《2016届高三物理《考点归纳总结》人教版一轮复习 第六章 静电场 第2课时[来源：学优高考网873984]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016届高三物理《考点归纳总结》人教版一轮复习 第六章 静电场 第2课时[来源：学优高考网873984]（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 2 课时课时 电场能的性质电场能的性质考纲解读 1.掌握电势、电势能、电势差的概念.2.理解电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系.3.会分析电场中电势的变化，并能利用功能关系分析电荷电势能的变化考点一 辨析电场强度、电势、电势差、电势能1电势高低的判断方法(1)沿电场线方向，电势越来越低(2)判断出 UAB的正负，再由 UABAB，比较 A、B的大小，若 UAB0，则 AB，若 UABEpB，故 D项正确答案 CD变式题组3电场线与运动轨迹如图 4 所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中 M 点以相同速度飞出 a、b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示则( )图 4A
2、a 一定带正电，b 一定带负电Ba 的速度将减小，b 的速度将增大Ca 的加速度将减小，b 的加速度将增大D两个粒子的电势能一个增大，另一个减小答案 C解析 物体做曲线运动，所受力的方向指向运动轨迹的内侧，由于电场线的方向不知，所以粒子带电性质不定，故 A 错误；物体做曲线运动，所受力的方向指向运动轨迹的内侧，从图中运动轨迹的变化来看速度与力的方向的夹角小于 90，所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故 B 错误，D 错误电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以 a 受力减小，加速度减小，b 受力增大，加速度增大，故 C 正确4等势面与运动轨迹图 5 中虚线为一组间
3、距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点则该粒子( )图 5A带负电B在 c 点受力最大C在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能D由 a 点到 b 点的动能变化量大于由 b 点到 c 点的动能变化量答案 CD解析 物体做曲线运动时，合力方向指向轨迹的凹侧，说明粒子带正电，A 错误；由库仑定律Fk知，离圆心越远，粒子所受的力越小，B 错误；粒子从 b 点运动到 c 点过程中，静电力q1q2r2做正功，电势能减小，C 正确；点电荷的等势面与虚线重合，依题意得 UabUbc，又电场力做功WqU
4、，则 WabWbc，由动能定理得粒子由 a 点到 b 点的动能变化量大于由 b 点到 c 点的动能变化量，D 正确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，电势能增加考点三 静电场中图象问题的处理技巧1vt 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
5、电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化2x 图象：(1)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(2)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(3)在 x 图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析 WAB的正负，然后作出判断3Ex 图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)E0 表示场强沿 x 轴正方向；E0表示场强沿 x 轴负方向(3)图线与 x 轴围成的“面积”表示电势差， “面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据
6、电场方向判定例 3 两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线所在水平面的中垂线上有 A、B、C三点，如图 6 甲所示，一个电荷量为 2 C、质量为 1 kg 的小物块从 C 点静止释放，其运动的vt 图象如图乙所示，其中 B 点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是( )图 6AB 点为中垂线上电场强度最大的点，场强 E2 V/mB由 C 点到 A 点的过程中物块的电势能先减小后变大C由 C 点到 A 点的过程中，电势逐渐升高DAB 两点电势差 UAB5 V解析 小物块在 B 点加速度最大，故 B 点场强最大，由 vt 图线知 B 点加速度为 2 m/s2，根据
7、qEma，得 E1 V/m，选项 A 错误；由 C 点到 A 点的过程中小物块动能一直增大，电势能始终在减小，故电势逐渐降低，选项 B、C 错误；根据动能定理有 qUAB mv mv ，解得122 B122 AUAB5 V，选项 D 正确答案 D变式题组5对 Ex 图象的理解空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图象如图 7 所示，下列说法正确的是( )图 7AO 点的电势最低Bx1和 x3两点的电势相等Cx2和x2两点的电势相等Dx2的电势最高答案 C解析 在坐标原点 O 右侧，沿 x 轴正方向，电场强度先变大后变小，电势一直降低，故 O 点电势不是最低；x1和 x
8、3两点的电势不相等，故 A、B 错误；电场关于坐标原点 O 对称分布，则 x2和x2两点的电势相等，C 正确6对 x 图象的理解两电荷量分别为 q1和 q2的点电荷固定在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势 随 x 变化的关系如图 8 所示，其中 C 为 ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是( )图 8Aq1、q2为等量异种电荷BN、C 两点间场强方向沿 x 轴负方向CN、D 两点间的电场强度大小沿 x 轴正方向先减小后增大D将一正点电荷从 N 点移到 D 点，电势能先增大后减小答案 C解析 根据 q1左侧和 q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，A 错N、C 间的
