高考物理总复习第6章静电场第2节电场能的性质市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,高三一轮总复习,物 理,1/66,选修,3-1,第六章静电场,2/66,第二节电场能性质,3/66,栏目导航,1,2,3,4,基础知识整合,热门考点研析,方法技巧归纳,考题随堂演练,4/66,基础知识整合,5/66,带有等量异号电荷、相距,10 cm,平行板,A,和,B,之间有一个匀强电场,(,如图,),，电场强度,E,210,4,V/m,，方向向下电场中,C,点距,B,板,3 cm,，,D,点距,A,板,2 cm.,6/66,(1),C,、,D,两点哪点电势高？两点电势差,U,CD,等于多少？,(2),假如令,B,板接地,(,即电势,B,0),，则,C,和,D,电势,C,和,D,各是多少？假如令,A,板接地，则,C,和,D,各是多少？在这两种情况中，,U,CD,相同吗？,(3),一个电子从,C,点移动到,D,点，静电力做多少功？假如使电子先移到,E,点，再移到,D,点，静电力做功是否会发生改变？,【,思绪引导,】,1.,怎样比较电场中两点电势高低？匀强电场中电势差和场强含有何种关系？,2,怎样求解电场中某点电势？怎样求解静电力做功？,7/66,【,解析,】,本题属于教材中,“,问题与练习,”,中思索题，考查内容比较多，包含电势高低比较、电势差计算、电势求解和静电力做功求解,(1),沿电场线电势逐步降低，故,D,点电势高，依据匀强电场中电场强度和电势差关系得，,U,CD,Ed,CD,1 000 V.,(2),电场中某点电势等于该点到零电势点电势差，令,B,板接地时，,C,U,CB,Ed,CB,600 V,，,D,U,DB,Ed,DB,1 600 V,，,U,CD,C,D,1 000 V.,令,A,板接地时，,C,U,CA,Ed,CA,1 400 V,，,D,U,DA,Ed,DA,400 V,，,U,CD,C,D,1 000 V,这两种情况中，,U,CD,相同,(3),一个电子从,C,点移动到,D,点，静电力做功，,W,CD,qU,CD,1.6,10,16,J.,假如使电子先移到,E,点，再移到,D,点，因为静电力做功与路径无关，静电力做功不会发生改变,8/66,静电力做功与电势能,1,静电力做功,(1),特点：静电力做功与,_,无关，只与,_,相关,(2),公式：,W,_,，只适合用于匀强电场，,d,为沿场强方向距离,W,_,，适合用于一切电场,知识点,1,路径,初、末位置,qEd,qU,9/66,2,电势能,(1),定义：电荷在电场中含有势能，数值上等于将电荷从该点移到,_,位置时静电力做功,(2),静电力做功与电势能关系,静电力做功等于电势能降低许，,_,；,静电力做正功，电势能,_,；静电力做负功，电势能,_,零电势,W,电,E,p,降低,增加,10/66,电势、电势差,1,电势,(1),定义：试探电荷在电场中某点含有电势能,E,p,与它,_,比值,(2),公式：,_,，含有相对性，普通选取,_,电势为零同一点电势因选取,_,不一样而不一样,(3),单位：在国际单位制中，电势单位是,_,，符号为,_.,(4),电势与电场线关系：沿电场线方向，电势越来越,_,知识点,2,电荷量,q,无穷远处,零电势点,伏特,V,低,11/66,2,电势差,(1),定义：电场中两点间电势差值叫做电势差,U,AB,A,B,，当,B,0,时，,_,，即电场中某点电势大小等于该点到零电势点电势差,(2),公式：,U,AB,_,，电荷在电场中，由一点,A,移到另一点,B,时，,_,与移动电荷,_,比值,(3),单位：伏特，符号,V.,(4),电势差正负,U,AB,0,，,A,点电势,_,点电势；,U,AB,0,，,A,B,；,U,AB,0,，,A,N,，负电荷在电势高地方电势能小，故负检验电荷在,M,