浙江高考物理总复习静电场时电场能性质.pptx

第第2课时电场的能的性质课时电场的能的性质基础过关基础过关1.电势能电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功的特点：电场力做功与电场力做功与_无关，只与无关，只与_有关。有关。(2)电势能电势能定定义义：电电荷荷在在_中中具具有有的的势势能能，数数值值上上等等于于将将电电荷荷从从该该点点移到移到_位置时电场力所做的功。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场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于_，即，即WABEpAEpBEp。考点一电势能、电势考点一电势能、电势(b/c)路径路径初、末位置初、末位置电场电场零势能零势能电势能电势能的减少量的减少量2.电势电势(1)定定义义：试试探探电电荷荷在在电电场场中中某某点点具具有有的的_与与它它的的_的比值。的比值。(2)定义式：定义式：_。(3)矢矢标标性性：电电势势是是_，有有正正、负负之之分分，其其正正(负负)表表示示该该点点电势比电势比_高高(低低)。(4)相相对对性性：电电势势具具有有_，同同一一点点的的电电势势因因选选取取_的不同而不同。的不同而不同。电势能电势能Ep电荷量电荷量q标量标量零电势零电势相对性相对性零电势点零电势点3.等势面等势面(1)定义：电场中定义：电场中_的各点组成的面。的各点组成的面。(2)四个特点四个特点等势面一定与等势面一定与_垂直。垂直。在在_上移动电荷时电场力不做功。上移动电荷时电场力不做功。电场线方向总是从电场线方向总是从_的等势面指向的等势面指向_的等势面。的等势面。等差等势面越密的地方电场强度等差等势面越密的地方电场强度_，反之，反之_。电势相等电势相等电场线电场线同一等势面同一等势面电势高电势高电势低电势低越大越大越小越小【过关演练】【过关演练】1.在如图所示的匀强电场中，在如图所示的匀强电场中，1、2、3三条虚线表示三个等势面，三条虚线表示三个等势面，a、b分别是等势面分别是等势面1、3上的点。下列说法中正确的是上的点。下列说法中正确的是()A.三个等势面的电势相等三个等势面的电势相等B.等势面等势面2的电势高于等势面的电势高于等势面1的电势的电势C.若将一正电荷由若将一正电荷由a移到移到b，电场力做正功，电场力做正功D.若将一正电荷由若将一正电荷由a移到移到b，电场力做负功，电场力做负功解解析析电电场场线线由由高高电电势势指指向向低低电电势势，所所以以A、B错错误误；正正电电荷荷受受力力方向与电场线方向相同，所以电场力做正功，故方向与电场线方向相同，所以电场力做正功，故D错误，错误，C正确。正确。答案答案C2.(2016浙浙江江温温州州学学考考模模拟拟)如如图图所所示示，真真空空中中有有两两个个等等量量异异种种点点电电荷荷，A、B分分别别为为两两电电荷荷连连线线和和连连线线中中垂垂线线上上的的点点，A、B两两点点电电场场强强度度大大小小分分别别是是EA、EB，电电势势分分别别是是A、B，下下列列判判断断中中，正确的是正确的是()A.EAEB，AB B.EAEB，ABC.EAB D.EAEB，Abc，故，故D正确。正确。答案答案D精练题组精练题组1.如如图图所所示示，将将一一带带正正电电的的点点电电荷荷沿沿电电场场线线方方向向从从A点点移移动动到到B点点，下列说法正确的是下列说法正确的是()A.静电力做正功，电势能增加静电力做正功，电势能增加B.静电力做负功，电势能增加静电力做负功，电势能增加C.静电力做正功，电势能减少静电力做正功，电势能减少D.静电力做负功，电势能减少静电力做负功，电势能减少解解析析正正电电荷荷所所受受静静电电力力方方向向与与电电场场线线方方向向相相同同，当当带带正正电电的的点点电电荷荷沿沿电电场场线线方方向向从从A点点移移动动到到B点点时时，静静电电力力做做正正功功，电电势势能减少，选项能减少，选项C正确。正确。答案答案C2.如如图图所所示示，一一带带负负电电的的粒粒子子，沿沿着着电电场场线线从从A点点运运动动到到B点点的的过过程中，以下说法中正确的是程中，以下说法中正确的是()A.