资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,第,2,讲,电势能电势,电势差,1/44,考点,1,电场力做功与电势能,1.电场力做功,(1)特点：电场力做功与电荷移动_无关，只取决,于初、末位置_和被移动电荷_.,(2)电场力做功表示式：,W,AB,(,A,B,),q,_.,路径,电势差,电荷量,U,AB,q,2/44,2.电势能,(1)定义：电荷在电,场中含有势能，等于把它从该点移动,到,_位置时静电力所做功.,(2)矢标性：电势能是_，但有正负之分，负值表明,比_低，正值表示比_高.,零势能,标量,零电势能,零电势能,3/44,考点,2,电势、电势差、等势面,1.电势,(1)定义：电荷在电场中某一点电势能与它_,比值，叫做这一点电势.,电荷量,(2)定义式：_.,(3)矢标性：电势是_，其大小有正负之分，其正(负),表示该点电势比零电势高(低).,标量,零势点,(4)相对性：电势含有相对性，同一点电势因_,选取不一样而不一样.,4/44,2.电势差,电势,A,B,(1)定义：电场中两点间_差值称为这两点电势,差.,电场本身性质,Ed,(2)表示式：,U,AB,_.,(3)影响原因：电势差,U,AB,与电场力做功,W,AB,无关，与电场,所带电荷量,q,无关，它由,_决定，与初、,末位置相关，与零势点选取,无关,.,(4)与场强关系：,U,_.(适用条件：匀强电场，其,中,d,为沿电场线方向距离,),5/44,3.等势面,(1)定义：电场中_相同各点组成面.,(2)特点：,电势,电场线,不,电势低,等势面一定与_垂直，即跟电场强度方向垂直.,在同一等势面上移动电荷时电场力_做功.,电场线总是从电势高等势面指向_等势面.,在空间中两等势面_相交.,等差等势面越密地方电场强度_，越疏地方,电场强度_.,不,越大,越小,6/44,【基础自测】,1.(,年新课标,卷,),关于静电场等势面，以下说法正,确是(,),A.两个电势不一样等势面可能相交,B.电场线与等势面处处相互垂直,C.同一等势面上各点电场强度一定相等,D.将一负试探电荷从电势较高等势面移至电势较低,等势面，电场力做正功,答案：,B,7/44,2.如图 6-2-1 所表示点电荷电场中，将检验电荷从,A,点分别移,到以点电荷为中心同一圆周上,B,、,C,、,D,、,E,各点，则电场,力做功(,),A.从,A,到,B,做功最多,B.从,A,到,C,做功最多,图 6-2-1,C.从,A,到,E,做功最多,D.做功一样多,答案：,D,8/44,3.(,年吉林长春质检,),如图 6-2-2 所表示为一个带正电导,体到达静电平,衡时电场线和等势面分布图,(实线为电场线，,虚线为等势面)，,A,和,B,为导体内部两点，,C,和,D,为导体外部,),两点，以无穷远处为电势零点，则以下说法正确是(,图 6-2-2,9/44,A.,A,、,B,两点电,场强度均为零，电势也均为零,B.,C,点电场强度大于,D,点电场强度,C.同一试探电荷在,D,点电势能一定大于它在,C,点电,势能,D.,C,点电势高于,B,点电势,答案：,B,10/44,4.(,年新课标,卷,),如图,6-2-3 所表示，直线,a,、,b,和,c,、,d,是处于匀强电场中两组平行线，,M,、,N,、,P,、,Q,是它们交点，,四点处电势分别为,M,、,N,、,P,、,Q,.一电子由,M,点分别运动到,),图 6-2-3,N,点和,P,点过程中，电场力所做负功相等，则,(,A.直线,a,位于某一等势面内，,M,Q,B.直线,c,位于某一等势面内，,M,N,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,答案：,B,11/44,判断角度,判断方法,依据电场线方向,沿电场线方向电势逐步降低,依据场源电荷,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,依据电场力做功,依据电势能高,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,热点,1,电势高低判断,热点归纳,12/44,考向,1,电场线法,【典题,1,】,(,多项选择，,年江苏卷,),两个相同负电荷和一,个正电荷附近电场线分布如图 6-2-4 所表示.,c,是两负电荷连线,中点，,d,点在正电荷正上方，,c,、,d,到正电荷距离相等，,则(,),A.,a,点电场强度比,b,点大,B.,a,点电势比,b,点高,C.,c,点电场强度比,d,点大,D.,c,点电势比,d,点低,图 