《高三物理人教总复习课件第6章静电场2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理人教总复习课件第6章静电场2（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章静电场,第二单元电场能的性质,知识点一电场力做功与电势能 想一想 如图所示，电荷q在匀强电场中沿不同路径从A运动到B，沿直线AB，沿折线ACB，沿曲线AB，则：,静电力做的功分别是多少？静电力做功与路径是否有关？若B点为零势能点，则q在A点的电势能为多少？,提示：从A到B过程中静电力做功均为WqEd；静电力做功与路径无关；q在A点的电势能为EpAqEd.,填一填 1静电力做功 (1)特点：静电力做功与_无关，只与_有关 (2)计算方法 WqEd，只适用于匀强电场，其中d为沿_的距离 WABqUAB，适用于_,初末位置,路径,电场方向,任何电场,2电势能 (1)定义：电荷在_中具有的势能，
2、数值上等于将电荷从该点移到_位置时静电力所做的功 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于_，即WABEpAEpBEp.,电场,零势能,电势能的减少量,练一练 在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则() Ab点的电场强度一定比a点大 B电场线方向一定从b指向a Cb点的电势一定比a点高 D该电荷的动能一定减小,知识点二电势和等势面 想一想 某静电场的电场线分布如图所示，试比较图中P、Q两点的电场强度的大小及电势的高低,填一填 1电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的_与它的_的比值 (2)定义式：_. (3)矢标性：电势是_，有正负之分，其正(负)表示该点电
3、势_高(低) (4)相对性：电势具有_，同一点的电势因选取_不同而不同,电势能Ep,电荷量q,Ep/q,标量,比零电势,相对性,零电势点的,2等势面 (1)定义：电场中_的各点组成的面 (2)四个特点 等势面一定与_垂直 在_上移动电荷时电场力不做功 电场线方向总是从_的等势面指向_的等势面 等差等势面越密的地方电场强度_，反之_,电势相等,电场线,同一等势面,电势高,电势低,越大,越小,练一练 右图中三条实线a、b、c表示三个等势面一个带电粒子射入电场后只在静电力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出() A三个等势面的电势关系是abc B三个等势面的电势关系是abc C带电粒子
4、在N点的动能较小，电势能较大 D带电粒子在N点的动能较大，电势能较小,【解析】由图中等势面的分布和带电粒子的运动轨迹可以判断：带电粒子所受静电力一定垂直等势面且指向轨迹的内侧，再根据静电力与速度方向的夹角可以得出，带电粒子从M运动到N做减速运动，动能减小，电势能增加，由于带电粒子的电性未知，所以不能判断三个等势面电势的高低，故选C. 【答案】C,知识点三电势差，匀强电场中电势差与电场强度的关系 想一想 如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则如何表示O、P
5、两点的电势差？,填一填 1电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，_与移动的电荷的_的比值 (2)定义式：UAB_. (3)电势差与电势的关系：UAB_，UABUBA. (4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB_，与零电势点的选取_,电场力做的功WAB,电荷量q,WAB/q,AB,无关,无关,2匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：UABEd，其中d为电场中两点间_的距离 (2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是指_最快的方向在匀强电场中，场强在数值上等于沿_方向每单位距离上降低的电势,沿电场方向,电势
6、降低,电场,考向一电势高低及电势能大小的判断 1.电势高低的判断,2.电势能大小的判断,典例1(2013江苏卷)将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则(),Aa点的电场强度比b点的大 Ba点的电势比b点的高 C检验电荷q在a点的电势能比在b点的大 D将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功,【解题引路】,【解析】电场线越密集，表示该处的电场强度越大，故a点的电场强度比b点的大，A项正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，故a点电势比b点的高，B项正确；检验电荷q从a点移到b点，电场力做负功，电势能增加，C项错误
7、，D项正确 【答案】ABD,针对训练 1(2013天津卷)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则() Aq由A向O点的运动是匀加速直线运动 Bq由A向O点运动的过程电势能逐渐减小 Cq运动到O点时的动能最大 Dq运动到O点时的电势能为零,【解析】中垂线MN上各点的电场强度方向沿中垂线背离O点，从O点到无穷远处，电场强度先变大后变小负电荷q从A点释放后，向O点做加速运动，但加速度时刻变化，A项错误；从A到O，电场力一直做正功，电势能逐渐减小，B项正确；
8、到O点时速度最大，动能最大，C项正确；因无穷远处电势为零，因此q在O点时的电势能小于零，D项错误 【答案】BC,考向二匀强电场中电势差与电场强度 的关系，电场线和等势面 1电场线和等势面相互垂直 2几种常见典型电场中的等势面,典例2a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图由此可知c点的电势为() A4 VB8 V C12 V D24 V,【解题引路】 明确电场线始终垂直于等势面(线)是解决此类题目的着眼点 【尝试解题】_,【解析】连接bd，则Ubd20 V，将bd等分为5份
