《2018高考物理总复习 第六章 静电场 第二节 电场能的性质课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考物理总复习 第六章 静电场 第二节 电场能的性质课件 新人教版（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节 电场能的性质,主干回顾,路径,初末位置,匀强,零电势能,零电势,电势相等,WAB/q,AB,Ed,1判断下列说法的正误。 (1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。( ) (2)电势差是一个矢量，有正值和负值之分。 ( ) (3)静电场中A、B两点的电势差是恒定的，所以UABUBA。( ),自我检测,(4)沿电场线方向电势越来越低，电场强度越来越小。( ) (5)电场力与速度方向夹角小于90时，电场力做正功。( ) (6)某等势面上各点的场强方向均与此处等势面垂直。( ),2(2016徐州检测)如图621所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA
2、ABBN。下列说法正确的是 图621,AA、B两点场强相同 BA、B两点电势相等 C将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功 D负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,解析 根据等量异种点电荷电场的特点，A、B两点场强相同，A、B两点电势不相等，选项A正确、B错误；将一正电荷从A点移到B点，电场力做正功，选项C错误；负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，选项D错误。 答案 A,3 (多选)如图622所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是,图
3、622,A三个等势面中，a的电势最高 B对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大 C对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大 D带电粒子由M运动到N时，加速度增大 答案 CD,4如图623所示是某电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离均为2 cm，A和P点间的距离为1.5 cm，则该电场的场强E和P点的电势P分别为 图623,答案 B,考点一 电势高低及电势能大小的比较 1电势高低的判断,2.电势能大小的判断,考向1 由电场判断电势高低 例1 (多选)(2015江苏单科)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图624所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，
4、c、d到正电荷的距离相等，则,图624 Aa点的电场强度比b点的大 Ba点的电势比b点的高 Cc点的电场强度比d点的大 Dc点的电势比d点的低,答案 ACD,考向2 电场力做功和电势能的变化 例2 (多选)(2015四川理综)如图625所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平。a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a,图625,A从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B从N到P的过程中，速率先增大后减小 C从N到Q的过程中，电势能一直增加 D从P到Q的过程
5、中，动能减少量小于电势能增加量,解析 小球a从N到Q的过程中，重力不变，库仑力F逐渐增大，库仑力F与重力的夹角逐渐变小，因此，F与mg的合力逐渐变大，A错误。从N到P的过程中，重力沿速度方向的分力等于F沿速度反方向的分力时，速率最大，B正确；从N到Q，F一直做负功，电势能一直增加，C正确；从P到Q，根据能量守恒知电势能的增加量和重力势能的增加量之和等于动能的减少量，所以电势能的增加量小于动能的减少量，D错误。 答案 BC,考点二 匀强电场中场强和电势差的关系 1匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)UABEd，d为A、B两点沿电场方向的距离。 (2)沿电场强度方向电势降落得最快。 (3)在同
6、一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。,考向1 非匀强电场中定性判问题 例3 (多选)下列关于电势差的说法中正确的是 图626,A在图中，若ABBC，则UABUBC B在图中，若ABBC，则UABUBC C在图中，若ABBC，则UABUBC D在匀强电场中，与电场垂直的方向上任意两点间的电势差为零,解析 由电场线的疏密可知，A、B之间比B、C之间的平均电场强度大，由UEd可知，ABBC时，UABUBC，即A对，B、C错。等势面与电场线始终相互垂直，故D对。 答案 AD,审题探究 电场线与等势线垂直； 线段ab的中点电势为2 V，与c等势； 画出三角形的外接圆，确定电势最高和
7、电势最低的点。,解析 如图，圆心O是ab的中点，所以圆心O点的电势为2 V，所以Oc是等势线，则电场线如图中MN所示，方向由M指向N。沿电场线方向电势均匀降低，过圆心的电势为2 V，则圆周上电势最低为N，最高为4 V，选B。 答案 B,规律总结 (1)在匀强电场中，电势沿直线是均匀变化的，即直线上距离相等的线段两端的电势差值相等。 (2)等分线段找等势点法：将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成若干段，必能找到第三点电势的等势点，它们的连线即等势面(或等势线)，与其垂直的线即为电场线。,考点三 电场中的功能关系的应用 1电场力做功的计算方法,2电场中的功能关系 (1)如果只有电场力做功，
