（浙江专版）高考物理大一轮复习 第六章 静电场 第2课时 电场的能的性质课件

1、1第第2课时电场的能的性质课时电场的能的性质2一、电势能和电势一、电势能和电势1.电势能电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功的特点：电场力做功与电场力做功与_无关，只与无关，只与_有关。有关。(2)电势能电势能定义：电荷在定义：电荷在_中具有的势能，数值上等于将电荷中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到从该点移到_位置时电场力所做的功。位置时电场力所做的功。电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于_ ，即，即WABEpAEpBEp。 路径路径初、末位置初、末位置电场电场零势能零势能电势能的减少量电势能的减少量32.电势电势(1)定义：试

2、探电荷在电场中某点具有的定义：试探电荷在电场中某点具有的_与它的与它的_的比值。的比值。(2)定义式：定义式：_。(3)矢标性：电势是矢标性：电势是_，有正、负之分，其正，有正、负之分，其正(负负)表示该表示该点电势比点电势比_高高(低低)。(4)相对性：电势具有相对性：电势具有_，同一点的电势因选取，同一点的电势因选取_的不同而不同。的不同而不同。 电势能电势能Ep电荷量电荷量q标量标量零电势零电势相对性相对性零电势点零电势点43.等势面等势面(1)定义：电场中定义：电场中_的各点组成的面。的各点组成的面。(2)四个特点四个特点等势面一定与等势面一定与_垂直。垂直。在在_上移动电荷时电场力不

3、做功。上移动电荷时电场力不做功。电场线方向总是从电场线方向总是从_的等势面指向的等势面指向_的等势面。的等势面。等差等势面越密的地方电场强度等差等势面越密的地方电场强度_，反之，反之_。 电势相等电势相等电场线电场线同一等势面同一等势面电势高电势高电势低电势低越大越大越小越小5二、电势差二、电势差1. .定义定义：电荷在电场中，由一点：电荷在电场中，由一点A移到另一点移到另一点B时，时，_与移动电荷的与移动电荷的_的比值。的比值。2.定义式定义式：UAB_。3.电势差与电势的关系电势差与电势的关系：UAB_，UABUBA。4.影响因素：影响因素：电势差电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的

4、电荷由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功及电场力做的功WAB_，与零电势点的选取，与零电势点的选取_。电场力做功电场力做功电荷量电荷量AB无关无关无关无关6电场线电场线7四、静电现象四、静电现象1.静电感应和静电平衡静电感应和静电平衡把金属导体放在电场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，这种现象叫象叫_，当自由电子的定向移动停止时，导体处于，当自由电子的定向移动停止时，导体处于_。 2.静电平衡状态下导体的电场强度和电势静电平衡状态

5、下导体的电场强度和电势 导体内部的场强处处为导体内部的场强处处为_，整个导体是，整个导体是_，导，导体的表面是体的表面是_，导体表面电场线和带电体表面，导体表面电场线和带电体表面_。 静电感应静电感应静电平衡状态静电平衡状态零零等势体等势体等势面等势面垂直垂直83.静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。4.尖端放电现象和避雷针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_，相当于尖端相当于尖端_电荷，这就是尖端放电。避雷针就是利用尖端电荷，这就是尖端放电。避雷针就是利用尖端放电的设备。

6、放电的设备。5.处于静电平衡的导体腔内场强处处为零。处于静电平衡的导体腔内场强处处为零。6.处于静电平衡状态的导体，内部区域不再受外部电场的影响，处于静电平衡状态的导体，内部区域不再受外部电场的影响，这种现象叫这种现象叫_ 。中和中和失去失去静电屏蔽静电屏蔽9【思考判断】【思考判断】1.电势差是个标量，但是有正值和负值之分电势差是个标量，但是有正值和负值之分( )2.A、B两点的电势差是恒定的，所以两点的电势差是恒定的，所以UABUBA( )3.A、B两点的电势差等于将正电荷从两点的电势差等于将正电荷从A点移动到点移动到B点时静电力所点时静电力所做的功做的功( )4.电场力做功与重力做功相似，

