2020年高考物理总复习第26讲电场能的性质讲义

1、第26讲电场能的性质考查内容考纲要求及变化考查年份考查详情水平要求匀强电场中电势差与电场 强度的关系I电势差n考情剖析13年,T6一选择,考查点电荷周围电势、电势能的大小比拟及电场力做功的判断14年,T4 一选择,考查电势和场强的关系17年,T8一选择,考查根据电势随距离的变化关系图分析电场强度、电势能的变化15年,T8一选择考查电势和场强以及他们之间的相互关系16年,T3一选择,考查点电荷周围电势上下的判断、电场线与等势面的关系及电场力做 功的判断,推理、理解弱项清单,1.电场力做功与电势能变化的关系；2 .如何根据电场线以及电势的定义式判断电势的上下；3 .匀强电场中电势差与电场强度的关系

2、；4.不能很好的掌握电场线、电场强度、电势、电势差的概念及它们之间的关系.知识网络、知识整合、静电力做功与电势能1 .静电力做功的特点 静电力做功与路径2 .电势能,只与电荷的有关电荷及电场一定时.定义：电荷在电场中具有的势能,数值上等于通常取电荷在 处电势能为零.(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于 ,即 WB=.(静电力对电荷做正 功,电荷的电势能 ,静电力对电荷做负功,电荷的电势能 ).二、电势 等势面1 .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)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,通常选取 处为零电势点.(

3、4)矢标性：电势是 ,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比 (5)公式中的q要代入正负号2.等势面：电场中电势相等的点构成的面叫等势面.(1)等势面一定与电场线 .(2)在同一等势面上移动电荷静电力 .(3)电场线方向总是从 的等势面指向 的等势面.(4)等差等势面越密的地方电场强度 ,反之越小.3.几种常见的典型电场的等势面分布以点电荷为 的一簇连线的中垂面上的电势 电场等势由(实线)图样重要描述匀强电场电场：三三d 一 4等骋线,一1一 一 卜一 - - -r-恒一 - - h 于电场线的一簇等量同种正点电荷的电场连线上,中点电势,而在连线的中垂线上,中点电势 三、电势差1 .电势差定义

4、式:2 .电势差特点(1)电势差与电场中的两点位置及电场本身有关,而与移动的电荷 .(2)电势差也等于电势之差LAb= 4 a 4 B,有正负,但无方向,是 量.3 .匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)公式：,只适用于.(2)d为某两点沿 方向上的距离,或两点所在等势面之间的距离.(3)匀强电场中 E=,电场强度的方向是 最快的方向.方法技巧考点1电势上下、电势能大小的判断方法1.电势上下的判断判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功,WAb,. 一一,一根据Uab=一,将Wb q的正负号代入,由LAb的正负判断 八、人的局 q低依据场源:电荷的正负取无穷远处电

5、势为零, 正电荷周围电势为正值, 负电荷周围电势为负值； 靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低依据电势一能的上下正电荷在电势较局处电势能大,负电荷在电势较低处电势能大2.电势能大小的判断判断角度判断方法做功判断法电场力做正功,电势能减小；电场力做负功,电势能增加电荷电势法正电荷在电势局的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大公式法由E = q(K将q、(K的大小、正负号起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大；b的负值越小,电势能越大能量守恒法在电场中,假设只有电场力做功时, 电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反之,电势能增加3.从电场线看电场强度、电场力、电势上下以及等势

6、面的疏密电场线上任意一点的切线方向为该点 电场强度的方向.判断电场强 度的方向判断电场旌 度的大小电场线密处电场强度大.电场线疏处 电场强度小.进而可判断也尚受打火 小和加速度的大小电场线的应用7W咄埼力的,方向;正电荷的受力方向和电场线在该点切-；线方向相同.负电荷的受力方向和电 I场线在诙点切线方向相反.判断电势的 上下与电势一 降低的快慢J沿电场线的方向电势降低最快,壮也 场线密的地方比疏的地方降低更快一判断等丹：电场线越密蚓地方.等至榨势面越密集;面的疏密：电场线触施的地方.等基等玲面越稀疏一【典型例题1】(17年盐城模拟)如下图,一对等量正点电荷电场的电场线 (实线)和 等势线(虚线