8、则动能和电势能之间相互转化，动能(Ek)和电势能(Ep)的总和守恒，即： EpEk。 电场力做正功，电势能减少，动能增加。 电场力做负功，电势能增加，动能减少。,(2)除电场力之外其他力做正功，动能和电势能之和变大；除电场力之外其他力做负功，动能和电势能之和变小。 (3)如果只有电场力和重力做功，则电势能和机械能之和保持不变。,考向1 电场中功能关系的定性分析 例5 (多选)(2015海南单科)如图628所示，两电荷量分别为Q(Q0)和Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是,图628,Ab点电势为
9、零，电场强度也为零 B正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右 C将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功 D将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大,解析 由两等量异种点电荷的电场线分布知：过Q和Q连线的垂直平分线Ob的等势面为零势能面，因此将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点做的功相同，因此正试探电荷电势能的变化相同，D错。点b在零势能面上，b点电势为零，由场强的合成法则知，b点的场强不为零，方向平行x轴向右，A错。在a点放一正的试探电荷，所受的电场力方向向右，当沿x轴正方向移动时，电场力做正功电势能减少，在O点减为零，过了O点电势能为负值
10、，所以正的试探电荷在a点电势能大于零，反之若从O点移到a点，电场力与运动方向相反，因此电场力做负功即克服电场力做功，B、C正确。 答案 BC,规律总结 处理电场中能量问题的四点注意 应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)。 应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化。 应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系。 有电场力做功的过程机械能不守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒。,考向2 电势能和力学规律的综合应用(规范答题) 例6 (17分)在动摩擦因数0.2的足够长的粗糙绝缘水平槽中，长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和
11、B，如图为俯视图(槽两侧光滑)。A球的电荷量为2q，B球的电荷量为3q(均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让A处于如图629所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP恰位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为3L，匀强电场的电场强度为E，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响)。求：,图629 (1)小球B第一次到达电场边界MP所用的时间； (2)小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小； (3)带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值。,找切入点： (1)小球B第一次到达电场边界MP所用时间的求解。 求B球进入电场前的加速
12、度。 a研究对象：_； b列动力学方程：_。 求B第一次到达电场边界MP所用时间，列运动学方程：_。,(2)小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小求解。 研究过程：_。 小球B刚进入电场的速度v1的求解。 a选择规律：_； b方程式：_。 小球A第一次离开电场的速度v2的求解。 a选择规律：_； b动力学方程式：_； 运动学方程式：_。,(3)如何求带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值？,1 (2015课标)如图6210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，电场力所
13、做的负功相等。则,随堂巩固,图6210,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，电场力所做的负功相等可知，MNP，故过N、P点的直线d位于某一等势面内，则与直线d平行的直线c也位于某一等势面内，选项A错、B正确；MQ，则电子由M点运动到Q点，电场力不做功，选项C错误；由于PMQ，电子由P点运动到Q点，电势能减小，电场力做正功，选项D错误。 答案 B,2 (多选)(2015广东理综)如图6211所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示
14、路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则 图6211,AM的带电量比N的大 BM带负电荷，N带正电荷 C静止时M受到的合力比N的大 D移动过程中匀强电场对M做负功,解析 不考虑重力，取整体为研究对象，外力只有匀强电场的电场力，由平衡条件可知M、N所受电场力必等大反向，故M、N必带有等量异种电荷，A错误；隔离出M，因N对其静电引力向右，则电场E对其电场力必向左，即与场强方向反向，故M带负电，则N带正电，B正确；静止时，M、N所受合力都为0，C错误；因匀强电场对M的电场力方向与M移动方向成钝角，电场力对其负功，故D正确。 答案 BD,3 (多选)(2014课标)如图6
15、212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,图6212 A点电荷Q一定在MP的连线上 B连接PF的线段一定在同一等势面上 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 根据题意M=N，P=F，可知点电荷Q一定在MN的中垂线与PF连线的中垂线的交点处，作PF连线的中垂线交MP于点O，连结O、F两点，由几何知识知OF为MN的中垂线，故点电荷Q一定在MP的连线上的O点，A正确，点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面，直线不可能
