浙江省高考物理选考总复习课件第6章静电场第2课时.ppt

第2课时电场的能的性质,基础过关1.电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功与_无关，只与_有关。(2)电势能定义：电荷在_中具有的势能，数值上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。,考点一电势能、电势(b/c),路径,初、末位置,电场,零势能,电势能,的减少量,2.电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的_与它的_的比值。(2)定义式：_。(3)矢标性：电势是_，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_，同一点的电势因选取_的不同而不同。,电势能Ep,电荷量q,标量,零电势,相对性,零电势点,3.等势面(1)定义：电场中_的各点组成的面。(2)四个特点等势面一定与_垂直。在_上移动电荷时电场力不做功。电场线方向总是从_的等势面指向_的等势面。等差等势面越密的地方电场强度_，反之_。,电势相等,电场线,同一等势面,电势高,电势低,越大,越小,【过关演练】1.在如图所示的匀强电场中，1、2、3三条虚线表示三个等势面，a、b分别是等势面1、3上的点。下列说法中正确的是()A.三个等势面的电势相等B.等势面2的电势高于等势面1的电势C.若将一正电荷由a移到b，电场力做正功D.若将一正电荷由a移到b，电场力做负功解析电场线由高电势指向低电势，所以A、B错误；正电荷受力方向与电场线方向相同，所以电场力做正功，故D错误，C正确。答案C,2.(2016浙江温州学考模拟)如图所示，真空中有两个等量异种点电荷，A、B分别为两电荷连线和连线中垂线上的点，A、B两点电场强度大小分别是EA、EB，电势分别是A、B，下列判断中，正确的是()A.EAEB，ABB.EAEB，ABD.EAc，故D正确。答案D,精练题组1.如图所示，将一带正电的点电荷沿电场线方向从A点移动到B点，下列说法正确的是()A.静电力做正功，电势能增加B.静电力做负功，电势能增加C.静电力做正功，电势能减少D.静电力做负功，电势能减少解析正电荷所受静电力方向与电场线方向相同，当带正电的点电荷沿电场线方向从A点移动到B点时，静电力做正功，电势能减少，选项C正确。答案C,2.如图所示，一带负电的粒子，沿着电场线从A点运动到B点的过程中，以下说法中正确的是()A.带电粒子的电势能越来越小B.带电粒子的电势能越来越大C.带电粒子受到的静电力一定越来越小D.带电粒子受到的静电力做正功,解析带负电的粒子所受静电力方向与电场线方向相反，所以当带负电的粒子沿着电场线从A点运动到B点的过程中，静电力做负功，电势能越来越大，选项A、D错误，B正确；电场线的疏密表示场强的大小，所以EAEB，带电粒子受到的静电力一定越来越大，选项C错误。答案B,3.(多选)等量同种带正电的点电荷的连线和其中垂线如图所示。一个带负电的试探电荷，先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，则()A.试探电荷所受电场力的方向一直不变B.试探电荷所受电场力的大小一直增大C.试探电荷的电势能一直减少D.a、b、c三点的电势关系为：abc,解析根据等量同种正点电荷电场线分布特点，电场强度在a、c点不为零，在b点为零，故电场力大小不可能一直增大，则选项B错误；因直线ab上电场强度方向向左，bc上电场强度方向向下，则负试探电荷受到的电场力方向在直线ab上向右，在直线bc上向上，故选项A错误；负试探电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少，aEkcD.粒子在三点的电势能大小关系为EpbEpaEpc,解析因等势面为等间距的平面，所以该电场为匀强电场，场强方向与等势面垂直，故FaFbFc，选项B正确；由做曲线运动的条件可知，电场力方向向下，又因粒子带负电，所以电场方向向上，a、b、c三点的电势关系为cab，粒子在三点的电势能关系为EpbEpaEpc，又因在只有电场力做功的条件下电势能和动能之和守恒，所以EkbEkaEkc，选项C错，D正确；关于粒子的运动轨迹，可能沿abc方向，也可能沿cba方向，所以选项A错误。答案BD,精练题组1.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知()A.三个等势面中，c的电势最低B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b,解析根据题意画出电场线、质点在P处的受力方向如图所示，可知电场线应垂直等势面由c经b至a，所以a的电势最低，选项A错误；质点带负电，且PEpQ，故选项B错误；由于质点运动过程中只有电场力做功，所以质点的电势能与动能之和保持不变，选项C错误；根据电场线与等势面垂直可知，选项D正确。答案D,解析电势与电势差是电场本身的性质，与试探电荷无关，选项C对、D错；由静电力做功的公式WqU可知当电荷量为2Q的电荷在两点间移动时，静电力做功为2W，选项A、B错。答案C,3.电荷量为1.61019C的带正电的质子在静电场中由A点移到B点，在这过程中，静电力做的功为8.01017J，则a、b两点间的电势差UAB为()A.3102VB.5102VC.4102VD.7102V,答案B,4.电荷量分别为q、q、q的三个带电小球，分别固定在边长均为L的绝缘三角框架的三个顶点上，并置于场强为E的匀强电场中，如图所示。若三角形绕穿过其中心垂直于三角形所在平面的轴逆时针转过120，则此过程中系统电势能变化情况为()A.增加EqLB.减少EqLC.增加2EqLD.减少2EqL,答案A,5.