带电粒子的电势能越来越小带电粒子的电势能越来越小B.带电粒子的电势能越来越大带电粒子的电势能越来越大C.带电粒子受到的静电力一定越来越小带电粒子受到的静电力一定越来越小D.带电粒子受到的静电力做正功带电粒子受到的静电力做正功解解析析带带负负电电的的粒粒子子所所受受静静电电力力方方向向与与电电场场线线方方向向相相反反，所所以以当当带带负负电电的的粒粒子子沿沿着着电电场场线线从从A点点运运动动到到B点点的的过过程程中中，静静电电力力做做负负功功，电电势势能能越越来来越越大大，选选项项A、D错错误误，B正正确确；电电场场线线的的疏疏密密表表示示场场强强的的大大小小，所所以以EAEB，带带电电粒粒子子受受到到的的静静电电力力一一定越来越大，选项定越来越大，选项C错误。错误。答案答案B3.(多多选选)等等量量同同种种带带正正电电的的点点电电荷荷的的连连线线和和其其中中垂垂线线如如图图所所示示。一一个个带带负负电电的的试试探探电电荷荷，先先从从图图中中a点点沿沿直直线线移移到到b点点，再再从从b点点沿沿直线移到直线移到c点，则点，则()A.试探电荷所受电场力的方向一直不变试探电荷所受电场力的方向一直不变B.试探电荷所受电场力的大小一直增大试探电荷所受电场力的大小一直增大C.试探电荷的电势能一直减少试探电荷的电势能一直减少D.a、b、c三点的电势关系为：三点的电势关系为：abc解解析析根根据据等等量量同同种种正正点点电电荷荷电电场场线线分分布布特特点点，电电场场强强度度在在a、c点点不不为为零零，在在b点点为为零零，故故电电场场力力大大小小不不可可能能一一直直增增大大，则则选选项项B错错误误；因因直直线线ab上上电电场场强强度度方方向向向向左左，bc上上电电场场强强度度方方向向向向下下，则则负负试试探探电电荷荷受受到到的的电电场场力力方方向向在在直直线线ab上上向向右右，在在直直线线bc上上向向上上，故故选选项项A错错误误；负负试试探探电电荷荷从从a点点移移到到b点点电电场场力力做做正正功功，电电势势能能减减少少，ab；从从b点点移移到到c点点电电场场力力仍仍做做正正功功，电电势势能能减减少少，bEkaEkcD.粒子在三点的电势能大小关系为粒子在三点的电势能大小关系为EpbEpaEpc解解析析因因等等势势面面为为等等间间距距的的平平面面，所所以以该该电电场场为为匀匀强强电电场场，场场强强方方向向与与等等势势面面垂垂直直，故故FaFbFc，选选项项B正正确确；由由做做曲曲线线运运动动的的条条件件可可知知，电电场场力力方方向向向向下下，又又因因粒粒子子带带负负电电，所所以以电电场场方方向向向向上上，a、b、c三三点点的的电电势势关关系系为为cab，粒粒子子在在三三点点的的电电势势能能关关系系为为EpbEpaEpc，又又因因在在只只有有电电场场力力做做功功的的条条件件下下电电势势能能和和动动能能之之和和守守恒恒，所所以以EkbEkaEkc，选选项项C错错，D正正确确；关关于于粒粒子子的的运运动轨迹，可能沿动轨迹，可能沿abc方向，也可能沿方向，也可能沿cba方向，所以选项方向，所以选项A错误。错误。答案答案BD 精练题组精练题组1.如图所示，虚线如图所示，虚线a、b、c代表电场中的代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即差相等，即UabUbc，实线为一带负，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区电的质点仅在电场力作用下通过该区域域时时的的运运动动轨轨迹迹，P、R、Q是是这这条条轨轨迹迹上上的的三三点点，R同同时时在在等等势势面面b上，据此可知上，据此可知()A.三个等势面中，三个等势面中，c的电势最低的电势最低B.带电质点在带电质点在P点的电势能比在点的电势能比在Q点的小点的小C.带电质点在带电质点在P点的动能与电势能之和比在点的动能与电势能之和比在Q点的小点的小D.