《浙江省义乌三中高三物理《6.3电场能的性质》复习课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省义乌三中高三物理《6.3电场能的性质》复习课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 课时 电场能的性质 课前考点自清 一、电势能 1 电场力做功的特点：电场力做的功只与电荷的 有关，与电荷运动的 无关 2 电势能的定义：电荷在电场中具有的能 3 电场力做功与电势能变化的关系： ( 1) 电势能变化的数 值 电场力做的功， ( 2 ) 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 初、末 位置 路径 等于 减少 增加 二、电势 1 定义：电荷在电场中某点的 和它的 的 比值 2 表达式： . 3 意义：电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷 由该点移至 点时电场力所做的功 4 电势具有相对性：电势的高低与 的选取有 关，实际中一般选取 或 为零电势点 5 等势面：在电场
2、中电势 的各点构成的面 电势能 电荷量 零电势能 零电势 大地 无穷远处 相等 思考 ： 根据 E p 明正负电荷的电势能大小与电势高低的关系 答案 对正电荷，电势越高，电势能越大；对负电荷，电势越高，电势能越小 三、电势差 1 定义：电场中两点间 的差值，即 U . 2 电场力做的功与电势差的关系： W 或 U . 3 匀强电场中电势差与电场强度的关系 U . A B 势 思考 ： 如何根据电荷与电势差确定电场力做功的正负？ 答案 对正电荷：由高电势向低电势移动时，电场力做正功 ,即 q 为正， 低电势向高电势移动时，电场力做负功，即 q 为正， 对负电荷：由高电势向低电势移动时，电场力做负
3、功，即 q 为负， 低电势向高电势移动时，电场力做正功，即 q 为负， 见公式 算时可代入正负号运算 核心考点突破 考点一 电场强度、电势、电势差、电势能的联系与区别 电场强度 电势 电势差 电势能 意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 描述电场做功的本领 描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领 定义 E 矢标性 矢量：方向为正电荷的受力方向 标量：正负只表示高低 标量：正负只反映两点电势的高低 标量：正负只表示大小 决定 因素 电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关 电势由电场本身决定，与试探电荷无关其大小与参考点的选取有关，具有相对性 电势差由电场本身的两点间电势差值决定，与试探电
4、荷无关，与参考点的选取无关 电势能由电荷量和该点电势共同决定，与参考点的选取有关 相互 关系 场强为零的地方电势不一定为零 电势为零的地方场强不一定为零 场强为零的区域两点间的电势差一定为零，电势差为零区域场强不一定为零 场强为零，电势能不一定为零；电势为零，电势能一定为零 联系 匀强电场中 U d 为 A 、 B 间沿场强方向上的距离 ) ； 电势沿场强方向降低最快； 关系式： U A B ； W E p A E p B q ( A B ) B 等 . 【高考佐证 1 】 ( 2010 山东理综 ) 某电场的电场线分布如图 1 所示，下列说法正确的是 ( ) 图 1 A c 点场强大于 b
5、点场强 B a 点电势高于 b 点电势 C 若将一试探电荷 q 由 a 点释放，它将沿电场线运动到 b 点 D 若在 d 点再固定一点电荷 Q ，将一试探电荷 q 由a 移至 b 的过程中，电势能减小 解析 c 点所在处的电场线比 b 点稀疏，所以 选项 a 到 b 的电场线是曲线，试探电荷所受的电场力沿电场线的切线方向，因此试探电荷不可能沿电场线由 a 运动到 b ，故选项 C 错误；将试探电荷由 a 移至 b 的过程中，电场力做正功，电势能减小，故选项 D 正确 答案 点二 等势面的特点 【问题展示】 下面是静电场中的四种电场的等势面：匀强电场、点电荷、等量异种点电荷、等量同种点电荷的电场
6、及等势面的分布，如图 2 所示，请分析各图形中等势面的特征 图 2 【归纳提炼】 总结等势面的特点 ( 1) 等势面一定和电场线垂直 ( 2) 等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功 ( 3) 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面 ( 4) 电场线越密的地方，等差等势面越密 【高考佐证 2 】 如图 3 所示， 圆的两 条互相垂直的直径，圆心为 O ，半径为 r ，将 带等电荷量的正、负点电荷放在圆周上，它 们的位置关于 称， q 与 O 点的连线和 角为 30 ，下列说法正确的是 ( ) A A 、 C 两点的电势关系是 A B 、 D 两点的电势关系是 B A 、 O
