《2019高考物理大一轮复习浙江专课件：第六章 静电场 第2课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理大一轮复习浙江专课件：第六章 静电场 第2课时（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时电场的能的性质,一、电势能和电势 1.电势能,(1)电场力做功的特点： 电场力做功与_无关，只与_有关。 (2)电势能 定义：电荷在_中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到_位置时电场力所做的功。 电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于_ ，即WABEpAEpBEp。,路径,初、末位置,电场,零势能,电势能的减少量,2.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)表示该点电势比_高(低)。 (4)相对性：电势具有_，同一点的电势因选取_的不同而不同。,电势能Ep,电荷量q,标量,零电势,相
2、对性,零电势点,3.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,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_，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_。,电场力做功,电荷量,AB,无关,无关,电场线,四、静
3、电现象 1.静电感应和静电平衡,把金属导体放在电场E中，由于内部自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷，这种现象叫_，当自由电子的定向移动停止时，导体处于_。,2.静电平衡状态下导体的电场强度和电势,导体内部的场强处处为_，整个导体是_，导体的表面是_，导体表面电场线和带电体表面_。,静电感应,静电平衡状态,零,等势体,等势面,垂直,3.静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。 4.尖端放电现象和避雷针 电性与尖端相反的粒子被吸引而奔向尖端，与尖端的电荷_，相当于尖端_电荷，这就是尖端放电。避雷针就是利用尖端放电的设备。 5.处于静电平衡的导体腔内场强处处为零。 6.处
4、于静电平衡状态的导体，内部区域不再受外部电场的影响，这种现象叫_ 。,中和,失去,静电屏蔽,【思考判断】 1.电势差是个标量，但是有正值和负值之分( ) 2.A、B两点的电势差是恒定的，所以UABUBA( ) 3.A、B两点的电势差等于将正电荷从A点移动到B点时静电力所做的功( ) 4.电场力做功与重力做功相似，均与路径无关( ) 5.电场中电场强度为零的地方电势一定为零( ) 6.沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低( ) 7.电势是矢量，既有大小也有方向( ) 8.电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向( ),考点一电势能、电势(b/c),要点突破 一、静电力做功与电势能变化的关系
5、 1.静电力做功的特点：静电力做功与电荷的初、末位置有关，与电荷运动的路径无关。 2.静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功，等于电势能的减少量，即WABEpAEpB。电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。,二、电势高低及电势能大小判断方法 1.电势能大小的判断方法,(1)做功判断法：无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小；只要静电力做负功，电荷的电势能一定增大。 (2)电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小
6、。 (3)电势判断法：由公式Epq知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小。,2.电势高低的判断方法,(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低。 (3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。,典例剖析 【例1】 (2017温州模拟)如图所示，三条平行等距的直虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，对于这条轨迹上的a、b、c三点来说，下列选
7、项说法正确的是(),A.粒子必先过a，再到b，然后到c B.粒子在三点所受的合力关系为FaFbFc C.粒子在三点的动能大小关系为EkbEkaEkc D.粒子在三点的电势能大小关系为EpbEpaEpc,解析因等势面为等间距的平面，所以该电场为匀强电场，场强方向与等势面垂直，故FaFbFc，选项B错误；由做曲线运动的条件可知，电场力方向向下，又因粒子带负电，所以电场方向向上，a、b、c三点的电势关系为cab，粒子在三点的电势能关系为EpbEpaEpc，又因在只有电场力做功的条件下电势能和动能之和守恒，所以EkbEkaEkc，选项C错误，D正确；关于粒子的运动轨迹，可能沿abc方向，也可能沿cba
8、方向，所以选项A错误。 答案D,【例2】 如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点。下列说法正确的是(),A.M点电势一定低于N点电势 B.M点场强一定大于N点场强 C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D.将电子从M点移动到N点，电场力做正功,解析沿电场线方向电势逐渐降低，M点电势一定高于N点电势，A错误；电场线越密的区域场强越大，由图可知N点场强大于M点场强，B错误；由Epq可知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，C正确；电子从M点移到N点的过程中，受到的电场力与移动方向相反，电场力做负功，D错误。 答案C,【例3】 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等
