《高中物理第一章静电场1.7电场能性质的描述——电势差学案新人教版选修3_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第一章静电场1.7电场能性质的描述——电势差学案新人教版选修3_1（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电场能性质的描述电势差一、考点突破：知识点考纲要求题型备注电场能性质的描述电势差1. 理解电势差的概念并能计算电势差；2. 掌握电场力做功与电势差的关系。选择题、计算题本知识点属于高考重点，高频考点，命题形式为选择题和计算题，从能量观点入手考查电势差的概念及电场力做功的计算。二、重难点提示： 重点：理解电势差的概念并能计算电势差。难点：电场力做功的计算。一、电势差1. 定义：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值，叫作A、B间的电势差，也叫电压。公式：UAB2. 电势差与电势的关系：UABAB，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有UABUBA。3.
2、 电势差UAB由电场中A、B两点的位置决定，与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取也无关。二、用功能关系分析带电粒子的能量转化1. 功能关系（1）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；（2）若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；（3）除重力外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化；（4）所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化。2. 电场力做功的计算方法（1）由公式WFlcos 来计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：WqElcos ；（2）由公式WqU来计算，此公式适用于任何形式的静电场；（3）由动能定理来计算：W电场力W其他力Ek；
3、（4）由电势能的变化来计算：WABEpAEpB。例题1 如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧，一个质量为m，电荷量为q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线方向进入半圆轨道，不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是（）A. 小球一定能从B点离开轨道B. 小球在AC部分可能做匀速圆周运动C. 若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD. 小球到达C点的速度可能为零思路分析：本题考查学生对复合场问题、功能关系、圆周运动等知识的综合运用分析能力。
4、若电场力大于重力，则小球有可能不从B点离开轨道，A错；若电场力等于重力，小球在AC部分做匀速圆周运动，B正确；因电场力做负功，有机械能损失，上升的高度一定小于H，C正确；由圆周运动知识可知若小球到达C点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，D错。答案：BC例题2 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为Q的点电荷，一质量为m、带电荷量为q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v，已知点电荷产生的电场在A点的电势为（取无穷远处电势为零），P到物块的重心竖直距离为h，P、A连线与水平轨道的夹角为60，试求：（1）物块在A
5、点时受到轨道的支持力大小；（2）点电荷Q产生的电场在B点的电势。思路分析：（1）物块在A点受重力、电场力、支持力，分解电场力，由竖直方向受力平衡得FNmgsin 60又因为hrsin 60由以上两式解得支持力为FNmg；（2）物块从A点运动到P点正下方B点的过程中，由动能定理得qUmv2mv02又因为UBAB，由以上两式解得B （v02v2）。答案：（1）mg（2） （v02v2）【方法提炼】静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1. 主要类型：（1）vt图象；（2）x图象；（3）Et图象。2. 应对策略：（1）vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化（即加速度大小的变化），确定电荷所受电场力
6、的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化；（2）x图象：电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零；在x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向；在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB计算，进而分析WAB的正负，然后做出判断；（3）Et图象：根据题中给出的Et图象，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布。满分训练：一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x向x运动，其速度v随位置x变化的图象如图所示，xx1和xx1处，图
7、线切线的斜率绝对值相等且最大，则在x轴上（）A. xx1和xx1两处，电场强度相同B. xx1和xx1两处，电场强度最大C. x0处电势最低D. 从xx1运动到x过程中，电荷的电势能逐渐减小思路分析：在xx1和xx1处斜率绝对值相等，则在两处的a大小相等，所以F大小相等。但由题图可知F方向相反，所以E的方向相反，A错误。在xx1和xx1处斜率的绝对值最大，则在两处的a最大，FamqE，所以在两处的电场强度也最大，B正确。由图象可知在（，0）上，F方向向左，则E的方向也向左，0应为最高，C错误。由图象可知在（0，）上，F方向向右，则E的方向也向右，电荷由x1运动到时电场力做正功，电势能逐渐减小，故D正确。答案：BD4