点电势能小于在,N,点电势能，,D,选项错误,【,答案,】,C,27/66,【,总结提升,】,经典电场线和等势线分布,等量同种电荷和等量异种电荷电场线和等势线分布如图：,28/66,1,等量同种电荷连线上和中垂线上,连线上：中点电势最小,中垂线上：由中点到无穷远电势逐步减小，无穷远电势为零,2,等量异种电荷连线上和中垂线上,连线上：由正电荷到负电荷电势逐步减小,中垂线上：各点电势相等且都等于零,29/66,(,届周口模拟,),某学习兴趣小组经过查阅资料发觉某示波管工作时，其内部空间存在如图所表示电场，其中实线表示电场线，方向如图所表示，虚线为对应等势线，则以下说法正确是,(,不计电子重力,)(,),针对训练,2,30/66,A,a,点电场强度与,b,点电场强度大小相等,B,两电子分别从,a,、,b,两点移动到,c,点，电场力对两电子做功不相等,C,沿,bc,方向射入电子将做直线运动,D,将电子由,a,点静止释放，电子将沿电场线做曲线运动，经过,d,点,解析：,电场线疏密程度表示场强强弱，故,a,点电场强度大于,b,点电场强度，,A,选项错误；,a,、,b,两点电势相等，故两电子分别从,a,、,b,两点移动到,c,点，电场力对两电子做功相等，,B,选项错误；,bc,方向为一条电场线，沿,bc,方向射入电子受到电场力沿,bc,方向，将做直线运动，,C,选项正确；将电子由,a,点静止释放，电子受力沿切线方向，不沿电场线做曲线运动，,D,选项错误,答案：,C,31/66,电场线和等势线描述了空间整个电场分布情况，,E,x,或,x,图象描述是,x,轴方向上电场分布情况解题关键是依据已学知识进行逻辑推理和数形结合思绪应用,1,t,图象,(1),直接能够得到某一时刻速度大小和方向,(2),图象斜率表示加速度大小和方向，从而能够确定该点场强强弱和方向,(3),由速度改变得到动能改变，从而确定合外力做功情况,电场中图象问题,考 点,3,32/66,2,E,x,图象,(1),直接能够得到某一时刻场强大小和方向,(2),图象和,x,轴围成面积表示两点间电势差,3,x,图象,(1),直接能够得到某一时刻电势分布情况,(2),图象斜率表示该点场强大小和方向，从而能够确定,x,轴上场强强弱分布情况图象斜率为零地方，场强为零,(3),沿电场线电势逐步降低，由电势高低改变确定电场线分布情况,(4),分析电荷移动时电势能改变情况，依据功效关系确定电场力做功情况,33/66,4,等量点电荷连线上电势和场强分布图,(1),等量点电荷连线上场强分布特点,(,沿,x,轴正向为场强正方向,),图甲为等量同种正电荷连线上场强分布图，中点,O,处场强为零，其它位置左右对称，大小相等，方向相反,图乙为等量异种点电荷连线上场强分布图，中点,O,处场强最小，其它位置左右对称，大小相等，方向相同,34/66,(2),等量点电荷连线上电势分布特点,图丙为等量同种正电荷连线上电势分布图，中点,O,处电势最低，其它位置左右对称,图丁为等量异种点电荷连线上电势分布图，中点,O,处电势为零，由负电荷到正电荷逐步升高,35/66,(,届衡水模拟,),静电场方向平行于,x,轴，其电势随,x,分布可简化为如图所表示折线，图中,0,和,d,为已知量一个带负电粒子在电场中以,x,0,为中心、沿,x,轴方向做周期性运动已知该粒子质量为,m,、电量为,q,，忽略重力要求,x,轴正方向为电场强度,E,、加速度,a,、速度,v,正方向，如图分别表示,x,轴上各点电场强度,E,，小球加速度,a,、速度,v,和动能,E,k,随,x,改变图象，其中正确是,(,),例,3,36/66,【,思绪引导,】,1.,x,图象斜率物理含义是什么？,2,怎样依据加速度改变得出速度改变规律？