带电质点在带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面点的加速度方向垂直于等势面b解解析析根根据据题题意意画画出出电电场场线线、质质点点在在P处处的的受受力力方方向向如如图图所所示示，可可知知电电场场线线应应垂垂直直等等势势面面由由c经经b至至a，所所以以a的的电电势势最最低低，选选项项A错错误误；质质点点带带负负电电，且且PEpQ，故故选选项项B错错误误；由由于于质质点点运运动动过过程程中中只只有有电电场场力力做做功功，所所以以质质点点的的电电势势能能与与动动能能之之和和保保持持不不变变，选选项项C错错误误；根根据据电电场场线线与与等等势势面面垂垂直直可可知知，选选项项D正确。正确。答案答案D解解析析电电势势与与电电势势差差是是电电场场本本身身的的性性质质，与与试试探探电电荷荷无无关关，选选项项C对对、D错错；由由静静电电力力做做功功的的公公式式WqU可可知知当当电电荷荷量量为为2Q的的电电荷在两点间移动时，静电力做功为荷在两点间移动时，静电力做功为2W，选项，选项A、B错。错。答案答案C3.电电荷荷量量为为1.61019 C的的带带正正电电的的质质子子在在静静电电场场中中由由A点点移移到到B点点，在在这这过过程程中中，静静电电力力做做的的功功为为8.01017 J，则则a、b两两点点间间的的电电势势差差UAB为为()A.3102 V B.5102 V C.4102 V D.7102 V答案答案B4.电电荷荷量量分分别别为为q、q、q的的三三个个带带电电小小球球，分分别别固固定定在在边边长长均均为为L的的绝绝缘缘三三角角框框架架的的三三个个顶顶点点上上，并并置置于于场场强强为为E的的匀匀强强电电场场中中，如如图图所所示示。若若三三角角形形绕绕穿穿过过其其中中心心垂垂直直于于三三角角形形所所在在平平面面的的轴轴逆逆时时针针转转过过120，则则此此过过程程中中系系统统电电势势能能变变化化情情况况为为()A.增加增加EqL B.减少减少EqLC.增加增加2EqL D.减少减少2EqL答案答案A5.(多多选选)一一电电子子飞飞经经电电场场中中A、B两两点点，电电子子在在A点点的的电电势势能能为为4.81017 J，电电子子经经过过B点点时时电电势势能能为为3.21017 J，电电子子在在A点点的动能为的动能为3.21017 J，如果电子只受静电力作用，则，如果电子只受静电力作用，则()A.电子在电子在B点时动能为点时动能为4.81017 VB.由由A到到B静电力做功为静电力做功为100 eVC.电子在电子在B点时动能为点时动能为1.61017 JD.A、B两点间电势差为两点间电势差为100 V答案答案A1.电电势势差差与与电电场场强强度度的的关关系系：匀匀强强电电场场中中两两点点间间的的电电势势差差等等于于电电场强度与这两点沿场强度与这两点沿_方向的距离的乘积。即方向的距离的乘积。即UEd，也可，也可 以写作以写作E 。2.公式公式UEd的适用范围：的适用范围：匀强电场。匀强电场。考点三匀强电场中电势差与电场强度的关系考点三匀强电场中电势差与电场强度的关系(/c)电场线电场线3.静电感应和静电平衡静电感应和静电平衡把把金金属属导导体体放放在在电电场场E中中，由由于于内内部部自自由由电电子子受受电电场场力力作作用用而而定定向向移移动动，使使导导体体的的两两个个端端面面出出现现等等量量的的异异种种电电荷荷，这这种种现现象象叫叫_，当当 自自 由由 电电 子子 的的 定定 向向 移移 动动 停停 止止 时时，导导 体体 处处 于于_。4.静电平衡状态下导体的电场强度和电势静电平衡状态下导体的电场强度和电势导导体体内内部部的的场场强强处处处处为为_，整整个个导导体体是是_，导导体体的的表表面面是是_，导体表面电场线和带电体表面，导体表面电场线和带电体表面_。5.静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。静电感应静电感应静电平衡状态静电平衡状态零零等势体等势体等势面等势面垂直垂直6.尖端放电现象和避雷针尖端放电现象和避雷针电电性性与与尖尖端端相相反反的的粒粒子子被被吸吸引引而而奔奔向向尖尖端端，与与尖尖端端的的电电荷荷_，相相当当于于尖尖端端_电电荷荷，这这就就是是尖尖端端放放电电。避避雷雷针针就就是利用尖端放电的设备。是利用尖端放电的设备。7.处于静电平衡的导体腔内场强处处为零。