《2019年高考物理大一轮复习第07章电场第2讲电场能的性质学案新人教版20180424385》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理大一轮复习第07章电场第2讲电场能的性质学案新人教版20180424385（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二讲电场能的性质一电势能、电势1.电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关(2)电势能定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WABEpAEpBEp.2电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值(2)定义式：.(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同3等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面(2)四个特点等势面一定与电
2、场线垂直在同一等势面上移动电荷时电场力不做功电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小.4.(1)如图所示的电场中如何比较A、B两点电势的高低？提示：根据沿电场线方向电势越来越低知ABq在A、B两点哪点电势能大？你能给出几种方法？提示：a.根据Epq知EpAEpBb把q由A移到B电场力做正功，电势能减小，故EpAEpB(2)两等量点电荷电场中的电势分布特点试定性画出两等量的异种点电荷连线上 r图象中垂面上各点电势有何特点？提示：.中垂面上各点电势相等试定性画出等量同种正的点电荷连线上 r图象从连线中点沿中垂线向两侧其电势如何变化？提示：.从连线中
3、点向两侧电势降低(3)如图a、b为某电场线上的两点若q在a点的电势能大于在b点的电势能，比较a、b两点电势的高低？提示：qaqb，故ab.若q从a移到b，电场力做负功比较a、b两点电势的高低？提示：因W0，故EpaEpb，故ab.或由Uab0，Uab0，故ab.二电势差1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值2定义式：UAB.3电势差与电势的关系：UABAB，UABUBA4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无关，与零电势点的选取无关.三匀强电场中电势差与电场强度的关系1.电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点
4、间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积即UEd，也可以写作E.2公式UEd的适用范围：匀强电场1判断正误(1)电势等于零的物体一定不带电()(2)电场强度为零的点，电势一定为零()(3)同一电场线上的各点，电势一定相等()(4)负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加()(5)电势越高的地方，电荷的电势能也越大()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2(教科版选修31P39第7题)电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时，电场力做功W，由此可算出两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点，则()A电场力做功仍为WB电场力做功为C两点间的电势差仍为UD两点间
5、的电势差为答案：C3(教科版选修31P39第8题)一电荷在电场中从静止开始并只在电场力作用下运动，则它一定()A向场强较小的地方运动B向电势较低的地方运动C向电势能较小的地方运动D沿某条电场线运动答案：C4(多选)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是()Aa点电势高于b点电势Bc点场强大于b点场强C若将一检验电荷q由a点移至b点，它的电势能增大D若在d点再固定一点电荷Q，将一检验电荷q由a移至b的过程中，电势能减小解析：选AD沿着电场线的方向电势逐渐降低，由题图可知由a到b为电场线方向，故A正确；电场线密集的地方电场强度大，故B错误；电荷q由a点移至b点，则电场力做正功，其电势能将减小
6、，故C错误；若在d点再固定一点电荷Q，则由合场强的方向可知电荷q由a移至b的过程中，电场力将做正功，其电势能将减小，故D正确5如图所示，在匀强电场中有四个点A、B、C、D，恰好为平行四边形的四个顶点，O点为平行四边形两条对角线的交点已知：A4 V，B6 V，C8 V，则D、O分别为()A6 V,6 VB2 V,1 VC2 V,2 VD4 V,4 V答案：C考点一电势高低与电势能大小的判断1.电势高低的判断判断依据判断方法电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低场源电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低电势能的高低正电荷在电势较
7、高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大电场力做功根据UAB，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低2.电势能大小的判断判断方法方法解读公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Epq，正Ep的绝对值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小电势法正电荷在电势高的地方电势能大负电荷在电势低的地方电势能大做功法电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增加能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加1(2018南宁二中等三校联考)如图所示，真空中有等量异种点电荷q、q分别放置在M、N两点，在MN的连