9、，找到四个等分点e，f，g，h由于e20 V，故a，e等势，由图形对称知chae，即h点与c点等势，ch8 V.,【名师点睛】 解决此类题目可依下列步骤 (1)连线(连接电势最低点与最高点)； (2)求电势差(如Ubdbd)； (3)等分(如将bd五等分)； (4)连等势点，找等势线(面),针对训练 2(2014新课标全国)如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M30.M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示，已知MN，PF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则() A点电荷Q一定在MP的连线上 B连接PF的线段一定在
10、同一等势面上 C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 DP大于M,【解析】因为MN，故点电荷Q定在MN连线的垂直平分线上，假设该垂直平分线与MP相交于H，如图所示，由几何关系知，HFHP，故H点就是点电荷Q的位置，A项正确；根据离正电荷越近电势越高可知，PFNM，D项正确；正试探电荷从P点到N点电势降低，电场力做正功，C项错误；根据点电荷的电场线分布和等势面特点可知，B项错误 【答案】AD,考向三静电力做功的计算、电场中的功能关系 1静电力做功的计算方法 (1)WABqUAB(普遍适用)； (2)WqElcos (适用于匀强电场)； (3)WABEpEpAEpB(从能量角度求解)； (4
11、)W电W非电Ek(由动能定理求解),2带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断 (1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向轨迹弯曲的凹侧 (2)静电力与速度方向间夹角小于90，静电力做正功；夹角大于90，静电力做负功,3功能关系 (1)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变； (2)若只有静电力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变； (3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化； (4)合力对物体所做的功，等于物体动能的变化,【温馨提示】解决此类问题时应注意以下两点： (1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析粒子做功情况 (2)应用公式W
12、AB qUAB计算功时：WAB、q、UAB一般都要带正、负号计算,典例3(2014大纲全国)地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场一质量为1.00 104 kg、带电量为1.00107 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)() A1.50104 J和9.95103 J B1.50104 J和9.95103 J C1.50104 J和9.65103 J D1.50104 J和9.65103 J,【解题引路】 (1)小球由静止释放初动能为0. (2)小球运动过程受两种
13、场力：重力和电场力，两种力做功只与初、末位置有关 (3)重力做功改变重力势能，不改变机械能；电场做功改变电势能和机械能 【尝试解题】_,【解析】根据题意可知，小球下落h10.0 m过程中电场力做功为WEqEh1.50104 J，根据电场力做负功电势能增大可知小球的电势能增加1.5104 J，A、C两项错误；由动能定理可得mghWEEk，解得Ek9.65103 J，即小球的动能增加9.65103 J，B项错误，D项正确 【答案】D,【名师点睛】 在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒，有时也会用到功能关系 1应用动能定理解决问题需研究合力的功(或总功) 2应用能量守恒解决问
14、题需注意电势能和其他形式能之间的转化 3应用功能关系解决该类问题需明确静电力做功与电势能改变之间的对应关系,特色专题之“静电场中图像问题的处理方法和技巧” 1主要类型： (1)vt图像；(2)x图像；(3)Et图像 2应对策略： (1)vt图像：根据vt图像的速度变化、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图像：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图像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图像中分析电荷移动时电势能
15、的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断 (3)Et图像：根据题中给出的Et图像，确定E的方向，再在草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,例(2014安徽理综)一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如右图所示下列图像中合理的是(),【解析】由功能关系WEp，及WEqx，知Epx图像的斜率反映电场强度E的大小，随x的增大，斜率在减小，E在减小，A错误由动能定理得WEqxEk0，故Ekx图像的斜率逐渐减小，B错误由牛顿第二定律得Eqma，a也随x的增大而减小，C错误，D正确,迁移训练 1(2014山东理综)如图所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是(),【解析】由于球壳内的场强处处为零，所以试探电荷在壳内做匀速直线运动，动能保持不变球壳外的场强随离开球心