,37/66,【,解析,】,x,图象斜率表示电场强度大小和方向，由题干提供图象可知，原点右侧电场强度沿,x,轴正方向，原点左侧电场强度沿,x,轴负方向，且电场强度大小是恒定不变，,A,选项错误；粒子带负电，在原点右侧，电场力沿,x,轴负方向，加速度为负值，在原点左侧，电场力沿,x,轴正方向，加速度为正值，且加速度大小恒定不变，,B,选项错误；在原点右侧，粒子做匀减速直线运动，在原点左侧粒子做匀加速直线运动，但速度与位移不成正比，,C,选项错误；粒子沿,x,轴正向运动时，依据动能定理，在原点右侧，,qEx,E,k,，在原点左侧，,qEx,E,k,，,D,选项正确,【,答案,】,D,38/66,【,总结提升,】,处理电场中图象问题方法,1,借助,E,x,或,x,图象面积、斜率意义分析作答，比如,E,x,图象与,x,轴围成面积表示电场中对应两点电势差,x,图象斜率表示该点电场强度沿,x,轴方向上分量大小,2,将图象还原成熟悉物理模型，比如等量同种点电荷和等量异种点电荷周围电势和场强分布图,39/66,(,届马鞍山二模,),空间存在一沿,x,轴方向静电场，电场强度,E,随,x,改变关系如图所表示，图象关于坐标原点对称，,A,、,B,是,x,轴上关于原点对称两点，以下说法中正确是,(,),A,电子在,A,、,B,两点电势能相等,B,电子在,A,、,B,两点加速度方向相同,C,取无穷远处电势为零，则,O,点处电势为零,D,电子从,A,点由静止释放后运动轨迹可能是曲线,针对训练,3,40/66,解析：,分析,E,x,图象可知，电子从,A,移动到,B,，在,x,轴负半轴时，运动方向与电场力方向相同，电场力做正功；在,x,轴正半轴时，运动方向与电场力方向相反，电场力做负功，总功为零，,A,、,B,两点电势能相等，,A,选项正确；电子在,A,、,B,两点受到电场力方向相反，大小相等，故加速度方向相反，大小相等，,B,选项错误；将正电荷从,O,点沿,x,轴正方向移动到无穷远处，电场力做正功，电势能减小，,O,点电势比无穷远电势高，,C,选项错误；电子从,A,点由静止释放后速度与协力方向相同，运动轨迹是直线，,D,选项错误,答案：,A,41/66,1.,假如只有电场力做功，则动能和电势能之间相互转化，动能和电势能总和守恒，即,E,p,E,k,.,电场力做正功，电势能降低，动能增加；电场力做负功，电势能增加，动能降低,2,假如只有电场力和重力做功，则电势能和机械能之和保持不变,3,除电场力之外其它力做正功，动能和电势能之和变大；除电场力之外其它力做负功，动能和电势能之和变小,电场中功效关系,考 点,4,42/66,(,多项选择,),(,年海南高考,),如图，两电荷量分别为,Q,(,Q,0),和,Q,点电荷对称地放置在,x,轴上原点,O,两侧，,a,点位于,x,轴上,O,点与点电荷,Q,之间，,b,点位于,y,轴,O,点上方取无穷远处电势为零以下说法正确是,(,),A,b,点电势为零，电场强度也为零,B,正试探电荷在,a,点电势能大于零，所受电场力方向向右,C,将正试探电荷从,O,点移到,a,点，必须克服电场力做功,D,将同一正试探电荷先后从,O,、,b,两点移到,a,点，后者电势能改变较大,【,思绪引导,】,1.,等量异种点电荷周围电场怎样分布？,2,电场力做功与电势能含有何种关系？,例,4,43/66,【,解析,】,等量异种电荷中垂线上电势为零，电场强度不为零，,A,选项错误；正电荷周围电势为正，正试探电荷在,a,点电势能大于零，依据电场线分布情况可知，正试探电荷在,a,点所受电场力方向向右，,B,选项正确；将正试探电荷从,O,点移到,a,点，克服电场力做功，,C,选项正确；,Oa,和,ba,两点间电势差相等，同一正试探电荷在两点间移动，电场力做功相等，依据功效关系可知电势能改变相等，,D,选项错误,【,答案,】,BC,44/66,【,总结提升,】,处理电场中功效关系问题注意点,1,研究合外力做功时，应用动能定理来求解,2,应用能量守恒定律处理电势能和其它形式能量之间转化,3,应用功效关系处理电场