处于静电平衡的导体腔内场强处处为零。8.处处于于静静电电平平衡衡状状态态的的导导体体，内内部部区区域域就就不不再再受受外外部部电电场场的的影影响响，这种现象叫这种现象叫_。中和中和失去失去静电屏蔽静电屏蔽【过关演练】【过关演练】1.(多选多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆圆环环，当当距距离离约约为为0.5 cm时时圆圆环环被被吸吸引引到到笔笔套套上上，如如图图所所示示。对对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()A.摩擦使笔套带电摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C.圆圆环环被被吸吸引引到到笔笔套套的的过过程程中中，圆圆环环所所受受静静电电力力的的合合力力大大于于圆圆环的重力环的重力D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和解解析析笔笔套套带带电电是是因因为为笔笔套套与与头头发发摩摩擦擦起起电电，A选选项项正正确确；笔笔套套靠靠近近圆圆环环时时，圆圆环环上上表表面面感感应应出出与与笔笔套套带带电电性性质质相相反反的的电电荷荷，下下表表面面感感应应出出与与笔笔套套带带电电性性质质相相同同的的电电荷荷，B选选项项正正确确；圆圆环环被被吸吸引引到到笔笔套套的的过过程程中中，圆圆环环所所受受静静电电力力的的合合力力大大于于圆圆环环的的重重力力，C选选项项正正确确；笔笔套套碰碰到到圆圆环环后后两两物物体体接接触触带带电电，笔笔套套一一部部分分电电荷荷转移到圆环上，而不是被全部中和，转移到圆环上，而不是被全部中和，D选项错误。选项错误。答案答案ABC2.为为了了防防止止静静电电的的危危害害，应应尽尽快快把把静静电电导导走走，下下列列措措施施中中不不是是为为了防止静电危害的是了防止静电危害的是()A.油罐车后面装一条拖地铁链油罐车后面装一条拖地铁链B.电工钳柄上有一绝缘胶套电工钳柄上有一绝缘胶套C.飞机轮采用导电橡胶飞机轮采用导电橡胶D.印染厂车间保持相当的湿度印染厂车间保持相当的湿度解解析析A、C、D项项的的做做法法都都是是为为了了防防止止静静电电的的危危害害，应应尽尽快快把把静静电电导导走走的的方方法法，只只有有B项项的的不不是是静静电电的的问问题题，而而是是防防止止触触电电的的防护措施。防护措施。答案答案B要点突破要点突破要点一公式要点一公式UEd的理解的理解1.表表达达式式UEd适适用用于于匀匀强强电电场场中中的的定定量量计计算算，且且d是是沿沿场场强强方方向向上上的的距距离离；电电场场强强度度在在数数值值上上等等于于沿沿电电场场方方向向每每单单位位距距离离上上降降低的电势。低的电势。【例【例1】如图所示，如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其为电场中同一条电场线上的三点，其中中c为为ab的中点。已知的中点。已知a、b两点的电势分别为两点的电势分别为a3 V，b9 V，则下列叙述正确的是则下列叙述正确的是()A.该电场在该电场在C点处的电势一定为点处的电势一定为6 VB.a点处的场强点处的场强Ea一定小于一定小于b点处的场强点处的场强EbC.正电荷从正电荷从a点运动到点运动到b点的过程中电势能一定增大点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从正电荷只受电场力作用从a点运动到点运动到b点的过程中动能一定增大点的过程中动能一定增大解解析析本本题题中中电电场场线线只只有有一一条条，又又没没说说明明是是哪哪种种电电场场的的电电场场线线，因因此此电电势势降降落落及及场场强强大大小小情情况况都都不不能能确确定定，A、B错错；a、b两两点点电电势势已已知知，正正电电荷荷从从a到到b是是从从低低电电势势向向高高电电势势运运动动，电电场场力力做做负负功功，动能减小，电势能增大，动能减小，电势能增大，C对，对，D错。错。答案答案C要点二静电屏蔽要点二静电屏蔽1.