(多选)一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点的电势能为4.81017J，电子经过B点时电势能为3.21017J，电子在A点的动能为3.21017J，如果电子只受静电力作用，则()A.电子在B点时动能为4.81017VB.由A到B静电力做功为100eVC.电子在B点时动能为1.61017JD.A、B两点间电势差为100V,答案A,1.电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿_方向的距离的乘积。即UEd，也可以写作E。2.公式UEd的适用范围：匀强电场。,考点三匀强电场中电势差与电场强度的关系(/c),电场线,3.静电感应和静电平衡把金属导体放在电场E中，由于内部自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷，这种现象叫_，当自由电子的定向移动停止时，导体处于_。4.静电平衡状态下导体的电场强度和电势导体内部的场强处处为_，整个导体是_，导体的表面是_，导体表面电场线和带电体表面_。5.静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。,静电感应,静电平衡状态,零,等势体,等势面,垂直,6.尖端放电现象和避雷针电性与尖端相反的粒子被吸引而奔向尖端，与尖端的电荷_，相当于尖端_电荷，这就是尖端放电。避雷针就是利用尖端放电的设备。7.处于静电平衡的导体腔内场强处处为零。8.处于静电平衡状态的导体，内部区域就不再受外部电场的影响，这种现象叫_。,中和,失去,静电屏蔽,【过关演练】1.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和,解析笔套带电是因为笔套与头发摩擦起电，A选项正确；笔套靠近圆环时，圆环上表面感应出与笔套带电性质相反的电荷，下表面感应出与笔套带电性质相同的电荷，B选项正确；圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，C选项正确；笔套碰到圆环后两物体接触带电，笔套一部分电荷转移到圆环上，而不是被全部中和，D选项错误。答案ABC,2.为了防止静电的危害，应尽快把静电导走，下列措施中不是为了防止静电危害的是()A.油罐车后面装一条拖地铁链B.电工钳柄上有一绝缘胶套C.飞机轮采用导电橡胶D.印染厂车间保持相当的湿度解析A、C、D项的做法都是为了防止静电的危害，应尽快把静电导走的方法，只有B项的不是静电的问题，而是防止触电的防护措施。答案B,要点突破要点一公式UEd的理解1.表达式UEd适用于匀强电场中的定量计算，且d是沿场强方向上的距离；电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。,【例1】如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点。已知a、b两点的电势分别为a3V，b9V，则下列叙述正确的是()A.该电场在C点处的电势一定为6VB.a点处的场强Ea一定小于b点处的场强EbC.正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大,解析本题中电场线只有一条，又没说明是哪种电场的电场线，因此电势降落及场强大小情况都不能确定，A、B错；a、b两点电势已知，正电荷从a到b是从低电势向高电势运动，电场力做负功，动能减小，电势能增大，C对，D错。答案C,要点二静电屏蔽1.两种现象现象1：由于静电感应，导体外表面感应电荷的电场与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零，从而外部电场影响不到导体内部，如图所示。,现象2：由于静电感应，接地导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响，如图所示。,2.应用：有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩，有的通信电缆的外面包有一层铅皮等都是用来防止外电场的干扰，起屏蔽作用的。,【例2】请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险解析由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错；金属可以消除多余的静电，B项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误。答案B,精练题组1.晚间脱衣时常能见到闪光并听到噼啪声，但人一般不会受到伤害，这是由于()A.静电电压很高，且聚集的电量很多B.静电电压很高，但聚集的电量很少C.静电电压不高，但聚集的电量较多D.静电电压不高，且聚集的电量较少解析静电电压很高，但聚集的电量很少，对人体不会产生危害，B正确。答案B,2.如图所示，带有等量异号电荷的一对平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点(其中C点在金属板上)，且CD4cm，CD连线和场强方向成60角。已知电子从D点移到C点静电力做功为3.21017J，则匀强电场的场强E及A、B两点间的电势差UAB为()A.2104N/C；450VB.1104N/C；450VC.1105N/C；600VD.1104N/C；600V,答案D,3.如图所示，沿x轴正向的匀强电场中，有一动点以O为圆心，半径为r做逆时针转动一周，A点为连线OA与x轴正向成角时圆周上的一点，电场强度为E，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为()A.UErB.UEr(sin1