高考物理一轮复习方案 （高频考点+热点导练+历年高考题）第6章 第3节 电场的能的性质课件 新人教版.ppt

第3节电场的能的性质 考点1 等势面与电场线的综合应用 例1 2011 江苏 一粒子从a点射入电场 从b点射出 电场的等势面和粒子的运动轨迹如图6 3 1所示 图中左侧前三个等势面彼此平行 不计粒子的重力 下列说法正确的有 a 粒子带负电荷b 粒子的加速度先不变 后变小c 粒子的速度不断增大d 粒子的电势能先减小 后增大 图6 3 1 切入点 等势面与电场线 电场强度 的关系 解析 由于粒子做曲线运动 电场力与等势面垂直 且电场力 合外力 在曲线弧内侧 可知其带负电 做减速运动 电场力做负功 电势能增大 答案 ab点评 对于电场线与等势面的应用这类问题 核心是要明确概念的物理内涵 如电场线 等势面 的疏密反映了场强的大小等 重点是要理解并熟记几种典型的电场的电场线与等势面的分布 即线谱 考点2 匀强电场中电势差与电场强度的关系 例2 2010 安徽 如图6 3 2所示 在xoy平面内有一个以o为圆心 半径r 0 1m的圆 p为圆周上的一点 o p两点连线与x轴正方向的夹角为 若空间存在沿y轴负方向的匀强电场 场强大小e 100v m 则o p两点的电势差可表示为 a uop 10sin v b uop 10sin v c uop 10cos v d uop 10cos v 图6 3 2 切入点 电势差与电场强度的关系 解析 在匀强电场中 两点间的电势差u ed 而d是沿场强方向上的距离 所以dop rsin 故 uop 100 0 1 sin 10sin v 选项a正确 答案 a点评 在匀强电场中 沿任意一条直线方向 电势的降落都是均匀的 换一句话说 在同一条直线上任意等距的两点之间的电势差都相等 依据这一规律可以很方便地寻找等势点 确定等势面 题型一 图象问题 例3 2010 江苏卷 空间有一沿x轴对称分布的电场 其电场强度e随x变化的图象如图6 3 3所示 下列说法正确的是 a o点的电势最低b x2点的电势最高c x1和 x1两点的电势相等d x1和x3两点的电势相等 图6 3 3 解析 可画出电场线 如下 沿电场线电势降落 最快 所以o点电势可能最高 也可能最低 a b错误 根据u ed 电场强度是变量 u可用图象面积表示 所以c正确 x1 x3两点电场强度大小相等 电势不相等 d错误 答案 c 点评 对于图象类问题 关键是理解图象的物理意义 挖掘图象的物理内涵 例如 电场强度e随x变化的图象反映了x轴上任意一点电场强度的大小和方向 其中e的绝对值反映了电场强度的大小 e的正负反映了电场强度的方向 电势随x变化的图象反映了x轴上任意一点电势的大小 包括电势的正负也是反映电势的大小 电势没有方向 图象上某一点的切线的斜率则反映了该点电场强度的大小和方向 题型二 电场力做功与带电体的能量问题 例4 如图6 3 4所示 固定于同一条竖直线上的a b是两个带等量异种电荷的点电荷 电荷量均为q 其中a带正电 b带负电 dc是它们连线的垂直平分线 a b c三点构成一边长为d的等边三角形 另有一个带电小球e 质量为m 电荷量为 q 可视为质点 被长为l的绝缘轻质细线悬挂于o点 o点在c点的正上方 现把小球e拉起到m点 使细线水平绷直且与a b c处于同一竖直面内 并由静止开始释放 小球向下做圆周运动到最 低点c时 速度为v 已知静电力恒量为k 若取d点的电势为零 求 1 在a b所形成的电场中 m点的电势 2 绝缘细线在c点所受到的拉力ft 图6 3 4 点评 电场力做功的特点是与路径无关 公式w qu对任何电场都适用 带电体在电场中的能量主要包括动能 重力势能和电势能 要明确各类能量变化的决定因素 动能的变化由外力做的总功决定 重力势能的变化由重力做功决定 电势能的变化由电场力做功决定 在只有电场力做功的情况下 带电体的动能与电势能相互转化 动能与电势能的总量守恒 1 2011 山东 如图6 3 5所示 在两等量异种点电荷的电场中 mn为两电荷连线的中垂线 a b c三点所在直线平行于两电荷的连线 且a与c关于mn对称 b点位于mn上 d点位于两电荷的连线上 以下判断正确的是 a b点场强大于d点场强b b点场强小于d点场强c a b两点的电势差等于b c两点间的电势差d 试探电荷 q在a点的电势能小于在c点的电势能 图6 3 5 bc 解析 由等量异种点电荷电场线分布规律可知d点场强比b点的场强大 a错b对 由对称性可知a b两点电势差等于b c两点间电势差 所以c对 a点电势高于c点电势 正电荷由高电势向低电势运动 电场力做正功 电势能减少 所以d错 2 2012 天津卷 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图6 3 6中虚线所示 一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行 最后离开电场 粒子只受静电力作用 则粒子在电场中 a 做直线运动 电势能先变小后变大b 做直线运动 电势能先变大后变小c 做曲线运动 电势能先变小后变大d 做曲线运动 电势能先变大后变小 图6 3 6 c 解析 由图可知电子将做曲线运动且电场力先做正功后做负功 电势能先变小后变大 故本题选c 3 2011 上海黄浦二模 如图6 3 7所示 虚线a b c代表电场中三个等势面 相邻等势面之间的电势差相等 即uab ubc 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹 m n是这条轨迹上的两点 据此可知 a 三个等势面中的 a的电势最高b 带电质点在m点具有的电势能比在n点具有的电势能大c 带电质点通过m点时的动能比通过n点时大d 带电质点通过m点时的加速度比通过n点时大 图6 3 7 abd 4 2011 上海崇明二模 在光滑的绝缘水平面上 有一个正方形abcd 顶点a c处分别固定一个正点电荷 电荷量相等 如图6 3 8所示 若将一个带负电的粒子置于b点 自由释放 粒子将沿着对角线bd往复运动 粒子从b点运动到d点的过程中 d a 先做匀加速运动 后做匀减速运动b 先从高电势到低电势 后从低电势到高电势c 电势能与机械能之和先增大 后减小d 电势能先减小 后增大 图6 3 8 5 如图6 3 9所示 mn为水平放置的金属板 板中央有一个小孔o 板下存在竖直向上的匀强电场 电场强度为e ab是一根长