高考物理大一轮复习 6.2电场能的性质课件 新人教版.ppt

考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 考点二电势差与电场强度的关系 考点三电场中的功能关系 考点 高三物理一轮复习 第2节电场能的性质 第六章静电场 1 电场力做功与电势能变化的关系 多选 如右图所示 a b为某电场线上的两点 那么以下结论正确的是 a 把正电荷从a移到b 电场力做正功 电荷的电势能减小b 把负电荷从a移到b 电场力做负功 电荷的电势能增加c 把负电荷从a移到b 电场力做正功 电荷的电势能增加d 不论正电荷还是负电荷 从a到b电势能都逐渐降低 正电荷受力方向与场强方向一致 故由a到b 电场力对正电荷做正功 电势能减小 选项a正确 同理 负电荷由a到b电场力做负功 电势能增加 选项b正确 选项c d错误 解析 答案 图片显 隐 基础自测 ab 2 电势高低的判断问题 2014 高考江苏卷 如图所示 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 a o点的电场强度为零 电势最低b o点的电场强度为零 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 将圆环看成由若干对点电荷组成 点电荷的电量相等 则圆环同一直径上的两个电量相等的点电荷在x轴上产生的场强从圆心o沿x轴方向到无穷远 场强大小由0先增大后减小到0 而电势逐渐减小 因此若干对等量点电荷产生的电场叠加后 在x轴上从圆心o沿x轴方向到无穷远 场强大小由0先增大后减小到0 而电势逐渐减小 a c d错误 b正确 基础自测 解析 答案 图片显 隐 b 3 对电势差概念的理解 多选 关于电势差的计算公式 下列说法正确的是 基础自测 解析 答案 bc 4 电场中功能关系的理解 多选 如右图所示 竖直向上的匀强电场中 绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上 上面放一质量为m的带正电小球 小球与弹簧不连接 施加外力f将小球向下压至某位置静止 现撤去f 小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中 重力 电场力对小球所做的功分别为w1和w2 小球离开弹簧时速度为v 不计空气阻力 则上述过程中 a 小球与弹簧组成的系统机械能守恒b 小球的重力势能增加 w1d 小球的电势能减少w2 基础自测 解析 答案 bd 图片显 隐 一 电场力做功与电势能1 静电力做功 1 特点 静电力做功与 无关 只与 位置有关 2 计算方法 w qed 只适用于匀强电场 其中d为沿 方向的距离 wab quab 适用于任何电场 2 电势能 1 定义 电荷在电场中具有的势能 数值上等于将电荷从该点移到 位置时静电力所做的功 教材梳理 路径 初 末 电场 零电势能 2 静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的 即wab epa epb ep 二 电势 等势面1 电势 1 定义 电荷在电场中某一点的 与它的 的比值 2 等势面 1 定义 电场中 的各点构成的面 教材梳理 减少量 电势能 电荷量 电势相同 2 特点 在等势面上移动电荷 电场力不做功 等势面一定与电场线垂直 即与场强方向 电场线总是由 的等势面指向电势低的等势面 等差等势面的疏密表示电场的强弱 等差等势面越密的地方 电场线越密 三 电势差1 电势差 1 定义 电荷在电场中 由一点a移到另一点b时 与移动的电荷的 的比值 教材梳理 垂直 电势高 电场力所做的 电量 功 2 定义式 uab 3 电势差与电势的关系 uab uab uba 4 影响因素电势差uab由电场本身的性质决定 与移动的电荷q及电场力做的功wab 关 与零电势点的选取 关 2 匀强电场中的电势差与电场强度的关系uab ed 其中d为电场中两点间 的距离 教材梳理 a b 无 无 沿电场方向 1 电场线与电场强度的关系 电场线越密的地方表示电场强度越大 电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向 2 电场线与等势面的关系 电场线与等势面垂直 并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面 3 电场强度大小与电势无直接关系 零电势可人为选取 电场强度的大小由电场本身决定 故电场强度大的地方 电势不一定高 4 电势能与电势的关系 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 考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 考点阐释 题组一电场强度与电势的考查1 2014 高考新课标全国 卷 多选 关于静电场的电场强度和电势 下列说法正确的是 a 电场强度的方向处处与等电势面垂直b 电场强度为零的地方 电势也为零c 随着电场强度的大小逐渐减小 电势也逐渐降低d 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 由静电场等势面的特点知 电场强度的方向处处与等势面垂直 a正确 电场强度为零的地方 电势不一定为零 如等量正电荷连线中点处 b错误 电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 但随着电场强度的减小 电势不一定降低 c错误 d正确 题组设计 解析 答案 考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 ad 题组二电场线 电场强度 等势面 电势的考查2 2014 高考北京卷 如图所示 实线表示某静电场的电场线 虚线表示该电场的等势面 下列判断正确的是 a 1 2两点的场强相等b 1 3两点的场强相等c 1 2两点的电势相等d 2 3两点的电势相等 电场线的疏密表示电场的强弱 切线方向表示电场方向 1 2两点场强方向相同 大小不同 1 3两点场强大小不同 方向不同 a b错误 沿电场线方向电势逐渐降低 1点电势高于2点电势 c错误 同一等势面上各点电势相等 d正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 d 题组三电势 电势能的判断3 2013 高考山东卷 多选 如右图所示 在x轴相距为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 l 2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 a b d两点处的电势相同b 四点中c点处的电势最低c b