6-2-4,13/44,解析：,电场线越密地方电场越强，故 A 项正确；我们知,道，沿着电场线方向电势逐步降低，设过,a,点作一个等势面交,b,点所在电场线于,e,点，可知,b,点电势高于,e,点电势，而,a,点与,e,点电势相等，故,b,点电势高于,a,点电势，B 项错误；假设拿走,两个负电荷而只留下正电荷，因为,c,、,d,两点到正电荷距离相,等，则,c,、,d,两点电场强度大小相等，而若只考虑两个等量负,电荷在,c,、,d,两点影响时，,c,点电场强度为零，,d,点在这两个,负电荷垂直平分线上，考虑电场叠加，,c,点电场仅相当,于正电荷产生电场，而,d,点电场是这两部分叠加，正电,14/44,荷在,d,点电场向上，两负电荷在,d,点电场向下，二者合,场强必小于,c,点场强，C 项正确；构想一带正电试探电荷,从,d,点移到,c,点，图中正电荷对它作用力不做功，而两个,负电,荷对它引力做正功，电势能降低，依据电势定义可知，,d,点电势高于,c,点电势，D 项正确.,答案：,ACD,15/44,考向,2,场源电荷判断法,【典题,2,】,(,多项选择，,年新课标,卷,),如图,6-2-5 所表示，在,正点电荷,Q,电场中有,M,、,N,、,P,、,F,四点，,M,、,N,、,P,为直角,三角形三个顶点，,F,为,MN,中点，,M,30.,M,、,N,、,P,、,F,四点处电势分别用,M,、,N,、,P,、,F,表示，已知,M,N,，,F,),图 6-2-5,P,，点电荷,Q,在,M,、,N,、,P,三点所在平面内，则,(,A.点电荷,Q,一定在,MP,连线上,B.连接,PF,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,D.,P,大于,M,16/44,解析：,依据题意，点电荷,Q,必在,MN,中垂线和,PF,中,垂线交点处，过,F,作,MN,垂直平分线交,MP,于,O,点，如图,D29 所表示，由几何关系可知,ON,恰好垂直平分,PF,，故点电荷,Q,一定位于,O,点，A 项正确；由正点电荷等势面分布特点可知,B 项错误；因为是正点电荷形成电场，将正,试探电荷从,P,点搬运到,N,点，电场力做正功，,C 项错误；因为是正点电荷形成电场，越靠,图 D29,近场源电荷等势面电势越高，D 项正确.,答案：,AD,17/44,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,正电荷在电势高地方电势能大,负电荷在电势低地方电势能大,公式法,将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Epq，正Ep绝对值越大，电势能越大；负Ep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,热点,2,电势能大小判断,热点归纳,18/44,【典题,3,】,(,多项选择，,年新课标,卷,),如图 6-2-6 所表示，一,带负电荷油滴在匀强电场中运动，其轨迹在,竖直平面,(纸面),内，且相对于过轨迹最低点,P,竖直线对称.忽略空气阻力，由,此可知(,),图 6-2-6,A.,Q,点电势比,P,点高,B.油滴在,Q,点动能比它在,P,点大,C.油滴在,Q,点电势能比它在,P,点大,D.油滴在,Q,点加速度大小比它在,P,点小,19/44,解析：,带负电荷油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直,平面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点,P,竖直线对称，能够,判断协力方向竖直向上，而重力方向竖直向下，可知电场力,方向竖直向上，运动电荷是负电荷，所以匀强电场方向竖,直向下，所以,Q,点电势比,P,点高，带负电油滴在,Q,点电,势能比它在,P,点小，在,Q,点动能比它在,P,点大，故 AB,正确，C 错误.在匀强电场中电场力是恒力，重力也是恒力，所,以协力是恒力，所以油滴加速度恒定，故 D 错误.,答案：,AB,20/44,热点,3,电势差与电场强度关系,热点归纳,1.