【三维设计】高考物理一轮复习 第六章 第2单元 电场能的性质课件 新人教版（安徽 北京专版）.ppt

理知识 第六章 提能力 第2单元 明考向 课堂考题领悟 课下综合提升 思维启动 如图6 2 1所示 电荷沿直线ab 折线acb 曲线ab运动 静电力做的功为 即静电力做功与电荷的 和 有关 图6 2 1但与路径无关 若b点为零势能参考点 则 q在a点的电势能为 提示 qed初位置末位置qed 2 电势能高低的四种判断方法 应用升级 1 如图6 2 2所示 在真空中有两个带正电的点电荷 分别置于m n两点 m处正电荷的电荷量大于n处正电荷的电荷量 a b为m n连线的中垂线上的两点 现将一负图6 2 2点电荷q由a点沿中垂线移动到b点 在此过程中 下列说法正确的是 a q的电势能逐渐减小b q的电势能逐渐增大c q的电势能先增大后减小d q的电势能先减小后增大解析 负电荷从a到b的过程中 电场力一直做负功 电势能增大 所以a c d均错 b对 答案 b 思维启动 如图6 2 3所示 虚线方框内有一匀强电场 a b c为该电场中的三个点 已知 a 12v b 6v c 6v 试在该方框中作出该电场的示意图 即画图6 2 3出几条电场线 并要求保留作图时所用的辅助线 用虚线表示 提示 因 b 6v c 6v 根据匀强电场的特点 点bc连线的中点d处的电势必为零 同理 把ac线段等分成三份 在等分点f处的电势也必为零 连接df即为该匀强电场中的一条等势线 根据电场线与等势面垂直 可以画出电场中电场线如图所示 由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向 3 几种常见的典型电场的等势面比较 4 电势高低的四种判断方法 应用升级 2 如图6 2 4甲所示 ab是某电场中的一条电场线 若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下 沿ab由点a运动图6 2 4到点b 所经位置的电势随距a点的距离变化的规律如图乙所示 以下说法正确的是 a a b两点的电场强度ea ebb 电子在a b两点的速度va vbc a b两点的电势 a bd 电子在a b两点的电势能epa epb 答案 d 特别提醒 电势 电势能具有相对性 要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电势能必须选取电势零点 但电势能的变化和电势差具有绝对性 与电势零点的选取无关 3 电场力做功的计算方法 1 wab quab 普遍适用 2 w qelcos 适用于匀强电场 3 wab ep epa epb 从能量角度求解 4 w电 w非电 ek 由动能定理求解 应用升级 3 在静电场中 将一正电荷从a点移到b点 电场力做了负功 则 a b点的电场强度一定比a点大b 电场线方向一定从b指向ac b点的电势一定比a点高d 该电荷的动能一定减小 解析 在静电场中 正电荷从a点移到b点 电场力做负功 是从低电势移到高电势处 电势能增加 但不知道是否有其他力做功 故无法判断动能的变化 a d错误 c正确 电场线方向不一定从b点指向a点 b错误 答案 c 知识检索 1 电势取决于电场本身的性质 与检验电荷无关 电势能由电场和电荷共同决定 2 沿电场线方向电势降低 但电势能如何变化还要看电荷的正负 3 电势 电势能的高低的判断方法有多种 选择哪种方法要根据具体情况而定 典题例析 例1 如图6 2 6所示 一电场的电场线分布关于y轴 沿竖直方向 对称 o m n是y轴上的三个点 且om mn 图6 2 6p点在y轴的右侧 mp on 则 a m点的电势比p点的电势低b 将负电荷由o点移动到p点 电场力做正功c m n两点间的电势差大于o m两点间的电势差d 在o点静止释放一带正电粒子 该粒子将沿y轴做直线运动 思路点拨 电势的高低可根据电场线的方向来判断 电势差的大小关系可根据u ed来定性分析 带电粒子轨迹是直线还是曲线取决于带电粒子所受电场力与速度方向间的关系 答案 d 知识检索 在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理 能量守恒定律 有时也会用到功能关系 1 应用动能定理解决问题需研究合外力的功 或总功 2 应用能量守恒解决问题需注意电势能和其他形式能间的转化 3 应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系 典题例析 例2 一个不带电的金属板 表面有很薄的光滑绝缘层 与水平方向成 角放置 金属板上b c两点间的距离为l 在金属板上方的a点固定一个带电图6 2 7荷量为 q的点电荷 金属板处在 q的电场中 已知a b c三点在同一竖直平面内 且ab水平 ac竖直 如图6 2 7所示 将一个带电荷量为 q q q q对原电场无影响 可看做点电荷的小球 从b点无初速释放 如果小球质量为m 下滑过程中带电荷量不变 求 1 小球在b点的加速度 2 下滑到c点时的速度 思路点拨 对小球受力分析 确定小球的运动性质是解答本题的关键 小球在c点的速度可利用功能关系或能量守恒来求 解析 1 由于金属板处在点电荷q形成的电场中达到静电平衡时 金属板表面是一个等势面 金属板表面处的电场线与金属板表面垂直 带电小球在沿金属板下滑的过程中 所受电场力与金属板表面垂直 则小球所受的合外力为f mgsin 所以小球沿金属板表面做初速度为零的匀加速直线运动 故小球在b点的加速度为a gsin 如果将例题中金属板换成光滑绝缘塑料板 求小球在b点时的加速度 1 2012 安庆模拟 如图6 2 8所示 a c是以正点电荷q为圆心的某一圆周上的两点 b是线段ac的中点 现将一正电荷从a经b移到c 则 图6 2 8 a 从a到c 电场力对该电荷一直做正功b 从a到c 电场力对该电荷一直不做功c 该电荷在a b c三点时的电势能大小关系是epb epa epcd 该电荷在a b c三点时所受电场力的大小关系是fb fa fc 答案 c 2 2012 西城联考 空间存在匀强电场 有一电荷量q q 0 质量m的粒子从o点以速率v0射入电场 运动到a点时速率为2v0 现有另一电荷量 q 质量m的粒子以速率2v0仍从o点射入该电场 运动到b点时速率为3v0 若忽略重力的影响 则 在o a b三点中 b点电势最高 在o a b三点中 a点电势最高 oa间的电势差比bo间的电势差大 oa间的电势差比ba间的电势差小 a b c d 答案 c 3 2012 烟台检测 某电场的电场线分布如图6 2 9所示 以下说法正确的是 图6 2 9 a c点场强大于b点场强b a点电势低于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 根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知c点的电场强度小于b点的电场强度 选项a错误 根据沿电场线方向电势逐渐降低可知a点电势高于b点电势 选项b错误 只有当电场线为直线时 试探电荷静止释放 才能沿电场线运动 所以选项c错误 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 电场力做正功 电势能减小 选项d正确 答案 d 4 2011 上海高考 如图6 2 10