8、线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()A在MN连线的中垂线上，O点电势最高B正电荷q从b点移到d点的过程中，受到的电场力先减小后增大C正电荷q在c点电势能大于 在a点电势能D正电荷q在c点电势能小于在a点电势能解析：选D在MN连线的中垂线上各点的电势相等，选项A错误；在两电荷连线的中垂线上，场强的方向平行向右，故正电荷q从b点移到d点的过程中，受到的电场力做功为零，选项B错误；因a点的电势高于c点，故正电荷q在c点电势能小于在a点电势能，选项D正确，C错误；故选D2(2018河南鹤壁市高级中学模拟)如图所示，AB为均匀带有电荷量为Q的细棒，C为AB棒附近的
9、一点，CB垂直于ABAB棒上电荷形成的电场中C点的电势为0，0可以等效成AB棒上电荷集中于AB上某点P(未画出)处、带电量为Q的点电荷所形成的电场在C点的电势若PC的距离为r，由点电荷电势的知识可知0k.若某点处在多个点电荷形成的电场中，则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和根据题中提供的知识与方法，我们可将AB棒均分成两段，并看成两个点电荷，就可以求得AC连线中点C处的电势为()A0B0C20D40解析：选C设0等效成AB棒上的电荷集中于AB中点处，即AB的中点D到C的距离DC等于AD的中点E到C的距离的两倍；带电量为Q的点电荷所形成的电场在C点的电势，将AB棒均分成两段，并看成两个
10、点电荷，每个点电荷的电荷量为，由0k可知，每个电荷量为的点电荷在C点产生电势为0，两个点电荷在AC连线中点C处的电势为20，故C正确. 考点二电势差与电场强度的关系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)在匀强电场中UEd，即在沿电场线方向上，Ud.推论如下：如图甲，C点为线段AB的中点，则有C.如图乙，ABCD，且ABCD，则UABUCD2E在非匀强电场中的三点妙用(1)判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大，进而判断电势的高低(2)利用 x图象的斜率判断电场强度随位置变化的规
11、律：kEx，斜率的大小表示电场强度的大小，正负表示电场强度的方向(3)判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大 (2018临汾诊测)如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，abcd10 cm，adbc20 cm.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，则下列说法正确的是()Ac、d间电势差一定为4 VBc点电势可能比d点低C电场强度方向一定由b指向aD电场强度大小一定为E40 V/m解析：选A根据匀强电场的电场线与等势线分布的特点可知，c、d间电势差必等于b、a间电势差，为4 V，c、d间电势差为4 V，则知c点电势比
12、d点高，A正确，B错误；根据题设条件可知，场强方向无法确定，不能求出场强的大小，C、D错误对于电势(差)与电场强度的关系的考查，常见形式是直接从概念出发，要求考生辨析电势的高低与电场强度大小之间关系此类题多以选择题的形式出现，有时也与能量问题结合在一起以计算题的形式出现，在解题过程中要注意此类问题与几何知识的综合应用 (多选)(2017银川期中)如图所示，在匀强电场中a、b、c、d为矩形的四个顶点，e、f分别为ab边和cd的中点且ab长为ad长的2倍已知电场线的方向平行于矩形所在平面，a、b、c三点电势分别为4 V、8 V、6 V，则()Ad点的电势为4 VB电场线方向垂直于ac向下C电场线方
13、向垂直于ec向下D一电子从a点运动到c点，电势能减小解析：选CD匀强电场的等势线是等间距的平行直线，根据几何关系，知ab的电势差等于dc的电势差，即abdc，解得：d2 V，故A错误a、b两点的电势分别为4 V、8 V，e为ab的中点，则e点的电势为6 V，所以ec为等势线，根据电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势，知电场线垂直于ec向下，即沿着bf向下，故C正确，B错误；因为a点的电势小于c点的电势，电子带负电荷，根据电势能Epq知a点的电势能大干c点的电势能故D正确3(2017全国卷)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、
14、17 V、26 V下列说法正确的是()A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV解析：选ABD如图所示，由匀强电场中两平行线距离相等的两点间电势差相等知，Oa间电势差与bc间电势差相等，故O点电势为1 V，选项B正确；则在x轴上，每0.5 cm长度对应电势差为1 V,10 V对应的等势线与x轴交点e坐标为(4.5,0)，aOe中，OeOa4.5634，由几何知识得：Od长度为3.6 cm，代入公式E得，E2.5 V/cm，选项A正确；电子带负电，电势越高，电势能越小，电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，选项C错误；电子从b点运动到c点，电场力做功WeU9 eV，选项D正确4(2018湖北省部分重点中学模拟)如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在 半径 为R2 cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场已知A、C、E三点的电势分别为A(2)