7、 点的场强大小方向相同 D B 、 D 点的场强大小方向相同 图 3 A 题型互动探究 题型一 对电场力做功的理解 例 1 ( 2009 浙江理综 ) 空间存在匀强电场，有一电荷量 q ( q 0) 、 质量 m 的粒子从 O 点以速率 动到 A 点时速率为 2 现有另一电荷量 q 、质量 m 的粒子以速率2 点射入该电场，运动到 B 点时速率为 3 若忽略重力的影响，则 ( ) A 在 O 、 A 、 B 三点中， B 点电势最高 B 在 O 、 A 、 B 三点中， A 点电势最高 C 的电势差比 的电势差大 D 的电势差比 的电势差小 解析 正电荷由 O 到 A ，动能变大，电场力做正功
8、，电势能减小，电势也减小， O 点电势较高；负电荷从 O 到 B 速度增大，电场力也做正功，电势能减小，电势升高， B 点电势比 O 点高所以 B 点最高， A 对； 2m ( 2 12m v 02q3 m q12m ( 3 12m ( 2 q5 m 2 q，故 D 对 答案 学即练 1 如图 4 所示， A 、 B 、 O 、 C 为在同一竖 直平面内的四点，其中 A 、 B 、 O 沿同一竖直线， B 、 C 同在以 O 为圆心的圆周 ( 用虚线表示 ) 上，沿 向固定有一光滑绝缘细杆 L ，在 O 点固定放 置一带负电的小球现有两个质量和电荷量都相 同的带正电小球 a 、 b 均可视为点
9、电荷，先将 a 放 在细杆上，让其从 A 点由静止开始沿杆下滑，后使 b 从 A 点由静止开始沿竖直方向下落，则下列说法中正确的是 ( ) A 从 A 点到 C 点，小球 a 做匀加速运动 B 小球 a 在 C 点的动能等于小球 b 在 B 点的动能 C 从 A 点到 C 点，小球 a 的机械能先增加后减少，但机械能 与电势能之和不变 D 小球 a 从 A 点到 C 点电场力做的功大于小球 b 从 A 点到 B 点 电场力做的功 图 4 解析 对球 a 受力分析：受重力、库仑引力 F 和杆的弹力 的分力在变化，则球受到的 F 合 也在变 , 故做变加速运动， A 项错由 A C ：球 a 受到
10、的重力，库仑力在做功，且库仑力先做正功后做负功 , 故 C 项正确 . 因 小球 a 从 A 到 C 重力做的功大于小球 b 从 A 到 B 重力做的功，所以小球 a 在 C 点的动能大于小球 b 在 B 点的动能，故 B 、 D 项错误 答案 C 题型二 匀强电场中场强与电势差的关系应用问题 例 2 如图 5 所示， O 为匀强电场中的任 意 三角形 重心 , 试证明 A 、 B 、 C 、 O 之间的电势关系为 O A B 图 5 解析 因为 D 为 中点， 所以 C D D DC 又因为 O 为三角形的重心，所以有 2 即 2 A O 2 O 2 OA 2 将 式代入 式得 O13( A
11、 C B) 答案 见解析 即学即练 2 如图 6 所示，虚线方框内有一匀 强电场， A 、 B 、 C 为该电场中的三个点 已知 A 12 V ， B 6 V ， C 6 V 试 在该方框中作出该电场的示意图 ( 即画出几 条电场线 ) ，并要求保留作图时所用的辅助线，若将一个电子从 A 点移到 B 点，求电场力做了多少功 ( 单位： e V ) 图 6 解析 由于电场线与等势面垂直，而且在匀强电场中电势相等的点的连线必在同一等势面上，所以与等势点连线垂直的线必是电场线，电势相等的点可根据匀强电场电势均匀降落的特点，利用等分法来找 因 A 12 V ， C 6 V ，三等分 线，得 D 点电势
12、为 6 V ，连接 即为该电场中的一条等势线，根据电 场线与等势线垂直，可以画出电场中 的电场线，如图中实线所示，由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向将一电子从 A 移到 B ，电场力做功为 W e ( 12 6) V 6 e V . 答案 见解析图 6 型三 带电粒子在电场中的运动轨迹问题的分析方法 例 3 如图 7 所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线 分别 为等势线 1 、 2 、 3 ，已知 带电量相等的 a 、 上的 O 点以相同的初速度飞出仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则 ( ) 图 7 A a 一定带正电， b 一定带负电 B a 加速度减小， b 加速度增大 C 点电势差 | U 等于 点电势差 | U D a 粒子到达等势线 3 的动能变化量比 b 粒子到达等势线 1 的动能变化量小 解析 因为不知道电场 线的方向，无法确定 a 、 b 两粒子的电性，所以 A 错 b 向电场线密集的地方运动，即 b 向电场强度大的地方运动 a 向电场线疏的地方运动，即 a 向场强小的地方运动，所以 b 的加速度变大， a 的加速度减小，答案 B 正确从 M 到 N 和从 N 到 Q 都可以分为 n 段很小的距离 d ，由于 d 很小，所以可以近似认为每段 d 上的场强为恒量，由 U E d 可知， 与 对应的每段 d 的场强 以每段