匀强电场中电势差与电场强度关系：,(1),U,AB,Ed,，,d,为,A,、,B,两点沿电场方向距离.,(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两条直线上距离相等两,点间电势差相等.,21/44,(1)解释等差等势面疏密与电场强度大小关系，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大小关系，如距离相等,两点间电势差，,E,越大，,U,越大；,E,越小，,U,越小.,22/44,【典题,4,】,如图 6-2-7 所表示同心圆是电场中一簇等势线，,一个电子只在电场力作用下沿着直线由,A,C,运动时速度越,),来越小，,B,为线段,AC,中点，则以下说法正确是(,A.电子沿,AC,方向运动时受到电场力越来,越小,B.电子沿,AC,方向运动时它含有电势能越,图 6-2-7,来越大,C.电势差,U,AB,U,BC,D.电势,A,B,C,23/44,解析：,该电场为负点电荷电场，电子沿,AC,方向运动时受,到电场力越来越大,，,A 项错误；依据电子只在电场力作用下,沿着直线由,A,C,运动时速度越来越小，它含有电势能越,来越大，B 项正确；因为电场为非匀强电场，电势差,U,AB,B,C,，,D 项错误.,答案：,B,24/44,考向,2,应用公式,U,Ed,计算电场强度,【典题,5,】,(,多项选择，,年新课标,卷,),一匀强电场方向,平行于,xOy,平,面，平面内,a,、,b,、,c,三点位置如图 6-2-8 所表示，,三点电势分别为 10 V、17 V、26 V.以下说法,正确是(,),A.电场强度大小为 2.5 V/cm,B.坐标原点处电势为 1 V,C.电子在,a,点电势能比在,b,点低 7 eV,图 6-2-8,D.电子从,b,点运动到,c,点，电场力做功为 9 eV,答案：,ABD,25/44,方法技巧：,依据电势情况确定电场强度方法：先找出电,势相等两个点，因为匀强电场等势面为平面，故两点连线,为等势线，依据电场线与等势面垂直，和电场线方向是电势,降落方向，确定出场强方向，由几何知识找出沿电场线方向,26/44,电场,等势线,(面),主要描述,匀强电场,垂直于电场线一簇平面,热点,4,等势线,(,面,)及带电粒子,运动轨迹问题,热点归纳,1.等势线总是和电场线垂直，已知电场线能够画出等势线，,已知等势线也能够画出电场线.,2.几个经典电场等势线(面)：,27/44,电场,等势线,(面),主要描述,点电荷,电场,以点电荷为球心一簇球面,等量异种,点电荷,电场,连线中垂线上电势处处为零,等量同种,(正)点电荷,电场,连线上，中点电势最低；中,垂线上，中点电势最高,(续表),28/44,3.带电粒子在电场中运动轨迹问题分析方法：,(1)从轨迹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正负.,(2)结合轨迹、速度方向与静电力方向，确定静电力做功,正负，从而确定电势能、电势和电势差改变等.,(3)依据动能定理或能量守恒定律判断动能改变情况.,29/44,此可知不正确是(),考向,1,普通电场中带电粒子运动轨迹与等势面综合,问题,【典题,6,】,(,年湖南怀化三模,)如图 6-2-9 所表示，虚线,a,、,b,、,c,代表电场中三个等势面，相邻等势面之间电势差相等，,即,U,ab,U,bc,，实线为一带正电质点,(不计重力)，仅在电场力作,用下经过该区域时运动轨迹，,P,、,Q,是这条轨迹上两点，据,.,30/44,图 6-2-9,A.三个等势面中，,a,电势最高,B.带电质点在,P,点含有电势能比在,Q,点含有电势能大,C.带电质点经过,P,点时动能比经过,Q,点时大,D.带电质点经过,P,点时加速度比经过,Q,点时大,31/44,解析：,等差等势面密集地方场强大，稀疏地方场强小，,由图 D30 知,P,点场强大，则质点经过,P,点时加速度大，D,项正确；依据电场线与等势面垂直，定性画出过,P,、,Q,两点,电场线，假设质点从,Q,向,P,运动，依据初速度方向和轨迹偏,转方向可判定质点在,Q,点所受电场力,F,如图,D14 所表示，能够判断出等势面,a,电势高，A,项正确；由,Q,向,P,运动过程中，电场力做负功，,动能降低，电势能增加，,B 项正确，C 项错误；,图 D30,若质点从,P,向,Q,运动，也可得出一样结论.,答案：,C,32/44,方法技巧：,本类问题解题关键是先依据电场线与等势面,垂直特点，将带电粒子运动轨迹与等势面综合问题转化成,带电粒子运动轨迹与电场线综合问题，解题策略跟上节讲,相同,.,33/44,考向,2,带电粒子运动轨迹与点电荷电场综合问题,【典题,7,】,(,多项选择，,年天津卷,),如图 6-2-10 所表示，在点,电荷,Q,产生电场中，实线,MN,是一条方向未标出电场线，,虚线,AB,是一个电子只在静电力作用下运动轨迹.