《高考物理人教版选修3-1 6.2《电场能的性质的描述》课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理人教版选修3-1 6.2《电场能的性质的描述》课件（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1静电力做功的特点和电势能(1)在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的 和位置有关，与电荷经过的无关(2)静电力做的功等于电势能的量，用公式表示为.(3)电荷在某点具有的电势能，等于静电力把它从该点移动到位置时所做的功，即电势能是相对的通常把电荷在离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零起始起始终止终止路径路径减少减少WABEpAEpB零势能零势能无限远处无限远处2电势(1)定义：电势能跟电荷量的比值，对于电场中的某一点来说，是一个 这个常量的大小跟电荷 ，反映了 的一种性质，叫做电场的(2)电势的定义公式 ，单位是，符号是V.(3)电场线指向电势 的方向，电势也是相
2、对的电势可以是正值，也可以是负值，只有大小，没有方向，因此是 定值定值无关无关该点该点电势电势伏伏降低降低标量标量3等势面(1)电场中 构成的面叫做等势面(2)等势面的特点在同一等势面上移动电荷时静电力 电场线跟等势面 ，并且由电势高的等势面 电势低的等势面4电势差(1)电场中两点间的差值叫做电势差(2)电场中各点电势的大小与零势点的选取 ，但电场中两点的电势差与零势点的选取 电势相同的点电势相同的点不做功不做功垂直垂直指向指向电势电势有关有关无关无关5电势差与电场强度的关系(1)在匀强电场中，电场强度与电势差的关系可表示为：E .(2)电场中，场强方向指向电势降低最的方向在匀强电场中，场强在
3、数值上等于沿 方向每单位距离上的电势【技巧提示】U表示A、B两点间的电势差，d表示A、B两点沿电场方向的距离，或两点在电场线上的投影间的距离此式只适用于匀强电场快快电场电场降低降低考点一电势和等势面1电势高低的判断(1)依据电场线方向判断：沿电场线的方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面(3)根据电势能判断：正电荷在电势较高处电势能较大，负电荷在电势较低处电势能较大(4)依据点电荷位置判断：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，靠近正电荷处电势高；负电荷周围电势为负值，靠近负电荷处电势低2等势面的应用(1)利用等势面可以形象地描述电场的能的性质(2)由等势面来绘制电场线实际
4、中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面研究电场：先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场(3)静电感应的结果是使导体达到静电平衡状态，处于静电平衡状态的导体是一等势体，其表面为一等势面【案例1】（2011上海高考）电场线分布如图所示，电场中a,b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为a和b，则（ ）A.EaEb,abB.EaEb,abC.EabD.EaEb,ab【解析】电场线的疏密表示电场强度的大小，得EaEb ，所以A、B错误.沿着电场线方向电势降低，所以C正确，D错误.【答案】C 【即时巩固1】如图所示，曲线表示电场中关于
5、x轴对称的等势面，在x轴上有a、b两点，则()Aa点的场强小于b点的场强Ba点的场强等于b点的场强Ca点的场强大于b点的场强Da点的场强方向与x轴同向【解析】电场强度的大小由电场线疏密程度决定，电场线密的地方，电场强度大电场线垂直等势面，在三个等势线上画出电场线，会发现b处电场线密集，A正确a点电势a0.6 V，b点电势b0.2 V，且沿电场线方向电势降低，D正确【答案】A、D考点二电场强度、电势、电势差、电势能的比较1如下表所示【技巧提示】电势、电势能的正、负表示大小，而电势差的正、负表示两点电势的相对高低2电场中的功能关系(1)只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变(2)只有电场力和重力
6、做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化量(4)电场力做功的计算方法由公式WFlcos计算，此公式只在匀强电场中使用，即WqElcos.用公式WABqUAB计算，此公式适用于任何形式的静电场由动能定理计算：W电场力W其他力Ek.【案例2】（2011山东理综）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称、b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是（ ）A.b点场强大于d点场强B.b点场强小于d点场强C.a、b两点间的电势差等于b、 c两点间
7、的电势差D.试探电荷+q在a点的电势能小 于在c点的电势能【解析】如图所示，两电荷连线的中点位置用O表示，在中垂线MN上，O点场强最大，在两电荷之间的连线上，O点场强最小，即EbEO,EOEd，故Eb8 V/mB.W=610-6 J E6 V/mC.W=810-6 J E8 V/mD.W=610-6 J E6 V/m【解析】A、B两点的电势分别为14 V、6 V，D为AB的中点，由A-D=D-B，所以D的电势D=10 V，D、C的电势差为UDC=D-C=8 V，正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W=qUDC=110-68 J=810-6 J.因为AB，所以AB在电场线上投影距离d8 V/m，
8、故选项A正确.【答案】A考点三 电场中的功能关系及电场力做功的计算方法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）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.（4）所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化.2.电场力做功的计算方法（1）由公式W=Flcos计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为：W=qElcos.（2）由W=qU来计算，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）由电势能的变化计算：W=Ep1-Ep2.3.带电粒子在电场中做曲线运动时正
9、负功的判断（1）粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧.（2）电场力的速度方向间夹角大于90，电场力做正功；夹角小于90，电场力做负功. 【案例4】如图所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8 eV时，它的动能应为（ ）A.8 eV B.13 eVC.20 eV D.34 eV【解析】本题主要考查了电场力做功与电势能变化间的关系以及能量守恒的概念.解决本题的关键是正确找出点电荷
10、在等势面间移动时电势能的改变量.由于正电荷由a到b动能减小了21 eV，而电场中机械能和电势能总和不变，故在等势面3的动能应为12 eV，总能量为12 eV+0=12 eV.当在所求位置时，因为电势能为-8 eV，所以动能为12 eV-（-8 eV）=20 eV，故应选C.【答案】C【即时巩固4】如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb和adb，两个粒子经过a点时具有相同的动能.由此可以判断（ ）A.甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能B.甲、乙两粒子带异种电荷C.若取无穷远处为零电势，则
11、甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D.两粒子经过b点时具有相同的动能【解析】由运动轨迹来判断受力，由电场力做功情况来判断电荷的动能和势能的变化.由运动的轨迹可以判断，甲粒子受Q的引力作用，乙粒子受Q的斥力作用，由此可知甲、乙两粒子应带异种电荷，选项B正确；甲粒子由a到c，电场力做正功，动能增加；乙粒了由a到d，电场力做负功，故其动能减少.所以有EkdEkc，故A错误；由于甲粒子与Q带异种电荷，乙粒子与Q带同种电荷，故甲粒子在Q的电场中电势能总是负值（因Ep=q，而q与异号），而乙粒子在Q的电场中电势能总是正值，故C也正确；由于a、b在同一等势面上，故两粒子由a到b电场力做功为零，在b点的动能相等，D也正确.【答案】B、C、D同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