力做功与电势能改变量之间关系,45/66,(,年新课标卷,),如图，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,点分别到,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,针对训练,4,46/66,解析：,电子由,M,点分别运动到,N,点和,P,点过程中，电场力做相等负功，电势能增加量相等，说明,N,、,P,两点电势相等，,M,点电势高，,N,点电势低，直线,d,位于某一等势面内，直线,d,与直线,c,平行，一样直线,c,也在某一等势面内，,A,选项错误，,B,选项正确；,M,、,Q,点位于同一等势面，电子由,M,点运动到,Q,点时，电场力不做功，,C,选项错误；,P,点电势低于,Q,点，电子由,P,点运动到,Q,点，电势能降低，电场力做正功，,D,选项错误,答案：,B,47/66,方法技巧归纳,48/66,(1),d,为两点间沿电场强度方向上距离，或两点所在等势面间垂直距离,(2),电场强度方向是电势降低最快方向在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低电势,(3),定量计算适合用于匀强电场，在非匀强电场中只可定性分析,等差等势面疏密与场强大小关系，当电势差,U,一定时，场强,E,越大，则沿场强方向距离,d,越小，即场强越大，等差等势面越密,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,49/66,(1),沿任意方向每经过相同距离时电势改变相等,(2),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,3,匀强电场中作图题,在匀强电场中，依据已知条件怎样确定电场线，思绪以下：,依据匀强电场中电势差和电场强度关系确定等势点连接等势点，确定等势线依据电场线与等势线垂直特点，画出电场线沿着电场线，电势逐步降低，由此确定电场线方向,50/66,(,年新课标卷,),如图，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,，,P,F,，点电荷,Q,在,M,、,N,、,P,三点所在平面内，则,(,),例,5,51/66,A,点电荷,Q,一定在,MN,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,【,思绪引导,】,1.,正点电荷形成电场含有什么特点？怎样依据等势点确定电荷位置？,2,电场力做功与电势能含有何种关系？,52/66,【,解析,】,正点电荷周围等势面是以正电荷为球心,同心球面，已知,M,N,，,P,F,，则正电荷到,M,、,N,和,P,、,F,距离相等，依据几何关系可知，正电荷一定位于,MN,和,PF,中垂线交点上，即,MP,连线上，,A,选项错误；如图所表示：,点电荷等势面是球面，不是直线，,B,选项错误；正电荷形成电场中，距离场源电荷越近，电势越高，,P,点电势高于,N,点电势，将正试探电荷从,P,点搬运到,N,点，电势能降低，电场力做正功，,C,选项错误；同理，,P,点电势高于,N,点，,D,选项正确,【,答案,】,D,53/66,A,该匀强电场场强方向沿,BC,方向,B,该匀强电场场强方向沿,BA,方向,C,该匀强电场场强大小为,2 