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1、第2节电场能的性质1.课前基础 简要回顾,(1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。( ) (2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( )(3)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。( )(4)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功。( )(5)A、B两点的电势差是恒定的，所以UABUBA。( ) (6)电场线越密集的地方，等差等势线也越密集。( )2.课堂释疑 一站突破要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角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据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
2、电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据电场力做功根据UAB，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低依据电势能的高低正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大2电势能大小的判断判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增加电荷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，电势能增加针对训练1(2014江苏高考)
3、如图621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() AO点的电场强度为零，电势最低 C从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高 BO点的电场强度为零，电势最高 D从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低图621 图622 图623 2(多选)(2013山东高考)如图622所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷Q、Q，虚线是以Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是()Ab、d两点处的电势相同 B四个点中c点处的电势最低Cb、d两点
4、处的电场强度相同 D将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点，q的电势能减小3(多选)如图623所示，有一对等量异种电荷分别位于空间中的a点和f点，以a点和f点为顶点作一正立方体。现在各顶点间移动一试探电荷，关于试探电荷受电场力和具有的电势能，以下判断正确的是() A在b点和d点受力大小相等，方向不同 C在b点和d点电势能相等 B在c点和h点受力大小相等，方向相同 D在c点和h点电势能相等要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)在同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
5、。2E在非匀强电场中的三点妙用(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系，当电势差U一定时，电场强度E越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密。(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系，如距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小，U越小。(3)利用 x图像的斜率判断沿x方向电场强度Ex随位置的变化规律。在 x图像中斜率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。典例1(多选)如图624所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平
6、行。下列说法正确的是() 图624A通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线 B匀强电场的电场强度大小为10 V/mC匀强电场的电场强度方向为由C指向A D将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.61019 J易错提醒 (1)公式E中d是沿电场强度方向上的距离。 (2)在匀强电场中若线段ABCD，且ABCD，则UABUCD。针对训练4(多选)如图625所示 ，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为A5 V，B2 V，C3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是()图625 图626 5.如图626所示的同
7、心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是() A电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C电势差UABUBC D电势ABC要点三电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题1等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场线。2几种典型电场的等势线(面)电场等势线(面)重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上电势处处为零等量同种(正)点电荷的电场连线上，中点的电势最低；中垂
8、线上，中点的电势最高3带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负。(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等。(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。针对训练6(多选)如图627所示，一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上。下列说法正确的是() A该粒子可能带正电 B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度一定为零 D该粒子在
9、B点的电势能小于在A点的电势能图627 图628 图629 7(多选)如图628所示，虚经a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知() A三个等势面中，c等势面电势最高 B带电质点通过P点时电势能较大C带电质点通过Q点时动能较大 D带电质点通过P点时加速度较大8如图629所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是() A电场线MN的方向一定是由N指向M B带电粒子由a运动到b的过程中动
10、能一定逐渐减小C带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能 D带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度要点四静电场中的三类图像问题1v t图像根据vt图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。典例2(多选)(2014海南高考)如图6210(a)，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的vt图线如图(b)所示。设a、b两点的电势分别为a、b，电场强度大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重
11、力，则有() 图6210Aab BEaEb CEaEb DWaWb2 x图像(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图像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图像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。典例3(2015衡水中学期末)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在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6211所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则()图6211AN点的电场强度大小为零 BA点的
12、电场强度大小为零CNC间电场强度方向指向x轴正方向 D将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功3Ex图像在给定了电场的Ex图像后，可以由图线确定电场强度的变化情况，电势的变化情况，Ex图线与x轴所围图形“面积”表示电势差。在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。在这类题目中，还可以由Ex图像假设某一种符合Ex图线的电场，利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。典例4(多选)(2014上海高考)静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图6212所示，x轴正向为电场强度正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷() 图6
13、212A在x2和x4处电势能相等 B由x1运动到x3的过程中电势能增大C由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大要点五电场力做功与功能关系1电场力做功的计算方法2电场中的功能关系(1)电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加，即：WEp。(2)如果只有电场力做功，则动能和电势能之间相互转化，动能(Ek)和电势能(Ep)的总和不变，即：EkEp。典例5(2015西安模拟)如图6213所示，在O点放置一个正电荷，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。小球落下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点的速度为v，试求：图6