9、电场方向沿 x 轴正方向，C 点场强为 0，B 错根据 ND 间图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，C 正确；正电荷从 N 移到 D，由 Epq 知，电势能先减小后增大，D 错考点四 用功能关系分析带电粒子的运动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，其他各力对物体所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 计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：WqElcos .(2)由 WqU 来计
10、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.(4)由电势能的变化来计算：WABEpAEpB.例 4 如图 9 所示，虚线 PQ、MN 间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子图 9质量为 m2.01011 kg、电荷量为 q1.0105 C，从 a 点由静止开始经电压为 U100 V 的电场加速后，垂直于匀强电场方向进入匀强电场中，从虚线 MN 上的某点 b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成 30角已知 PQ、MN 间距离为 20 cm，带电粒子的重力忽略不计求：(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速度 v1；(2)匀强电场的场强大小；(3)ab 两点间
11、的电势差解析 (1)由动能定理得：qU mv122 1代入数据得 v1104 m/s(2)因带电粒子重力不计，则进入 PQ、MN 间电场中后，做类平抛运动，粒子沿初速度方向做匀速直线运动：dv1t.粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动：vyat.由题意得：tan 30v1vy由牛顿第二定律得 qEma联立以上相关各式并代入数据得：E103 N/C1.73103 N/C3(3)由动能定律得：qUab mv2 m(v v )12122 12 y联立以上相关各式代入数据得：Uab400 V答案 (1)104 m/s (2)1.73103 N/C (3)400 V变式题组7电场中带电粒子的能量问
12、题 两个带等量正电的点电荷，固定在图 10 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( )图 10Aq 由 A 向 O 的运动是匀加速直线运动Bq 由 A 向 O 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 点时电势能为零答案 BC解析 根据等量同种电荷形成的电场的特点、力与运动的关系、功能关系解决问题等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电荷 q 在 A 点由静止释放，在电场力的作用下从 A 向 O 做变加速直线运动，且电场
13、力做正功，电势能减小，A 错误，B 正确；负试探电荷 q 通过 O 点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此 q 运动到 O 点时的速度最大，动能最大，选项 C 正确；因无限远处的电势为零，则 O 点的电势 0，所以 q 在 O 点的电势能不为零，选项 D 错误8电场中功能关系问题如图 11 所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为 m 的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力 F 将小球向图 11下压至某位置静止现撤去 F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为 W1和 W2，小球离开弹簧时速度为 v，不计空气阻力，则上述过
14、程中( )A小球与弹簧组成的系统机械能守恒B小球的重力势能增加W1C小球的机械能增加 W1 mv212D小球的电势能减少 W2答案 BD解析 本题考查势能大小的计算和机械能守恒定律由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故 A 选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，增加量为W1，故 B 选项正确；小球增加的机械能等于重力势能的增加量与小球动能的增加量之和，即W1 mv2，故 C 选项错误；根据电场力做功是电势能12变化的量度，电场力做正功电势能减少，减少量为 W2，故 D 选项正确1.电荷在电场中运动时，电场力做功将引起电势能与其他
15、形式的能相互发生转化，电荷的机械能不再守恒2要搞清几个功能关系：重力做功等于重力势能的变化，电场力做功等于电势能的变化，弹簧弹力做功等于弹性势能的变化，合外力做功等于动能的变化3无论能量如何变化，总是满足能量守恒定律高考模拟 明确考向1(2014北京15)如图 12 所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是( )图 12A1、2 两点的场强相等B1、3 两点的场强相等C1、2 两点的电势相等D2、3 两点的电势相等答案 D解析 本题考查电场线与等势面的特点，根据电场线的疏密程度判断场强大小，电场线越密，场强越强，则 E1E2，E1E3，所以选项 A、B 错；同一等势面上的电势是相等的，选项 D 正确2(2014江苏4)如图 13 所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心 O.下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )图 13AO 点的电场强度为零，电势最低BO 点的电场强度为零，电势最高C从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高D从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低答案 B解析 根据电场的叠加原理和电场线的性质解题，根据电场的对称性和电场的叠加原理知，O点的电场强度为零在 x 轴上，电场强度的方向自 O 点分别指向 x 轴正方向和 x 轴负方向，且沿电场线
