江苏省高考物理大一轮复习 第七章 静电场 2 电场能的性质课件.ppt

第七章静电场 第2讲电场能的性质 1 了解静电力做功的特点 知道静电力做功与电势能改变的关系 2 了解电势的概念 3 了解等势面 知道几种典型静电场的等势面的形状与特点 4 理解电势差的概念及其定义式 能进行相关计算 5 了解电势差 电势 电势能之间的区别和联系 6 认识匀强电场中电势差与电场强度的关系 能进行相关计算 7 对非匀强电场中电势差与电场强度的关系能定性分析 有关 无关 电荷 零势能 减少 增加 1 6 10 19j 电势能 电荷量 电势 垂直 高 低 大小 电势 电压 a b 电场方向 乘积 ed 电势差 快 1 比较电势高低的几种方法 1 沿电场线方向 电势越来越低 电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面 2 判断出uab的正负 再由uab a b 比较 a b的大小 若uab 0 则 a b 若uab 0 则 a b 3 取无限远处为零电势点 正电荷周围电势为正值 且离正电荷近处电势越高 负电荷周围电势为负值 且离负电荷近处电势越低 电势高低及电势能大小的比较方法 2 电势能大小的比较方法 1 场源电荷判断法 离场源正电荷越近 试探正电荷的电势能越大 试探负电荷的电势能越小 离场源负电荷越近 试探正电荷的电势能越小 试探负电荷的电势能越大 2 电场线判断法 正电荷顺着电场线的方向移动时 电势能逐渐减小 逆着电场线的方向移动时 电势能逐渐增大 负电荷顺着电场线的方向移动时 电势能逐渐增大 逆着电场线的方向移动时 电势能逐渐减小 3 做功判断法电场力做正功 电荷 无论是正电荷还是负电荷 从电势能较大的地方移向电势能较小的地方 反之 如果电荷克服电场力做功 那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方 典题演示1 多选 2016 新课标全国卷 如图所示 一带负电荷的油滴在匀强电场中运动 其轨迹在竖直面 纸面 内 且相对于过轨迹最低点p的竖直线对称 忽略空气阻力 由此可知 a q点的电势比p点高b 油滴在q点的动能比它在p点的大c 油滴在q点的电势能比它在p点的大d 油滴在q点的加速度大小比它在p点的小 ab 解析 油滴做类斜抛运动 加速度恒定 选项d错误 合力竖直向上 且电场力eq竖直向上 eq mg 电场方向竖直向下 p点电势最低 负电荷在p点电势能最大 选项a正确 选项c错误 若粒子从q点运动到p点 则合力做负功 动能减小 p点的动能最小 选项b正确 典题演示2 多选 2016 南通一模 四个点电荷位于正方形四个角上 电荷量及其附近的电场线分布如图所示 ab cd分别是正方形两组对边的中垂线 o为中垂线的交点 p q分别为ab cd上的两点 op oq 则 a p点的电场强度比q点的小b p点的电势比m点的低c op两点间的电势差小于oq间的电势差d 一带正电的试探电荷在q点的电势能比在m点大 ad 解析 根据电场的对称性 p点电场线比q点稀疏 a项正确 根据电场与等势面处处垂直 p点所在ab为等势面 所以p点电势比m点高 b项错误 p q两点电势相等 c项错误 正试探电荷从q点到m点 电场力做正功 电势能减小 d项正确 1 电场力做功的特点电场力做的功和路径无关 只和初 末位置的电势差有关 电场力做功及电场中的功能关系 2 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 所有力对物体做的总功 等于物体动能的变化 3 电场力做功的计算方法 1 由公式w flcos 计算 此公式只适合于匀强电场中 可变形为w qelcos 2 由w qu来计算 此公式适用于任何形式的静电场 3 由动能定理来计算 w电场力 w其他力 ek 4 由电势能的变化来计算 wab epa epb bc 解析 由能量守恒可知 物体减少的电势能与重力势能的总和等于物体增加的动能与克服摩擦力所做的功 故a错误 由功能关系可知 物体减少的机械能等于物体增加的电势能与系统产生的热量总和 故b正确 由能量守恒定律可知 物体机械能的增量 电势能的增量与系统产生的热量的代数和为零 故c正确 由动能定理可知 物体受到的合力所做的功等于物体增加的动能 故d错误 ab 解析 物块与弹簧组成的系统机械能的增加量等于电场力与摩擦力所做功的代数和 a项正确 弹簧压缩至最短时物块的速度为零 所以减少的电势能等于弹簧弹性势能的增加量和系统产生的内能之和 b项正确 物块速度最大的位置不是刚和弹簧接触的位置 而是在合力为零的地方 c项错误 物块向左运动速度最大处是电场力等于摩擦力加弹簧弹力之和的地方 返回时速度最大处是弹力等于摩擦力加电场力之和处 所以返回时速度最大处在a点左边 d项错误 1 带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的 运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向 电场线只能够描述电场的方向和定性地描述电场的强弱 它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向 2 等势线总是和电场线垂直 已知电场线可以画出等势线 已知等势线也可以画出电场线 电场线 等势线与运动轨迹的综合分析 3 在利用电场线 等势面和带电粒子的运动轨迹解决带电粒子的运动问题时 基本方法是 1 根据带电粒子的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向 带电粒子所受的合力 往往只受电场力 指向运动轨迹曲线的凹侧 再结合电场线确定带电粒子的带电种类或电场线的方向 2 根据带电粒子在不同的等势面之间移动 结合题意确定电场力做正功还是做负功 电势能的变化情况或是等势面的电势高低 abc 解析 从粒子的轨迹可以看出 o点的正电荷与粒子m相互吸引 与粒子n相互排斥 故m带负电荷 n带正电荷 a项正确 uab 0 所以从a点运动到b点 m所受的电场力做负功 动能减小 故b项正确 d e两点电势相等 n在d e两点的电势能相等 故c项正确 ucd 0 n从c点运动到d点 电场力做正功 故d项错误 ad 解析 电场线与等势面处处垂直 根据b点速度和电场力把轨迹夹在中间 a项正确 b项错误 等差等势面 电场线和等势面同密同疏 c项错误 根据电场线判定 d项正确 b 解析 a点和d点的电场强度方向不同 a错 由沿着电场线方向电势降低 可知b正确 负电荷从c点移到d点 电场力不做功 c错 正电荷从c点沿虚线移到e点 电势能先增大后减小 d错 c 解析 电场线的疏密程度表示场强大小 a点场强小于b点场强 a项错误 沿着电场线电势降低 小球表面的电势比容器内表面的电势高 b项错误 电场线与等势面垂直 c项正确 电场力做功与电荷的运动路径无关 只与这两点的电势差有关 d项错误 b 解析 c d两点场强方向不同 a项错误 b e电势相等 c d电势相等 b项正确 a点的电势比d点的低 c项错误 c点电势高于b点电势 负电荷在b点的电势能更大 d项错误 b 解析 根据电场线与等势线垂直 沿着电场线方向电势降低得出场强方向向左 再由曲线运动时所受合外力指向曲线弯曲的内侧 得出粒子所受电场力向左 粒子带正电 a项错误 等势线密的地方场强大 b项正确 粒子从a到c 电场力做负功 电势能变大 c项错误 根据w uq得出从a到b和从b到c 电场力做功相同 d项错误 bcd 解析 若电场力方向向上 大小等于重力 b项正确 若电场力和重力都竖直向下 从底边飞出 c项正确 若电场力向上重力向下 从上边飞出 d项正确 小球的动能不