V/m,针对训练,4,54/66,答案：,C,55/66,考题随堂演练,56/66,1.,(,届河南林州中学质检,),如图所表示，一圆环上均匀分布着正电荷，,x,轴垂直与环面且过圆心,O,，以下关于,x,轴上电场强度和电势说法中正确是,(,),A,O,点电场强度为零，电势最低,B,O,点电场强度为零，电势最高,C,从,O,点沿,x,轴正方向，电场强度减小，电势升高,D,从,O,点沿,x,轴正方向，电场强度增大，电势降低,57/66,解析：,圆环上均匀分布着正电荷，依据等量同种电荷场强分布规律结合电场叠加原理可知，圆环上各电荷在,O,点产生场强抵消，合场强为零圆环上各电荷产生电场强度在,x,轴有向右分量，沿着电场线方向电势降低，可知在,x,轴上,O,点电势最高，故,A,选项错误，,B,选项正确；,O,点场强为零，无穷远处场强也为零，所以从,O,点沿,x,轴正方向，场强应先增大后减小,x,轴上电场强度方向向右，电势降低，故,C,、,D,选项错误,答案：,B,58/66,2.,(,届福建省厦门第一中学月考,),如图所表示，虚线表示某电场等势面一带电粒子仅在电场力作用下由,A,点运动到,B,点径迹如图中实线所表示粒子在,A,点速度为,v,A,、电势能为,E,p,A,；在,B,点速度为,v,B,、电势能为,E,p,B,.,则以下结论正确是,(,),A,粒子带正电，,v,A,v,B,，,E,p,A,E,p,B,B,粒子带负电，,v,A,v,B,，,E,p,A,E,p,B,C,粒子带正电，,v,A,v,B,，,E,p,A,E,p,B,D,粒子带负电，,v,A,v,B,，,E,p,A,E,p,B,解析：,依据曲线运动规律可知，受力指向轨迹内侧，又因为电场线处处垂直于等势线，故粒子带负电，从,A,运动到,B,过程中，电场力做负功，依据功效关系可知，电势能增加，动能减小，故,v,A,v,B,，,E,p,A,E,p,B,，故,B,选项正确,答案：,B,59/66,3,(,届辽宁部分重点高中检测,),如图所表示，,A,、,B,、,C,是平行纸面匀强电场中三点，它们之间距离均为,L,，电荷量,q,110,9,C,正电荷由,A,点移动到,C,点，电场力做功,W,1,410,8,J,，该电荷由,C,点移动到,B,点，电场力做功,W,2,0.,若,B,点电势为零，则以下说法正确是,(,),A,C,点电势为,4 V,B,A,点电势为,4 V,C,匀强电场方向由,A,点垂直指向,BC,D,匀强电场方向由,A,点指向,B,点,60/66,答案：,C,61/66,4,(,届广西桂林三校模拟,),如图甲所表示，,A,、,B,是在某电场中一条电场线上两点，一带电粒子在,A,点取得一个初速度，只在电场力作用下沿电场线运动到,B,点，电势能随距离改变图象如图乙所表示，则粒子从,A,运动到,B,点过程中，以下说法正确是,(,),A,粒子一定带负电,B,电场力对电荷一定做负功,C,粒子速度一定减小,D,粒子加速度一定减小,62/66,解析：,分析图乙可知，电势能逐步减小，依据功效关系可知，电场力做正功，粒子可能带正电也可能带负电，,A,、,B,选项错误；电场力做正功，动能增加，速度增加，,C,选项错误；,E,p,x,图象斜率大小表示电场力，由图可知，图象斜率逐步变小，粒子受到电场力变小，则加速度一定减小，故,D,选项正确,答案：,D,63/66,5.,(,届上海模拟,),如图所表示，在水平向右、场强为,E,匀强电场中，两个带电量均为,q,小球,A,、,B,经过两根长度均为,L,绝缘细线悬挂,A,球质量为,B,球质量,5,倍，两球静止时，两细线与竖直方向夹角分别为,30,、,60.,以悬挂点,O,作为零电势和零重力势能面,(1),求,B,球质量,m,B,；,(2),用一个外力作用在,A,球上，把,A,球迟缓拉到最低点,A,，两球电势能改变了多少？,(3),依据最小势能原理，当一个系统势能最小时，系统会处于稳定平衡状态撤去,(2),问中外力，直至两球在空气阻力作用下再次静止，此过程中，,A,、,B,两球最小势能,(,包含电势能和重力势能,),为多大？,(,本小题忽略两电荷之间电势能,),64/66,解析：,(1),分析,B,球受力情况，重力、电场力、绳子拉力和库仑力，其中重力和电场力协力沿绳子方向，如图所表示：,65/66,课时强化作业二十五,66/66,