能减少 若电场力与速度 方向成钝角 则电场力做负功 电势能增加 方法技巧 电势差与电场强度的关系 结论2 匀强电场电场 中若两线线段AB CD 且AB CD 则则UAB UCD 或 A B C D 如图图乙所示 甲 乙 图图5 答案 A 2 等分线段法找等势点 多选 如图图
10、所示 A B C是匀强电电 场场中平行于电场线电场线 的某一平面上的三个点 各点的电势电势 分 别为别为 A 5 V B 2 V C 3 V H F三等分AB G为为 AC的中点 在下列各示意图图中 能正确表示该电场该电场 强度方 向的是 解析 匀强电场中将任一线段等分 则电势差等分 把AB等分 为三段 AB间电压为3 V 则每等分电压为1 V H点电势为4 V F点电势为3 V 将FC相连 则FC为等势线 电场线垂直于 FC 从高电势指向低电势 C正确 把AC相连 分为两份 AC 电压为2 V 则G点电势为4 V GH为等势线 电场线垂直于GH 从高电势指向低电势 B正确 答案 BC 3 U
11、 Ed在非匀强电场中的应用 如图图6所示 在某电场电场 中画 出了三条电场线电场线 C点是A B连线连线 的中点 已知A点的电势电势 为为 A 30 V B点的电势为电势为 B 20 V 则则下列说说法正确的 是 图图6 A C点的电势电势 C 5 V B C点的电势电势 C 5 V C C点的电势电势 C 5 V D 负电负电 荷在A点的电势电势 能大于在B点的电势电势 能 解析 从电场线的分布情况可以看出 A C C B 所以有 C 5 V C正确 A B错误 因为负电荷在电势高的地方电势 能较小 所以D错误 答案 C 1 匀强电场中求解电势 场强 的两点技巧 1 在匀强电场中 电势沿直线
12、均匀变化 即直线上距离相 等的线段两端的电势差值相等 2 等分线段找等势点法 将电势最高点和电势最低点连接 后根据需要平分成若干段 必能找到第三点电势的等势点 它们的连线即等势面 或等势线 与其垂直的线即为电场 线 方法技巧 电场中的功能关系 1 求电场力做功的几种方法 1 由公式W Flcos 计计算 此公式只适用于匀强电场电场 可变变 形为为W Eqlcos 2 由WAB qUAB计计算 此公式适用于任何电场电场 3 由电势电势 能的变变化计计算 WAB EpA EpB 4 由动动能定理计计算 W电场 电场 力 W其他力 Ek 2 电场中的功能关系 1 若只有电场电场 力做功 电势电势 能
13、与动动能之和保持不变变 2 若只有电场电场 力和重力做功 电势电势 能 重力势势能 动动能之 和保持不变变 3 除重力 弹弹簧弹弹力之外 其他各力对对物体做的功等于物体 机械能的变变化 4 所有外力对对物体所做的功等于物体动动能的变变化 典例 2015 四川理综 6 多选 如图图7所示 半圆圆槽光滑 绝缘绝缘 固定 圆圆心是O 最低点是P 直径MN水平 a b 是两个完全相同的带带正电电小球 视为视为 点电电荷 b固定在M点 a从N点静止释释放 沿半圆圆槽运动经过动经过 P点到达某点Q 图图中未 画出 时时速度为为零 则则小球a 图图7 A 从N到Q的过过程中 重力与库仑库仑 力的合力先增大后
14、减小 B 从N到P的过过程中 速率先增大后减小 C 从N到Q的过过程中 电势电势 能一直增加 D 从P到Q的过过程中 动动能减少量小于电势电势 能增加量 解析 a从N点静止释放 过P点后到Q点速度为零 整个运动过 程只有重力和库仑力做功 库仑力方向与a速度方向夹角一直大 于90 所以库仑力整个过程做负功 小球a从N到Q的过程中 库仑力增大 库仑力与重力的夹角从90 一直减小 所以它们的 合力一直增大 故A错误 带电小球a受力如图所示 在靠近 N点的位置 合力与速度夹角小于90 在P点合力与速度夹角大 于90 所以小球a从N到P的过程中 速率应先增大后减小 故 B正确 从N到Q的过程中 库仑力一
15、直做负功 所以电势能一 直增加 故C正确 根据能量守恒可知 P到Q的过程中 动能 的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和 故D错误 答案 BC 拓展延伸 1 在 典例 中小球a从N到Q的过过程中机械能守恒吗吗 2 在 典例 中 若把b球固定在圆圆心O点 其他条件不变变 小球a从N点静止释释放 小球a到达何处时处时 的速度为为零 在此 过过程中机械能守恒吗吗 为为什么 答案 1 机械能不守恒 2 小球a到达M点时速度为零 在此过程中机械能守恒 因为库仑力 轨道的支持力都 不做功 1 功能关系的应用 2016 海南单科 10 多选 如图图8 一带带 正电电的点电电荷固定于O点 两虚线圆线圆 均以
16、O为圆为圆 心 两实线实线 分别为带电别为带电 粒子M和N先后在电场电场 中运动动的轨轨迹 a b c d e为轨为轨 迹和虚线圆线圆 的交点 不计计重力 下列说说法正确的 是 图图8 A M带负电带负电 荷 N带带正电电荷 B M在b点的动动能小于它在a点的动动能 C N在d点的电势电势 能等于它在e点的电势电势 能 D N在从c点运动动到d点的过过程中克服电场电场 力做功 解析 如图所示 M粒子的轨迹向左弯曲 则带电粒子所受的 电场力方向向左 可知M带电粒子受到了引力作用 故M带负 电荷 而N粒子的轨迹向下弯曲 则带电粒子所受的电场力方向 向下 说明N粒子受到斥力作用 故N粒子带正电荷 故选项A 正确 由于虚线是等势面 故M粒子从a到b电场力对其做负功 故动能减小 故选项B正确 对于N粒子 由于d和e在同一等 势面上 故从d到e电场力不做功 故电势能不变 故选项C正确 由于N粒子带正电 故从c点运动到d点的过程中 电场力做正 功 故选项D错误 答案 ABC 图图9 1 小滑块块与水平面间间的动动摩擦因数 2 O b两点间间的电势电势 差UOb 3 小滑块块运动动的总总路程s 解决电