d两点处的电场强度相同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 等量异种点电荷的电场线分布如图所示 由对称性可知b d两点处的电势相同 选项a正确 由于沿两个等量异种点电荷连线的中点电势为零 所以四点中c点处的电势最低 选项b正确 b d两点处的电场强度大小相等 方向不相同 所以选项c错误 由于c点电势低于a点 将一试探电荷 q沿圆周由a点移至c点 q的电势能减小 选项d正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 abd 判断电势高低及电势能增减的方法 1 电势高低常用的两种判断方法 依据电场线的方向 沿电场线方向电势逐渐降低 2 电势能增 减的判断方法 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 规律总结 考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 公式法 由ep q p 将q p的大小 正负号一起代入公式 ep的正值越大电势能越大 ep的负值越小 电势能越大 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 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 规律总结 考点一电场线 电势 电势能 等势面之间的关系 1 在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为u ed 其中d为两点沿电场线方向的距离 由公式u ed可以得到下面两个结论 考点二电势差与电场强度的关系 考点阐释 结论2 匀强电场中若两线段ab cd 且ab cd 则uab ucd 或 a b c d 如图乙所示 2 在非匀强电场中 不能用u ed进行计算 但可以进行定性分析 一般沿电场线方向取相同的长度d 线段处于场强较大的区域所对应的电势差u较大 考点阐释 考点二电势差与电场强度的关系 题组一匀强电场中电势差与电场强度的关系1 如右图所示 在平面直角坐标系中 有方向平行于坐标平面的匀强电场 其中坐标原点处的电势为0v 点a处的电势为6v 点b处的电势为3v 则电场强度的大小为 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二电势差与电场强度的关系 a 2 2015 兰州 张掖联考 如图所示 等边三角形abc处在匀强电场中 其中电势 a b 0 c 保持该电场的大小和方向不变 让等边三角形以a点为轴在纸面内顺时针转过30 则此时b点的电势为 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二电势差与电场强度的关系 c 题组二非匀强电场中定性判断问题3 多选 下列关于电势差的说法中正确的是 a 在图中 若ab bc 则uab ubcb 在图中 若ab bc 则uab ubcc 在图中 若ab bc 则uab ubcd 在匀强电场中 与电场垂直的方向上任意两点间的电势差为零 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二电势差与电场强度的关系 ad 等分法求电势 电场强度 的思路解决此类问题的关键是确定匀强电场的大小和方向 其思路如下 电势分布特点 等分法找等势面 画出等势面 确定电场的方向 大小 规律总结 考点二电势差与电场强度的关系 1 求电场力做功的几种方法 1 由公式w flcos 计算 此公式只适用于匀强电场 可变形为w eqlcos 2 由wab quab计算 此公式适用于任何电场 3 由电势能的变化计算 wab epa epb 4 由动能定理计算 w电场力 w其他力 ek 考点三电场中的功能关系 考点阐释 2 电场中的功能关系 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 弹簧弹力之外 其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化 4 所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化 考点阐释 考点三电场中的功能关系 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点三电场中的功能关系 c 题组设计 图片显 隐 考点三电场中的功能关系 1 无电场时 小球到达a点时的动能与初动能的比值 2 电场强度的大小和方向 题组设计 解析 考点三电场中的功能关系 题组设计 解析 考点三电场中的功能关系 题组设计 解析 答案 考点三电场中的功能关系 在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理 能量守恒定律 有时也会用到功能关系 1 应用动能定理解决问题需研究合外力的功 或总功 2 应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化 3 应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能变化之间的对应关系 规律总结 本节课主要涉及电场强度和电势及电势能的判断 是电场中 力 和 能 的综合应用 在高考中也是比较热门的考查内容 以选择题居多 学习中要注意以下几点提醒 1 对电势和电场强度的三点提醒 1 电势是标量 是描述电场能的性质的物理量 电场强度是矢量 是描述电场力的性质的物理量 2 电势高的地方场强不一定大 二者在大小上无必然联系 3 沿电场强度方向是电势降落最快的方向 名师 微点拨 2 对电势和电势能的三点理解 1 电势和电势能均为标量 具有相对性 其正负表示大小 2 某点电势为零 试探电荷在该点的电势能也一定为零 3 某点电势高 试探电荷在该点的电势能不一定大 静电场中图象问题的处理方法 主要类型 1 v t图象 2 x图象 3 e t图象 4 e x图象 应对策略 1 v t图象 根据v t图象的速度变化 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 思想方法 2 x图象 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 在 x图象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 在 x图象中分析电荷移动时电势能的变化 可用wab quab 进而分析wab的正负 然后作出判断 3 e t图象 根据题中给出的e t图象 确定e的方向 再在草纸上画出对应电场线的方向 根据e的大小变化 确定电场的强弱分布 4 e x图象 根据e x图象分析电场强度的变化 从而确定电场力的大小关系 进一步结合电荷电性分析做功及