高考物理一轮总复习 第六章 静电场 第19讲 电场能的性质课件.ppt

,第六章静电场,第六章,第19讲电场能的性质,栏目导航,考点电势差电势电势能,电势能,电荷量,标量,零势点,相对性,零势点,(2)等势面的特点同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力_.等势面一定跟电场线_，即跟场强的方向_.电场线总是从电势较_的等势面指向电势较_的等势面等差等势面越密的地方场强越大，反之越_.(3)电势能定义：电荷在电场中某点具有的势能，等于将电荷从该点移到_位置时电场力所做的功电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于_，即wabepaepbep.,不做功,垂直,垂直,高,低,小,零势点,电势能的减少量,2电势差匀强电场中电势差与场强的关系(1)电势差定义：电荷在电场中，由一点a移到另一点b时，_与移动的电荷的_的比值电势差与电势的关系，uab_，uabuba.影响因素：电势差uab由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功wab_，与零电势点的选取_.,电场力f做的功,电荷量,ab,无关,无关,(2)匀强电场中电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系式，uabed，其中d为a、b两点_的距离在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿_方向每单位距离上降低的电势；注意：电场中，沿电场强度方向电势降落得最快,沿电场方向,电场强度,1请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因(1)电场线越密的地方电场强度越大，而等差等势面越密的地方电场强度越小()解析：等差等势面越密的地方电场强度越大(2)负电荷在电势越高的地方具有的电势能一定越低()(3)取无穷远处电势为零，则正电荷周围各点电势都是正值，负电荷周围各点电势都是负值()(4)在同一等势面上移动电荷，电场力不做功(),(5)在匀强电场中电场力做功与路径无关，在非匀强电场中电场力做功与路径有关()解析：在任何电场中电场力做功都与路径无关(6)当存在非电场力做功时，电场力对物体做功与物体电势能的变化量大小不等()解析：电场力做功是电势能变化的量度(7)电场强度越大的地方，电势一定越高()解析：电势高低与电场强弱无关(8)顺着电场线电势一定降低，顺着电场线电场强度一定变小()解析：顺着电场线电场强度可能变大、可能变小、可能不变，电场强度大小与电场线疏密有关，与方向无关,2(多选)(电场强度和电势的关系)(2014全国理综)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()a电场强度的方向处处与等势面垂直b电场强度为零的地方，电势也为零c随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低d任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析：由等势面的特点可知，电场强度的方向处处与等势面垂直，选项a正确；电场强度为零，但电势不一定为零，如等量同号电荷连线的中点处，选项b错误；电场强度减小，电势不一定降低，如负点电荷的电场，选项c错误；电场强度的方向是电势降落最快的方向，选项d正确,ad,bc,4(电场线与电势能)(2013江苏单科，改编)将一电荷量为q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则下列说法中错误的是()aa点的电场强度比b点的大ba点的电势比b点的高c检验电荷q在a点的电势能比在b点的大d将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功,c,解析：本题考查静电场中力的性质和能的性质，意在考查考生对静电力的性质和能的性质的理解与掌握情况电场线密的地方电场强度大，选项a正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，选项b正确；由epq可知，负电荷在高电势处电势能小，选项c错误；负电荷从a到b电势能增加，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，这个过程中电场力做负功，选项d正确,1电势高低的判断,一电势高低与电势能大小的判断,2.电势能大小的判断,静电场中几个物理概念之间的关系(1)电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向(2)电场线与等势面的关系；电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面(3)电势能与电势的关系：正电荷在电势高的地方电势能大；负电荷在电势低的地方电势能大,例1(多选)(2015海南卷)如图，两电荷量分别为q(q0)和q的点电荷对称地放置在x轴上原点o的两侧，a点位于x轴上o点与点电荷q之间，b点位于y轴o点上方取无穷远处的电势为零下列说法正确的是()ab点电势为零，电场强度也为零b正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右c将正的试探电荷从o点移到a点，必须克服电场力做功d将同一正的试探电荷先后从o、b两点移到a点，后者电势能的变化较大,bc,解析：由两等量异种点电荷的电场线分布知：过q和q连线的垂直平分线ob的等势面为零势能面，因此将同一正的试探电荷先后从o、b两点移到a点做的功相同，因此正试探电荷电势能的变化相同，d错误点b在零势能面上，b点