【优化探究】高考物理一轮复习 第6章第2单元随堂课件.ppt

一 电场力做功和电势能1 电场力的功 1 特点 电场力做功跟移动电荷的无关 只与初 末位置有关 2 计算方法 w qed 只适用于 其中d为沿方向的位移 wab quab 适用于任何形式的电场 2 电势能 1 定义 电荷在电场中具有的势能 等于静电力把它从该点移到位置时所做的功 2 静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于 即wab 温馨提示 电势能是相对的 与零电势点的位置有关 但电势能的改变量是绝对的 与零电势点的位置无关 路径 匀强电场 电场线 零势能 电势能的减少量 epa epb 二 电势差 电势和等势线 面 1 电势差 1 定义 电荷在电场中 由一点a移到另一点b时 与的比值 2 定义式 3 电势差与电势的关系 uab 4 影响因素 电势差uab由决定 与移动的电荷q及电场力做功wab 与零势点的选取 温馨提示 电势 电势能的正负表示大小 而电势差的正负表示两点电势的相对高低 电场力做的功 电荷电量q a b 电场本身的性质 无关 无关 2 电势 1 定义 试探电荷在电场中某点具有的电势能ep与的比值 2 定义式 3 矢标性 电势是 其大小有正负之分 其正 负 表示该点电势比高 低 4 相对性 电势具有 同一点的电势因的选取的不同而不同 3 等势线 面 1 定义 电场中的各点组成的线 面 电荷量q 标量 零电势 相对性 零势点 电势相等 2 特点 等势线一定与电场线 即跟场强的方向 在上移动电荷时电场力不做功 电场线总是从的等势线指向的等势线 等差等势线越密的地方电场强度 反之 3 特例 静电平衡状态的带电导体 导体是 表面是 内部场强 导体外部电场线与导体表面 垂直 垂直 同一等势线 电势高 电势低 越大 越小 等势体 等势面 为零 垂直 电势高低和电势能大小的判断方法 1 电势高低的判断 2 电势能高低的判断 重点提示 1 电势 电势能的正 负表示大小 正的电势 电势能比负的电势 电势能高 而电势差的正负表示两点电势的相对高低 2 电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大 但电势不一定越高 如图所示 某区域电场线左右对称分布 m n为对称线上的两点 下列说法正确的是 a m点电势一定高于n点电势b m点场强一定大于n点场强c 正电荷在m点的电势能大于在n点的电势能d 将电子从m点移动到n点 电场力做正功 思路点拨 电势的高低根据电场线的方向判断 电场的强弱根据电场线的疏密判断 电势能的高低可根据电场力做功与电势能的变化关系判断 听课记录 沿电场线方向电势逐渐降低 m点电势一定高于n点电势 a对 因电场线越密的区域场强越大 由图可知n点场强大于m点场强 b错 将正电荷由m点移到n点时电场力做正功 电势能减小 故正电荷在m点的电势能大于在n点的电势能 c对 将电子从m点移到n点的过程中 受到的电场力与移动方向相反 电场力做负功 d错 答案 ac 1 2010年高考山东卷 某电场的电场线分布如图所示 以下说法正确的是 a c点场强大于b点场强b a点电势高于b点电势c 若将一试探电荷 q由a点释放 它将沿电场线运动到b点d 若在d点再固定一点电荷 q 将一试探电荷 q由a移至b的过程中 电势能减小 解析 c点所在处的电场线比b点稀疏 所以ec b 故选项b正确 a到b的电场线是曲线 试探电荷所受的电场力沿电场线的切线方向 因此试探电荷不可能沿电场线由a运动到b 故选项c错误 将试探电荷由a移至b的过程中 电场力做正功 电势能减小 故选项d正确 答案 bd 电场中的功能关系 1 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 所有力对物体所做的功 等于物体动能的变化 2 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 重点提示 解决此类问题时应注意以下两点 1 必须首先作出判断是否考虑重力 2 充分利用电场线的特点 等势面的特点来分析 如图所示 在o点放置一个正电荷 在过o点的竖直平面内的a点 自由释放一个带正电的小球 小球的质量为m 电荷量为q 小球落下的轨迹如图中虚线所示 它与以o为圆心 r为半径的圆 图中实线表示 相交于b c两点 o c在同一水平线上 boc 30 a距离oc的竖直高度为h 若小球通过b点的速度为v 试求 1 小球通过c点的速度大小 2 小球由a到c的过程中电场力做的功 听课记录 1 因b c两点电势相等 小球由b到c只有重力做功 答案 2 在场强大小为e的匀强电场中 一质量为m 带电荷量为q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动 其加速度大小为0 8qe m 物体运动x距离时速度变为零 则 a 物体克服电场力做功qexb 物体的电势能减少了0 8qexc 物体的电势能增加了qexd 物体的动能减少了0 8qex 解析 电场力大小为qe 且做负功 所以物体克服电场力做功qex 物体的电势能增加了qex 由于物体做匀减速直线运动 则合力做负功 w合 max 0 8qex 物体动能减少了0 8qex 答案 acd 1 关于电场强度 电势和电势能 下列说法中正确的是 a 在电场中 电势高的地方 电荷在该点具有的电势能就大b 在电场中 电势高的地方 放在该点的电荷的电荷量越大 它所具有的电势能也越大c 在电场中电势高的点 电场强度一定大d 在负的点电荷所产生的电场中的任何一点上 正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 解析 电势能由电荷和电场中的电势共同决定 它们均有正 负 而且正大于负 故a b均错误 电场强度和电势没有必然联系 故c错 负电荷形成的电场中无限远处为零势能点 正电荷的电势能为负值 负电荷的电势能为正值 故d正确 答案 d 2 2010年高考全国 卷 关于静电场 下列结论普遍成立的是 a 电场强度大的地方电势高 电场强度小的地方电势低b 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关c 在正电荷或负电荷产生的静电场中 场强方向都指向电势降低最快的方向d 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点 电场力做功为零 解析 电势的高低与电场强度的大小无关 a错 电场中任意两点的电势差不仅与这两点的场强有关 还与这两点沿电场线方向的距离有关 b错 在d项中 初 未位置场强为零 中间某段场强可能不为零 电场力做功不一定为零 d错 只有c项正确 答案 c 3 如图所示 ab cd为一圆的两条直径 且相互垂直 o点为圆心 空间存在一未知静电场 场强方向与圆周所在平面平行 现有一电子 重力不计 在电场力作用下 先从a点运动到c点 动能减少了w 又从c点运动到b点 动能增加了w 那么关于此空间存在的静电场可能是 a 方向垂直于ab并由o指向c的匀强电场b 方向垂直于ab并由c指向o的匀强电场c 位于o点的正点电荷形成的电场d 位于d点的正点电荷形成的电场 解析 由题意知 a b处在同一等势面上 c点电势低于a b两点电势 若为匀强电场 方向垂直于ab并由o指向c 若为点电荷电场 应是位于d点的正点电荷形成的电场 选项a d正确 答案 bd 4 2010年南平模拟 图是某一点电荷的电场线分布图 下列表述正确的是 a a点的电势高于b点的电势b 该点电荷带负电c a点和b点电场强度的方向相同d a点的电场强度大于b点的电场强度 解析 由于只有负电荷电场线方向才指向电荷 故该点电荷为负点电荷 选项b正确 由负点电荷周围的电场线和等势面分布情况可知 距离负电荷越近 电势越低 电场线越密 电场强度越大 d正确 a错误 a b两点电场强度方向都指向点电荷 故c错误 答案 bd 5 如图所示 场强为e的匀强电场的电场线与水平方向成 角