高考物理总复习 专题七 第2讲 电势能 电势 电势差配套课件.ppt

第2讲 电势能电势电势差 考点1电场力做功与电势能1 电场力做功 1 特点 电场力做功与电荷移动的 无关 只取决于初 末位置的 和被移动电荷的 路径 电势差 电荷量 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动到 位置时所做的功 2 矢标性 电势能是 但有正负之分 负值表明比零电势能低 正值表示比零电势能高 零势能 标量 自主检测 1 双选 如图7 2 1所示 a b为某电场线上的两点 那么 以下结论正确的是 a 把正电荷从a移到b 电场力做 正功 电荷的电势能减小 图7 2 1 b 把负电荷从a移到b 电场力做负功 电荷的电势能增加c 把负电荷从a移到b 电场力做正功 电荷的电势能增加d 不论正电荷还是负电荷 从a到b电势能都逐渐降低 解析 若正电荷从a移到b 由于电场力方向和位移方向同向 电场力做正功 电荷的电势能减小 a对 若把负电荷从a移到b 电场力做负功 电荷的电势能增加 b对 c d错 答案 ab 2 一带电粒子射入一固定的点电荷q的电场中 沿如图7 2 2所示的虚线由a点运动到b点 a b两点到点电荷q的距 离分别为ra和rb且ra rb 若不计重力 则 a 带电粒子一定带正电b 带电粒子所受电场力先做正功后做负功c 带电粒子在b点的动能大于在a点的动能 图7 2 2 d 带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能 答案 d 解析 由带电粒子运动轨迹可知 其与点电荷q带同种电荷 但无法确定正负 a错误 鉴于两者带同种电荷 静电力表现为斥力 则带电粒子由a b过程中 靠近q时电场力做负功 动能减小 电势能增加 远离q时 电场力做正功 动能增加 电势能减小 且a b过程中粒子总能量不变 当ra rb 则epa epb eka ekb 故b c错误 d正确 考点2电势 电势差 等势面1 电势 1 定义 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 叫做这一点的电势 2 定义式 3 矢标性 电势是 其大小有正负之分 其正 负 表示该点电势比零电势高 低 标量 零势点 4 相对性 电势具有相对性 同一点的电势因 选取的不同而不同 2 电势差 1 定义 电场中两点间电势的差值称为这两点的电势差 2 表达式 uab 3 影响因素 电势差uab与电场力做功wab无关 与电场所带电荷量q无关 它由电场本身的性质决定 与初 末位置有关 与零势点的选取无关 4 与场强的关系 u ed 适用条件 匀强电场 其中d为沿电场线方向的距离 3 等势面 1 定义 电场中电势相同的各点构成的面 2 特点 等势面一定与电场线垂直 即跟场强的方向垂直 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 在空间中两等势面不相交 等差等势面越密的地方电场强度 越疏的地方 电场强度 越大 越小 1 电势是描述电场本身的能的性质的物理量 由电场本身决定 而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能 由电荷与电场共同决定 自主检测 3 2012年佛山一模 在图7 2 3中 实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线 则下列有关p q两点的相 关说法中正确的是 a 两点的场强等大 反向b p点电场更强c 两点电势一样高 图7 2 3 d q点的电势较低答案 c 考点3描述电场的各物理量间的区别与联系1 电场强度 电势 电势差 电势能的对比 续表 2 电场线 电场强度 电势 等势面的关系 1 电场线越密的地方表示场强越大 电场线上每点的切线 方向表示该点的场强方向 2 沿着电场线方向 电势越来越低 3 电场线总与等势面垂直 且从高等势面指向低等势面 4 电场线越密的地方 等差等势面也越密 5 沿等势面移动电荷 电场力不做功 沿电场线移动电荷 电场力一定做功 自主检测 4 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 初末位置场强为零 中间段场强可能不为零 电场力做功不一定为零 d错 只有c项对 答案 c 热点1结合带电粒子运动轨迹分析问题 例1 双选 图7 2 4中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线 两粒子m n质量相等 所带电荷的绝对值也相等 现将m n从虚线上的o点以相同速率射出 两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示 点a b c为实 线与虚线的交点 已知o点电势高于c点 若不计重力 则 a m带负电荷 n带正电荷b n在a点的速度与m在c点的速度大小相同c n在从o点运动至a点的过程中克服 电场力做功 图7 2 4 d m在从o点运动至b点的过程中 电场力对它做的功等于零审题突破 由o c两点的电势可判断出电场方向 由粒子的轨迹可判断出两粒子的带电性质 解析 图中的虚线为等势线 由于等势线与电场线垂直 而o点电势高于c点 所以电场线方向竖直向下 根据m n粒子的运动轨迹可知n受到的电场力向上 m受到的电场力向下 m带正电荷 n带负电荷 a错误 o a两点的电势差与o c两点的电势差大小相等 由于m和n电荷和质量大小相等 电场力做的正功相等 由动能定理可得n在a点的速度与m在c点的速度大小相同 但方向不同 b正确 c错误 o和b位于同一等势面上 m在从o点运动至b点的过程中 电场力对它做的功等于零 d正确 答案 bd 方法技巧 结合带电粒子在电场中的运动轨迹来分析问题 一般的方法是 先画出入射点的轨迹切线 即画出初速度v0的 方向 再根据轨迹弯曲方向 确定电场力的方向 从而利用分析力学的方法来分析粒子的带电性质 电场力做功的正负 电势能变化 动能变化 电势大小变化等问题 此类问题一定要熟记 沿着电场线方向电势越来越低 电场线越密场强越强 电场力做正 负 功 电势能减小 增加 合外力做正 负 功 动能增加 减小 正 负 电荷受电场力方向与场强方向相同 反 触类旁通 1 图7 2 5中的虚线为某电场的等势面 今有两个带电粒子 不计重力和它们的相互作用力 以不同的速率 沿不同的方向 从a点飞入电场后 分别沿径迹1和2运动 由轨迹可以 断定 a 两粒子带电荷量的绝对值一定不同b 两粒子的电性一定不同 c 两粒子的动能都是先减小后增大 图7 2 5 d 两粒子分别经过b c两点时的速率一定相等 解析 由轨迹可判断 1粒子受到了排斥力 2粒子受到了吸引力 所以它们的带电性质一定不同 b正确 它们均先靠近场源 后远离场源 但1粒子的动能先减小后增大 受到了排斥力 2粒子的动能先增大后减小 受到了吸引力 c错误 uab 0 uac 0 两粒子的初速度大小不同 由动能定理知d错误 答案 b 热点2电势高低及电势能大小的判断 例2 如图7 2 6所示 图中实线表示一匀强电场的电场线 一带负电的粒子射入电场 虚线是它的运动轨迹 a b是 轨迹上的两点 若粒子所受重力不计 那么正确的判断是 a 电场线方向向下b 粒子一定从a点运动到b点c a点的电势比b点的高 d 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 图7 2 6 易错提醒 错解一 根据粒子运动的轨迹 联想到重力场中的平抛运 动 认为粒子一定是从a点运动到b点 错选b 错解二 混淆电势与电势能的概念 认为从a点运动到b点 是类平抛运动 b点动能大 所以a点的电势比b点的高 错选c 正确解析 无论粒子从a点或者从b点射入电场中 由于运动轨迹向下弯曲 说明粒子所受电场力的方向向下 粒子带负电 可判断电场线的方向向上 a错误 粒子既可以从a点运动到b点 也可以从b点运动到a点 b错误 由于顺着电场线电势降低 故c错误 由于是负电荷 电势越大处电势能越小 故d正确 触类旁通 2 双选 2014年深