电势为零，由场强的合成法则知，b点的场强不为零，方向平行x轴向右，a错误在a点放一正的试探电荷，所受的电场力方向向右，当沿x轴正方向移动时，电场力做正功电势能减少，在o点减为零，过了o点电势能为负值，所以正的试探电荷在a点电势能大于零，反之若从o点移到a点，电场力与运动方向相反，因此电场力做负功即克服电场力做功，b、c正确,电场中各点的电势与试探电荷无关；电荷在电场中某点的电势能与试探电荷有关；在电场中移动电荷，电场力做功和电势能的变化都与电荷有关,1几种常见的典型电场的等势面比较,二等势面与粒子运动轨迹的分析,2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等；(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况,带电粒子在电场中运动轨迹的分析思路,例2如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，p、r、q是这条轨迹上的三点，点r同时在电场线b上，由此可判断()a带电质点在p点的加速度比在q点的加速度小b带电质点在p点的电势能比在q点的大c带电质点在p点的动能大于在q点的动能dp、r、q三点，p点处的电势最高解析：电场线的疏密对应电场强弱，p点电场强，电场力大，加速度大，a错误；q到p电场力做正功，动能增大，电势能减小，由于质点带正电，电势降低，故c正确,c,三电势差与电场强度的关系,例3(多选)如图所示，a、b、c、d、e、f为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，a、b、c三点电势分别为1v、2v、3v，正六边形所在平面与电场线平行下列说法正确的是()a通过cd和af的直线应为电场中的两条等势线b匀强电场的电场强度大小为10v/mc匀强电场的电场强度方向为由c指向ad将一个电子由e点移到d点，电子的电势能将减少1.6109j,acd,1vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化,四图象在电场中的应用,2x图象：(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零(2)在x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向(3)在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用wabquab，进而分析wab的正负，然后作出判断3ex图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)e0表示场强沿x轴正方向；e|wbc|，则a、b均错误；从带负电粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，故左侧为正电荷，从左向右电势降低，则d错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，则c正确,2电场中某一直线上电势随着位置x变化规律的曲线如图所示，曲线图关于轴对称，且与坐标原点相切，a、b、c、d四点所对应的电势相等，ubo为b、o两点间电势差，uoc是o、c两点间电势差，则()aubouocb从b到c静电力对电荷一定先做负功再做正功ca、d两点场强相同do点场强等于零解析：b点电势高于o点，而o点电势小于c点，故ubouoc，故a错误；从b到c对正电荷先做正功再做负功；而对负电荷是先做负功再做正功，故b错误；根据电势的变化可知，a、d两点的电场方向相反，故c错误；根据题图可知，左右两边的电场线均指向o点，故o点的场强应为0；故d正确,d,3(多选)如图甲所示，q1、q2为两个被固定的点电荷，a、b是它们连线的延长线上的两点现有一带负电的粒子只在电场力作用下以一定的初速度从a点开始经b点向远处运动，粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度时间图象如图乙所示下列说法正确的是()aq1一定带正电bq1的电量一定小于q2的电量cb点的电场强度一定为零d粒子由a点经b点向远处运动过程中，粒子的电势能先减小后增大,cd,4一个外半径为r、内半径为r的带正电空心金属球壳，球心在x轴上的o点，金属球壳在周围空间产生静电场，则其电场强度的大小e在x轴上的分布情况是图中的()解析：由题意知，金属球壳处于静电平衡状态，则其内部的电场强度大小处处为0，外部的电场强度大小满足点电荷的场强公式，选项d正确,d,例1(2016浙江宁波质检6分)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度e随x变化的图象如图所示(沿x轴正方向为电场强度正方向)下列说法正确的是()ao点的电势最低bx2点的电势最高cx1和x1两点的电势相等dx1和x3两点的电势相等,答题送检来自阅卷名师报告,规范答题解析沿x轴对称分布的电场，由题图可得其电场线以o点为中心指向正、负方向，沿电场线方向电势降落(最快)，所以o点的电势最高，选项a、b错误；根据ued，电场强度是变量，可用ex图象面积表示电势差，因图象沿x轴对称分布，所以x1、o和图象所围面积与x1、o图象所围面积相等，选项c正确；x1、x3两点的电场强度大小相等，电势沿电场线方向逐渐降低，电势不相等，选项d错误答案c,例2(多选)(2016河北保定诊断6分)如图所示，实线是某电场中的电场线，虚线是一个带负电的质点仅在电场力作用下在这个电场中的运动轨迹，若质点是从a处运动到b处，以下判断正确的是()a质点从a到b加速度减小bb处电势能大cb处电势高d质点在b处速度小,答题送检来自阅卷名师报告,规范答题解析由题图可知b处的电场线比a处的电场线密，说