7、均与路径无关电场力做功与重力做功相似，均与路径无关( )5.电场中电场强度为零的地方电势一定为零电场中电场强度为零的地方电势一定为零( )6.沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低( )7.电势是矢量，既有大小也有方向电势是矢量，既有大小也有方向( )8.电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向( )10考点一电势能、电势考点一电势能、电势(b/c)要点突破要点突破一、静电力做功与电势能变化的关系一、静电力做功与电势能变化的关系1.静电力做功的特点：静电力做功的特点：静电力做功与电荷的初、末位置有关，与静电力

8、做功与电荷的初、末位置有关，与电荷运动的路径无关。电荷运动的路径无关。2.静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功与电势能变化的关系：静电力做的功，等于电势静电力做的功，等于电势能的减少量，即能的减少量，即WABEpAEpB。电荷在某点的电势能，等于。电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。11二、电势高低及电势能大小判断方法二、电势高低及电势能大小判断方法1.电势能大小的判断方法电势能大小的判断方法(1)做功判断法：无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷做功判断法：无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小；

9、只要静电力做负功，电荷的电势能一定的电势能一定减小；只要静电力做负功，电荷的电势能一定增大。增大。(2)电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小。向移动时电势能逐渐减小。(3)电势判断法：由公式电势判断法：由公式Epq知，正电荷在电势高的地方电知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小。势

10、能大，负电荷在电势高的地方电势能小。 122.电势高低的判断方法电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。(2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低。场源负电荷越近的点，电势越低。(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 13典例剖析典例剖析【例【例1】 (2017温州模拟温州模

11、拟)如图所示，三条平行等距的直虚线表示如图所示，三条平行等距的直虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线，实线是一带负电的粒子是一带负电的粒子(不计重力不计重力)在该区域内的运动轨迹，对于这在该区域内的运动轨迹，对于这条轨迹上的条轨迹上的a、b、c三点来说，下列选项说法正确的是三点来说，下列选项说法正确的是()A.粒子必先过粒子必先过a，再到，再到b，然后到，然后到cB.粒子在三点所受的合力关系为粒子在三点所受的合力关系为FaFbFcC.粒子在三点的动能大小关系为粒子在三点的动能大小关系为EkbEkaEkcD.粒子在三点的电势能

12、大小关系为粒子在三点的电势能大小关系为EpbEpaEpc 14解析因等势面为等间距的平面解析因等势面为等间距的平面，所以该电场为匀强电场所以该电场为匀强电场，场强场强方向与等势面垂直方向与等势面垂直，故故FaFbFc，选项选项B错误；由做曲线运动错误；由做曲线运动的条件可知的条件可知，电场力方向向下电场力方向向下，又因粒子带负电又因粒子带负电，所以电场方向所以电场方向向上向上，a、b、c三点的电势关系为三点的电势关系为cab，粒子在三点的电势粒子在三点的电势能关系为能关系为EpbEpaEpc，又因在只有电场力做功的条件下电势能和又因在只有电场力做功的条件下电势能和动能之和守恒动能之和守恒，所以

13、，所以EkbEkaEkc，选项选项C错误错误，D正确；关于粒正确；关于粒子的运动轨迹子的运动轨迹，可能沿可能沿abc方向方向，也可能沿也可能沿cba方向方向，所以选项所以选项A错误。错误。答案答案D15【例【例2】 如图所示，某区域电场线左右对称分布，如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称为对称线上的两点。下列说法正确的是线上的两点。下列说法正确的是()A.M点电势一定低于点电势一定低于N点电势点电势B.M点场强一定大于点场强一定大于N点场强点场强C.正电荷在正电荷在M点的电势能大于在点的电势能大于在N点的电势能点的电势能D.将电子从将电子从M点移动到点移动到N点，电场力做正功点，电