设电子在,A,、,B,两点加速度大小分别为,a,A,、,a,B,，电势能,),分别为,E,p,A,、,E,p,B,.以下说法正确是(,A.电子一定从,A,向,B,运动,B.若,a,A,a,B,，则,Q,靠近,M,端且为正电荷,图 6-2-10,C.不论,Q,为正电荷还是负电荷一定有,E,p,A,E,p,B,D.,B,点电势可能高于,A,点电势,答案：,BC,34/44,方法技巧：,本类问题解题关键是依据电荷运动轨迹与电,荷相距最近处弯曲方向判断出电场力方向，进而分析两电,荷带电关系,.,35/44,【迁移拓展】,(,多项选择，,年海南卷,),如图 6-2-11 所表示，一,带正电点电荷固定于,O,点，两虚线圆均以,O,为圆心，两实线,分别为带电粒子,M,和,N,先后在电场中运动轨迹，,a,、,b,、,c,、,d,、,),e,为轨迹和虚线圆交点.不计重力.以下说法正确是(,A.,M,带负电荷，,N,带正电荷,B.,M,在,b,点动能小于它在,a,点动能,C.,N,在,d,点电势能等于它在,e,点电势能,D.,N,在从,c,点运动到,d,点过程中克服电,场力做功,图 6-2-11,36/44,解析：,如题图所表示，粒子受到电场力指向轨迹凹侧，,可知,M,受到了引力作用，,N,受到了斥力作用，故,M,带负电荷，,N,带正电荷，A 项正确；因为虚线是等势面，故,M,从,a,点到,b,点电场力对其做负功，动能减小，B 项正确；,d,点和,e,点在同一,等势面上，,N,在,d,点电势能等于它在,e,点电势能，故 C 项,正确；,N,从,c,点运动到,d,点过程中，电场力做正功，故 D 项,错误.,答案：,ABC,37/44,热点,5,电场中功效关系,热点归纳,1.功效关系：,(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，其它各力对物体所做功等于物体机械能,改变.,(4)全部力对物体所做功代数和等于物体动能改变.,38/44,2.电场力做功计算方法：,39/44,【典题,8,】,如图,6-,2-12 所表示，平行金属板,A,、,B,水平正对放,置，分别带等量异号电荷.一带电微粒水平射入板间，在重力和,),电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所表示，那么(,图 6-2-12,A.若微粒带正电荷，则,A,板一定带正电荷,B.微粒从,M,点运动到,N,点电势能一定增加,C.微粒从,M,点运动到,N,点动能一定增加,D.微粒从,M,点运动到,N,点机械能一定增加,40/44,解析：,经过图象中运动轨迹，无法判断电场力方向，,只能判断出微粒所受合外力方向竖直向下，运动过程中协力,方向与运动方向夹角为锐角，合外力做正功，微粒动能,增加，A、B 项错误，C 项正确.因为不能判断出电场力方向，,所以机械能改变也不能确定，D 项错误.,答案：,C,41/44,【迁移拓展】,如图 6-2-13 所表示，在,O,点放置一个正电荷，,在过,O,点竖直平面内,A,点，自由释放一个带正电小球，,小球质量为,m,、电荷量为,q,.小球落下轨迹如图中虚线所表示，,它与以,O,为圆心、,R,为半径圆(图中实线表示)相交于,B,、,C,两,点，,O,、,C,在同一水平线上，,BOC,30，,A,距,离,OC,竖直高度为,h,.若小球经过,B,点速度为,v,，试求：,(1)小球经过,C,点速度大小.,(2)小球由,A,到,C,过程中电势能增加量.,图 6-2-13,42/44,43/44,方法技巧：,在处理电场中能量问题时惯用到基本规律,有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功效关系,.,(1),应用动能定理处理问题需研究合外力功,(,或总功,).,(2),应用能量守恒定律处理问题需注意电势能,和其它形式,能之间转化,.,(3),应用功效关系处理该类问题需明确电场力做功与电势,能改变之间对应关系,.,(4),有电场力做功过程机械能普通不守恒，但机械能与电,势能总和能够不变,.,44/44,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
