高考物理一轮复习 第7章 静电场 第2讲 电场能的性质课件 新人教版.ppt

静电场 第七章 第2讲电场能的性质 知识梳理自测 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 知识点1 电势能电势 路径 初 末位置 电场 零势能 电势能的减少量 2 电势 1 定义 试探电荷在电场中某点具有的 与它的 的比值 2 定义式 3 矢标性 电势是 有正 负之分 其正 负 表示该点电势比 高 低 4 相对性 电势具有 同一点的电势因选取 的不同而不同 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 1 定义 电荷在电场中 由一点a移到另一点b时 与移动电荷的 的比值 2 定义式 uab 3 电势差与电势的关系 uab uab uba 知识点2 电势差 电场力做功 电荷量 知识点3 匀强电场中电势差与电场强度的关系 电场线 思考 电势和电势差与检验电荷有关吗 电场中各点的电势与零电势点的选取有关 电势差与零电势点的选取有关吗 电势降低的方向一定是沿电场线方向吗 答案 无关 无关 不是 思维诊断 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 d b 解析 将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方 电势能一定减少 a错误 无论是正电荷还是负电荷 从电场中某点移到无穷远处时 静电力做的正功越多 电荷在该点的电势能越大 b正确 在同一个等势面上的各点 场强的大小不一定是相等的 例如等量异种电荷连线的中垂线上各点 c错误 沿电场强度的方向电势一定下降 但是电势降低的方向不一定是电场强度的方向 d错误 ad 解析 在匀强电场中 由u ed可知 任意两段平行长度相等的线段两端的电势差相等 所以 a b d c 6v b c正确 bc 核心考点突破 1 电势高低的判断 电势差 电势 电势能的理解与应用 考点一 2 电势能大小的判断 例1 d a 在mn连线的中垂线上 o点电势最高b 正电荷 q从b点沿直线移到d点的过程中 受到的电场力先减小后增大c 正电荷 q在c点的电势能大于在a点的电势能d 正电荷 q在c点的电势能小于在a点的电势能 解析 在mn连线的中垂线上各点的电势相等 a错误 在两电荷连线的中垂线上 o点的场强最大 正电荷 q从b点移到d点的过程中 受到的电场力先增大后减小 b错误 因a点的电势高于c点的电势 故正电荷 q在c点的电势能小于在a点的电势能 d正确 c错误 类题演练1 d 解析 根据电场强度的叠加可知 d点的电场强度为零 d点左侧 电场强度方向向左 则电场线方向向左 指向无穷远处 沿电场线方向电势逐渐降低 所以d点电势大于零 a错误 由于a b两点电荷在e点产生的电场强度等大反向 所以e点的电场强度等于点电荷c产生的电场强度 方向向左 而f点的电场强度是点电荷a b与c产生的电场强度的叠加 所以ef ee b错误 由对称性可知 e g h三点的电势相同 电场强度大小相等 方向不同 c错误 c处的点电荷处于a b两点电荷的电场中 ef连线上点电荷a b产生的合场强方向由e指向f 所以c处的正点电荷释放后 向右运动 电场力做正功 电势能逐渐减小 d正确 电势差与电场强度的关系 考点二 例2 a 解题导思 由各点电势值 如何求电场强度 类题演练2 c 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 电场中的功能关系 考点三 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 例3 bd 解题导思 1 描述小球的运动过程 标出各段过程的位移大小和速度大小 2 第二个t秒内小球的加速度是否变化 3 第一个t秒内的位移和第二个t秒内的位移有何关系 答案 1 从a点自由下落h1到达b点所用时间为t 末速度为v1 加上电场后向下运动h2速度为零 然后向上加速至a点 速度为v2 这两个过程用的总时间为t 2 由于重力和向上的电场力大小 方向均不变 故此过程小球的加速度恒定不变 3 大小相等 方向相反 答案 1 1 65n 2 0 85m 类题演练3 阶段培优微专题 静电场中的四类图象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 进而确定电场强度的方向 电势的高低及电势能的变化 2 x图象 1 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 2 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 3 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 x图象 1 反映了电场强度随位移变化的规律 2 e 0表示场强沿x轴正方向 e 0表示场强沿x轴负方向 3 图线与x轴围成的 面积 表示电势差 面积 大小表示电势差大小 两点的电势高低根据电场方向判定 4 ep x图象 1 描述电势能随位移变化的规律 2 根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负 3 根据w ep fx 图象ep x的斜率为电场力 例4 abd 类题演练4 ac 解析 x 0到x 2mm x 10mm到x 12mm是电场强度大小为e1 方向沿x轴负方向的匀强电场 x 2mm到x 10mm是电场强度大小为e2 方向沿x轴正方向的匀强电场 带电粒子所受的电场力的方向与场强方向相反 粒子先加速再减速 此后又加速运动 a正确 p点与q点的场强大小不相等 所以粒子的加速度大小不相等 b错误 p点与q点的电势相同 粒子从p点到q点 电场力对粒子做功为零 故粒子经过p点和q点时动能相等 c正确 粒子经过p点与q点时 电场力大小不同 速率相同 做功的功率不相等 d错误 类题演练5 ab 解析 由对称性可得电子在a b两点的电势能相等 故a正确 电子在a b两点受到的电场力大小相等 方向相反 故加速度大小相等 方向相反 故b正确 由于电场力方向与x轴平行 故速度与合力始终共线 故电子一定做直线运动 c错误 沿着电场线方向电势逐渐降低 从o到无穷远为电场线方向 电势降低 故o点电势不为零 d错误 类题演练6 bc 解析 ep x图线的斜率表示电场力的