14、场力做正功 16解析沿电场线方向电势逐渐降低解析沿电场线方向电势逐渐降低，M点电势一定高于点电势一定高于N点电势点电势，A错误；电场线越密的区域场强越大错误；电场线越密的区域场强越大，由图可知由图可知N点场强大于点场强大于M点场强点场强，B错误；由错误；由Epq可知可知，正电荷在正电荷在M点的电势能大于在点的电势能大于在N点的电势能点的电势能，C正确；电子从正确；电子从M点移到点移到N点的过程中点的过程中，受到的电受到的电场力与移动方向相反场力与移动方向相反，电场力做负功电场力做负功，D错误。错误。答案答案C 17【例【例3】 如图所示，虚线如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相代

15、表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带负电的，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，质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是是这条轨迹上的三点，这条轨迹上的三点，R同时在等势面同时在等势面b上，据此可知上，据此可知()A.三个等势面中，三个等势面中，c的电势最低的电势最低B.带电质点在带电质点在P点的电势能比在点的电势能比在Q点的小点的小C.带电质点在带电质点在P点的动能与电势能之和比在点的动能与电势能之和比在Q点的小点的小D.带电质点在带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面点的加速度方向垂

16、直于等势面b 18解析根据题意画出电场线、质点在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处的受力方向如图所示，可知电场线应垂直等势面由可知电场线应垂直等势面由c经经b至至a，所以所以a的电势最低的电势最低，选项选项A错误；质点带负电错误；质点带负电，且且PEpQ，故选项故选项B错误；由于错误；由于质点运动过程中只有电场力做功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所以质点的电势能与动能之和保持不变保持不变，选项选项C错误；根据电场线与等势面垂直可知错误；根据电场线与等势面垂直可知，选项选项D正确。正确。答案答案D19【巧学妙记】【巧学妙记】电场线、等势面、运动轨迹的

17、综合问题分析要点电场线、等势面、运动轨迹的综合问题分析要点(1)带电粒子轨迹的切线方向为该点处的速度方向。带电粒子轨迹的切线方向为该点处的速度方向。(2)带电粒子所受合力应指向轨迹曲线的凹侧带电粒子所受合力应指向轨迹曲线的凹侧，再根据电场力与场再根据电场力与场强方向的关系强方向的关系(同向或反向同向或反向)，或电场力做正功还是负功等或电场力做正功还是负功等，进一进一步确定其他量。步确定其他量。20针对训练针对训练1.如图所示，真空中有两个等量异种点电荷，如图所示，真空中有两个等量异种点电荷，A、B分别为两电荷分别为两电荷连线和连线中垂线上的点，连线和连线中垂线上的点，A、B两点电场强度大小分别

18、是两点电场强度大小分别是EA、EB，电势分别是，电势分别是A、B，下列判断中，正确的是，下列判断中，正确的是()A.EAEB，AB B.EAEB，ABC.EAB D.EAEB，AB，故故UBA5 V，选项选项C正确。正确。答案答案C432.如图所示，沿如图所示，沿x轴正向的匀强电场中，有一动点以轴正向的匀强电场中，有一动点以O为圆心，半为圆心，半径为径为r沿逆时针转动一周，沿逆时针转动一周，A点为连线点为连线OA与与x轴正向成轴正向成角时圆角时圆周上的一点，电场强度为周上的一点，电场强度为E，则此圆周上各点与，则此圆周上各点与A点间最大的电点间最大的电势差为势差为()A.UEr B.UEr(s

19、in 1)C.UEr(cos 1) D.U2Er 44解析由解析由UEd知知，与与A点间电势差最大的点应是沿场强方向点间电势差最大的点应是沿场强方向与与A点相距最远的点点相距最远的点，dmaxrrcos ，所以所以UmaxEr(cos 1)，选项选项C正确。正确。答案答案C 45考点四静电现象的应用考点四静电现象的应用(/a)要点突破要点突破1.两种现象两种现象现象现象1：由于静电感应，导体外表面感应电荷的电场与外电场：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

20、。不到导体内部，如图所示。 46现象现象2：由于静电感应，接地导体壳内表面感应电荷与壳内电：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。闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响，如图所示。2.应用应用：有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩，有的通信电：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。作用的。 47典例剖析典例剖析【例【例

21、1】 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是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解析由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错；金属可以消选项均错；金属可以消除多余的静电除多余的静电，B项正确；单根高压输电线上相距较近的两点项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小之间电阻很小，因而电压较小