两种现象两种现象现现象象1：由由于于静静电电感感应应，导导体体外外表表面面感感应应电电荷荷的的电电场场与与外外电电场场在在导导体体内内部部任任一一点点的的场场强强的的叠叠加加结结果果为为零零，从从而而外外部部电电场场影影响响不不到导体内部，如图所示。到导体内部，如图所示。现现象象2：由由于于静静电电感感应应，接接地地导导体体壳壳内内表表面面感感应应电电荷荷与与壳壳内内电电场场在在导导体体壳壳外外表表面面以以外外空空间间叠叠加加结结果果为为零零，从从而而使使接接地地的的封封闭闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响，如图所示。导体壳内部电场对壳外空间没有影响，如图所示。2.应应用用：有有的的电电学学仪仪器器和和电电子子设设备备外外面面套套有有金金属属罩罩，有有的的通通信信电电缆缆的的外外面面包包有有一一层层铅铅皮皮等等都都是是用用来来防防止止外外电电场场的的干干扰扰，起起屏屏蔽蔽作用的。作用的。【例【例2】请用学过的电学知识判断下列说法正确的是请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 解解析析由由静静电电屏屏蔽蔽的的知知识识可可知知，A、D选选项项均均错错；金金属属可可以以消消除除多多余余的的静静电电，B项项正正确确；单单根根高高压压输输电电线线上上相相距距较较近近的的两两点点之之间间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误。选项错误。答案答案B精练题组精练题组1.晚晚间间脱脱衣衣时时常常能能见见到到闪闪光光并并听听到到噼噼啪啪声声，但但人人一一般般不不会会受受到到伤伤害，这是由于害，这是由于()A.静电电压很高，且聚集的电量很多静电电压很高，且聚集的电量很多B.静电电压很高，但聚集的电量很少静电电压很高，但聚集的电量很少C.静电电压不高，但聚集的电量较多静电电压不高，但聚集的电量较多D.静电电压不高，且聚集的电量较少静电电压不高，且聚集的电量较少解解析析静静电电电电压压很很高高，但但聚聚集集的的电电量量很很少少，对对人人体体不不会会产产生生危危害，害，B正确。正确。答案答案B2.如如图图所所示示，带带有有等等量量异异号号电电荷荷的的一一对对平平行行金金属属板板A、B间间为为一一匀匀强强电电场场，A、B相相距距6 cm，C、D为为电电场场中中的的两两点点(其其中中C点点在在金金属属板板上上)，且且CD4 cm，CD连连线线和和场场强强方方向向成成60角角。已已知知电电子子从从D点点移移到到C点点静静电电力力做做功功为为3.21017 J，则则匀匀强强电电场场的的场场强强E及及A、B两点间的电势差两点间的电势差UAB为为()A.2104 N/C；450 V B.1104 N/C；450 VC.1105 N/C；600 V D.1104 N/C；600 V答案答案D3.如如图图所所示示，沿沿x轴轴正正向向的的匀匀强强电电场场中中，有有一一动动点点以以O为为圆圆心心，半半径径为为r做做逆逆时时针针转转动动一一周周，A点点为为连连线线OA与与x轴轴正正向向成成角角时时圆圆周周上上的的一一点点，电电场场强强度度为为E，则则此此圆圆周周上上各各点点与与A点点间间最最大大的的电电势势差为差为()A.UEr B.UEr(sin 1)C.UEr(cos 1)D.U2Er解解析析由由UEd知知，与与A点点间间电电势势差差最最大大的的点点应应是是沿沿场场强强方方向向与与A点点相相距距最最远远的的点点，dmaxrrcos，所所以以UmaxEr(cos 1)，选项选项C对。对。答案答案C4.a、b、c是是匀匀强强电电场场中中的的三三个个点点，各各点点电电势势依依次次为为10 V、2 V、6 V；三三点点在在同同一一平平面面上上，下下列列图图中中电电场场强强度度的的方方向向表表示示正正确确的是的是()解解析析由由于于Uabab8 V，则则ab中中点点处处电电势势为为6 V，因因此此c点点与与ab中中点点的的电电势势相相同同，c点点与与ab中中点点的的连连线线则则为为一一条条等等势势线线，电电场场强强度度方方向向应应垂垂直直于于该该等等势势线线并并且且指指向向电电势势较较低低的的方方向向，故故选选项项C正确。正确。答案答案C