高考物理大一轮复习 7.2电场的能的性质课件.ppt

第2课时电场的能的性质 知识梳理 知识点一 电势能 电势1 电势能 1 电场力做功的特点 电场力做功与无关 只与有关 2 电势能 定义 电荷在中具有的势能 数值上等于将电荷从该点移到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 即wab epa epb ep 路径 初 末位置 电场 零势能 电势能的减少量 电势能ep 电荷量q 标量 零电势 相对性 零电势点 3 等势面 1 定义 电场中的各点组成的面 2 四个特点 等势面一定与垂直 在上移动电荷时电场力不做功 电场线方向总是从的等势面指向的等势面 等差等势面越密的地方电场强度 反之 电势相等 电场线 同一等势面 电势高 电势低 越大 越小 电场力做功 电荷量 a b 无关 无关 电场线 思维深化判断正误 正确的画 错误的画 1 电场中电场强度为零的地方电势一定为零 2 等势面是客观存在的 电场线与等势面一定垂直 3 电场力做功与路径无关 4 带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动 5 由于静电力做功跟移动电荷的路径无关 所以电势差也跟移动电荷的路径无关 只跟这两点的位置有关 答案 1 2 3 4 5 a 该电场在c点处的电势一定为6vb a点处的场强ea一定小于b点处的场强ebc 正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大d 正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大解析本题中电场线只有一条 又没说明是哪种电场的电场线 因此电势降落及场强大小情况都不能确定 a b错 a b两点电势已知 正电荷从a到b是从低电势向高电势运动 电场力做负功 动能减小 电势能增大 c对 d错 答案c 题组二电场力做功的特点及应用4 双选 光滑绝缘水平面上有两个带等量异种电荷的小球a b 小球a通过绝缘轻弹簧与竖直墙相连 如图3所示 今小球b在外力f作用下缓慢向右移动 移动中两小球带电荷量不变 则对两小球和弹簧组成的系统的分析正确的是 图3 a 外力f对系统做正功 弹性势能增大b 外力f对系统做正功 弹性势能减小c 静电力做正功 电势能减小d 静电力做负功 两球间电势差增大解析外力对小球做正功 当小球b向右运动时 两球距离增大 库仑力减小 因此弹簧的伸长量减小 弹性势能减小 a错误 b正确 由于两球距离增大 库仑力做负功 系统电势能增大 两球间电势差增大 c错误 d正确 答案bd 5 双选 2014 青岛市质量检测 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图4中虚线所示 一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场 其运动轨迹为图中实线所示 若粒子只受静电力作用 则下列关于带电粒子的判断正确的是 图4 a 带正电b 速度先变大后变小c 电势能先变大后变小d 经过b点和d点时的速度大小相同解析由等势线的分布特点可知 形成电场的正电荷在上方 负电荷在下方 又由轨迹的偏转情况可确定 运动的粒子带负电 选项a错误 电场力先做负功后做正功 动能先减小后变大 速度先减小后变大 电势能先增加后减少 则选项b错误 c正确 由于bd两点在同一等势面上 则粒子在这两点的电势能相等 动能相等 速度大小相等 选项d正确 答案cd 例1 相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板 它们之间的电场除边缘外 可看作匀强电场 其电场线分布如图5所示 一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场 则从a运动到d的过程中 图5 a 粒子的速度一直在增大b 粒子的电势能一直在减小c 粒子在a点的电势能比在d点低d 粒子的加速度先变大再不变后变小 解析根据带电粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧可知 粒子带正电 电场力先做负功 后做正功 再做负功 粒子的动能先减小 后增大再减小 选项a错误 粒子的电势能先增大 后减小再增大 选项b错误 顺着电场线方向电势降低 a点的电势高于d点的电势 正电荷在电势高处电势能大 故粒子在a点的电势能比在d点大 选项c错误 电场线先是越来越密后不变再越来越疏 故电场力先变大再不变后变小 粒子的加速度先变大再不变后变小 选项d正确 答案d 变式训练 1 如图6所示 在空间直角坐标系o xyz中 有一四面体caob c a o b为四面体的四个顶点 它们的坐标分别为 o 0 0 0 a l 0 0 b 0 l 0 c 0 0 l d 2l 0 0 是x轴上一点 在坐标原点o处固定着电荷量为 q的点电荷 下列说法正确的是 图6 a a b c三点的电场强度相同b 电势差uoa uadc 将一电子由c点分别移动到a b两点 电场力做功相同d 电子在a点的电势能大于在d点的电势能解析a b c三点的电场强度大小相同 方向不同 a错 电势差uoa uad b错 电子在a点的电势能小于在d点的电势能 d错 答案c 考点二根据粒子运动的轨迹 电场线 等势面 进行相关问题的判断方法1 运动与力两线法 画出 速度线 运动轨迹在某一位置的切线 与 力线 在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧 从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况 2 三不知时要假设 电荷的正负 场强的方向 或等势面电势的高低 电荷运动的方向 是题目中相互制约的三个方面 若已知其中一个 可分析判定各待求量 若三个都不知 三不知 则要用 假设法 进行分析 例2 如图7所示 实线表示电场线 虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹 a b为其运动轨迹上的两点 可以判定 图7 a 粒子在a点的速度大于在b点的速度b 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度c 粒子一定带正电荷d 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 解析该粒子在电场中做曲线运动 则电场力应指向轨迹的凹侧且沿电场线的切线方向 设粒子由a向b运动 则其所受电场力方向和速度方向的关系如图所示 可知电场力做正功 粒子速度增加 电势能减小 a错 d对 b点处电场线比a点处电场线密 即粒子在b点所受电场力大 加速度大 选项b错 因电场线方向不确定 所以粒子的电性不确定 c选项错误 假设粒子由b向a运动同样可得出结论 答案d 求解此类问题的思维模板 变式训练 2 双选 如图8所示 在两等量异种点电荷连线上有d e f三点 且de ef k m l分别为过d e f三点的等势面 一不计重力的带负电粒子 从a点射入电场 运动轨迹如图中实线所示 以 wab 表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值 以 wbc 表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值 则 图8 a wab wbc b wab wbc c 粒子由a点到b点 动能减少d a点的电势较b点的电势高 解析由等量异种点电荷的电场线特点可知靠近电荷处电场强度大 结合公式u ed知 uab ubc 而w qu 所以 wab wbc 则a b均错误 从带负电粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到向左侧的作用力