22、因而电压较小，小鸟不会被电死小鸟不会被电死，C选项错误。选项错误。 答案答案B 48【例【例2】 晚间脱衣时常能见到闪光并听到噼啪声，但人一般不会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，这是由于受到伤害，这是由于()A.静电电压很高，且聚集的电荷量很多静电电压很高，且聚集的电荷量很多B.静电电压很高，但聚集的电荷量很少静电电压很高，但聚集的电荷量很少C.静电电压不高，但聚集的电荷量较多静电电压不高，但聚集的电荷量较多D.静电电压不高，且聚集的电荷量较少静电电压不高，且聚集的电荷量较少解析静电电压很高解析静电电压很高，但聚集的电荷量很少但聚集的电荷量很少，对人体不会产生对人体不

23、会产生危害危害，B正确。正确。答案答案B 49针对训练针对训练1.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，当距离约为慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图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，下列说法错误的是所示。对上述现象的判断与分析，下列说法错误的是()A.摩擦使笔套带电摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异

24、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笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 50解析笔套带电是因为笔套与头发摩擦起电解析笔套带电是因为笔套与头发摩擦起电，选项选项A正确；笔套正确；笔套靠近圆环时靠近圆环时，圆环上表面感应出与笔套带电性质相反的电荷圆环上表面感应出与笔套带电性质相反的电荷，下下表面感应出与笔套带电性质相同的电荷表面感应出与笔套带电性质相同的电荷，选项选项B正确；圆环被吸正确；圆环被吸引到笔套的过程中引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合

25、力大于圆环的重力圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，选选项项C正确；笔套碰到圆环后两物体接触带电正确；笔套碰到圆环后两物体接触带电，笔套一部分电荷转笔套一部分电荷转移到圆环上移到圆环上，而不是被全部中和而不是被全部中和，选项选项D错误。错误。答案答案D512.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了防止静电危害的是()A.油罐车后面装一条拖地铁链油罐车后面装一条拖地铁链B.电工钳柄上有一绝缘胶套电工钳柄上有一绝缘胶套C.飞机轮采用导电橡胶飞机轮采用导电橡胶D.印染厂车间保持相当的湿度印染厂车间保持相当的湿度

26、解析解析A、C、D项的做法都是为了防止静电的危害项的做法都是为了防止静电的危害，应尽快应尽快把静电导走的方法把静电导走的方法，只有只有B项的不是静电的问题项的不是静电的问题，而是防止触而是防止触电的防护措施。电的防护措施。答案答案B 521.如图所示，一导体如图所示，一导体AB在点电荷在点电荷Q的电场中发生静电感应，下列的电场中发生静电感应，下列说法正确的是说法正确的是()A.导体中导体中M、N两点的电场强度不相等两点的电场强度不相等B.感应电荷在感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强点产生的场强C.如果在如果在AB间用一导线连接，则导线中将有电流产生间

27、用一导线连接，则导线中将有电流产生D.N点的电势大于点的电势大于M点的电势点的电势答案答案B 532.(2017杭州联考杭州联考)如图所示，如图所示，O为两个等量同种正点电荷连线的为两个等量同种正点电荷连线的中点，中点，a、b、c、d是以是以O为圆心的圆周上的四个点，设无穷远为圆心的圆周上的四个点，设无穷远处电势为零，则下列说法正确的是处电势为零，则下列说法正确的是()A.a、c电场强度相同电场强度相同B.b、O、d三点电势相等三点电势相等C.O点的电场强度，电势均为零点的电场强度，电势均为零D.把电子从把电子从a点移动到点移动到b点，电子的电势能增大点，电子的电势能增大 54解析解析a、c电场强度大小相等电场强度大小相等，方向相反方向相反，A错误；错误；b、d电势相电势相等等，O点电势高于点电势高于b、d，B错误；错误；O点的电场强度为零点的电场强度为零，但电势大但电势大于零于零，C错误；把电子从错误；把电子从a点移动到点移动到b点点，电势变低电势变低，电势能变大电势能变大