9、势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知(),A.三个等势面中，c的电势最低 B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小 D.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b,解析根据题意画出电场线、质点在P处的受力方向如图所示，可知电场线应垂直等势面由c经b至a，所以a的电势最低，选项A错误；质点带负电，且PEpQ，故选项B错误；由于质点运动过程中只有电场力做功，所以质点的电势能与动能之和保持不变，选项C错误；根据电场线与等势面
10、垂直可知，选项D正确。,答案D,【巧学妙记】 电场线、等势面、运动轨迹的综合问题分析要点 (1)带电粒子轨迹的切线方向为该点处的速度方向。 (2)带电粒子所受合力应指向轨迹曲线的凹侧，再根据电场力与场强方向的关系(同向或反向)，或电场力做正功还是负功等，进一步确定其他量。,针对训练 1.如图所示，真空中有两个等量异种点电荷，A、B分别为两电荷连线和连线中垂线上的点，A、B两点电场强度大小分别是EA、EB，电势分别是A、B，下列判断中，正确的是(),A.EAEB，AB B.EAEB，AB D.EAEB，AB,解析常见电场的电场线中，等量异种电荷的电场线特点如图所示，可见A点的电场线比B点的密，故
11、A点的电场强度大；另外，电场线的方向从左到右，故A点的电势高于B点的电势。因此，A选项正确，B、C、D选项错误。故选A。,答案A,2.在如图所示的匀强电场中，1、2、3三条虚线表示三个等势面，a、b分别是等势面1、3上的点。下列说法中正确的是(),A.三个等势面的电势相等 B.等势面2的电势高于等势面1的电势 C.若将一正电荷由a移到b，电场力做正功 D.若将一正电荷由a移到b，电场力做负功,解析电场线由高电势指向低电势，所以A、B错误；正电荷受力方向与电场线方向相同，所以电场力做正功，故D错误，C正确。 答案C,3.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的电荷运动轨迹，a、b为运动
12、轨迹上的两点，可以判定(),A.电荷在a点的速度大于在b点的速度 B.电荷为负电荷 C.电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D.a点的电势低于b点的电势,解析沿着电场线方向电势越来越低，可得a点电势高于b点电势，D错误；该电荷在电场中做曲线运动，电场力应指向轨迹的凹侧，即受力方向与电场强度的方向一致，电荷必带正电，B错误；电荷若从a运动到b，由于a点电势高于b点电势，a、b间电势差为正值，电荷带正电，由WabqUab可得电场力做正功，所以电荷在b点动能大于在a点动能，电荷在b点速度大于在a点速度；电荷若从b运动到a，由WbaqUba可得电场力做负功，所以电荷在b点动能大于在a点动能，电荷在b
13、点速度大于在a点速度，A错误；由于a点电势高于b点电势，正电荷在电势高处电势能大，所以电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，C正确。 答案C,考点二电势差(b/c),要点突破 1.电场力做功特点：电场力做功与运动路径无关，只与始末位置有关。 2.电场力做功的计算方法 (1)WEqd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场线方向的距离。 (2)WABqUAB，适用于任何电场。 (3)由动能定理来计算：W电场力W其他力Ek。 (4)由电势能的变化来计算：WABEpAEpB。,典例剖析 【例1】 如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等。一正电荷在3上时，具有动能20 J，它运动
14、到等势线1上时，速度为0。令20，那么该电荷的电势能为4 J时，其动能大小为(),A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J,解析电荷在电场中运动，总能量守恒，动能和电势能相互转化。由题意知电荷运动至等势线2时，其动能与电势能之和为10 J，所以当它的电势能为4 J时，其动能大小为6 J。 答案C,【例2】 如图所示，在O点处固定一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球下落的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC30，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点
15、时的速度为v，试求：,(1)小球通过C点时的速度大小； (2)小球由A到C的过程中电场力做的功。,针对训练 1.如图所示，电荷只受电场力作用沿虚线从A运动到B，则该电荷的电性及运动过程中电场力对其所做的功分别是(),A.负电，负功 B.负电，正功 C.正电，负功 D.正电，正功,解析根据运动轨迹的特点可知，电荷受到与E反向的电场力，故带负电，从A到B过程中电场力与速度的夹角小于90，做正功，所以B正确。 答案B,2.如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，静电力所做的负功相等。则(),A.直线a位于某一等势面内，MQ B.直线c位于某一等势面内，MN C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功,解析由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中静电力所做的负功相等可知，N、P两点在同一等势面上，且电场线方向为MN，故选项B正确，选项A错误；M点与Q点在同一等势面上，电子由M点运动到Q点，静电力不做功，故选项C错误；电子由P点运动到Q点，静电力做正