7、).图中A、B两点电场强度大小分别为 3、Eb电势分别为 4a、b.以下判断正 确的是()A. EaEb,(|) A (|) bB.EaEb,(I)A(I)bC.Ea () BD.EaEb,(j) AFc, EEC. FbFc, EFb, EaED. FbFc, EE考点3匀强电场中电势差与场强的关系1 .在匀强电场中,不与电场线垂直的同一直线上的距离相同的两点间的电势差相等,互平行的相等线段的两端点电势差也相等.2 .在匀强电场中,不与电场线垂直的同一条直线上或几条相互平行的直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比.如下图AC/ P 那么 UAbUBcUPqUQrXABXBC XPQ XQR

8、【典型例题3】(多项选择)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如下图,三点的电势分别为10 V、17 V 26 V.以下说法正确的选项是()A.电场强度的大小为 2.5 V/ cmB.坐标原点处的电势为 1 VC.电子在a点的电势能比在 b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为 9 eV 考点4用功能关系分析带电粒子的运动 1.电场力做功的计算方法(1)由公式 W= Fl cos.计算,此公式只适用于匀强电场.可变形为W= qEd(d = l cos 0 ),式中d为电荷初、末位置在电场方向上的位移.(2)由公式 W= qU计算时有两种方法：三个量都取绝对

9、值,先计算出功的数值,然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方 向间的夹角确定是电场力做功,还是克服电场力做功.代入符号,将公式写成Wb= qUxB,特别是在比拟 A B两点电势上下时更为方便：先计一Wb -一_一算 UAb=,右UaB 0,即(|) ABB 0 ,那么(J) A (J) B；右UAbV 0 ,即(J)AB B AaB,那么Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有&aFaFc；沿电场线的方向电势降低,由图可知,右侧的电势高,左侧的电势低,所 以c处的电势最高,a处的电势最低,电子带负电,在电势高的地方的电势能小,所以FaFbFc,故D正确.ab典型例题3 ABD【解

10、析】如图所不,设a、cN间的d点电势与b点相同,那么 在10-17 7, 一一.=d点坐标为(3.5 cmi, 6 cm),过c点作cf bd于f,由几何关系可得 cf = 3.6 17 26 9 U2617 .cm,那么电场强度 E=：=J； V/cm =2.5 V/cm, A正确；由于四边形 Oacb是矩形,所以有 d 3.6Uc=Ub,解得坐标原点 O处的电势为1 V B正确；a点电势比b点电势低7 V电子带负电, 所以电子在a点的电势能比在 b点的高7 eV, C错误；b点电势比c点电势低9 V ,电子从 b点运动到c点,电场力做功为9 eV, D正确.6ivcni典型例题4 C变式练

11、习2-BC【解析】由轨迹方程y=kx2可知小球运动轨迹为初速度向上的抛物线,合力向右,如下图,由受力分析可知 mg= Eq, E= &皆 A错误.联立方程：=：gt2, qk 21= Vot,解得vo=、/;g, B正确；据动能定理 m1=EJmV,得&=饕 C正确；A k2 kK 24k-W= 一 E吊=小m/=：2ml D 错误.Eq典型例题 5 - D【解析】粒子的电势能随位移变化的图象斜率对应粒子所受的静电力大小,故可知电场力、电场强度及粒子加速度随位移变化应该是越来越小,故A错,D对；粒子动能随位移变化的图象斜率对应粒子所受合外力的大小,而此时的合外力即为粒子所受静电力,故B错；粒子

12、沿x轴的运动是一个加速度减小的加速运动,故速度与位移不一定是线性关系,C错.变式练习3 - D【解析】图象某点切线斜率的绝对值表示电场强度,A、N点的电势等于零,电场强度大小不为零,选项A、B错误；从N到C电势升高,NC间场强方向指向x轴负方向,选项 C错误；从N至ij C电势升高,从 C到D电势降低,将一负点电荷从 N 点移到C点,电场力做正功,从 C点到D点,电场力做负功,选项 D正确.应选D.当堂检测1. C【解析】电场线的疏密反映电场的强弱,电场线越密,电场越强,据图可知,B点的电场强度比 A点大,选项A错误；沿电场线电势降低,小球外表的电势比容器内外表 的高,选项B错误；容器内外表为

13、等势面,而电场线总与等势面垂直,故B点的电场强度方向与该处内外表垂直,选项 C正确；A、B两点等电势,将检验电荷从 A点沿不同路径移到 B 点,电场力做功均为零,选项D错误.应选C.2. C【解析】由电场线的分布情况可知,N处电场线比 M处电场线疏,那么 N处电场强度比M处电场强度小,由电场力公式F= qE可知正点电荷从虚线上 N点移动到 M岚,电场 力逐渐增大,故A错误.根据顺着电场线方向电势降低,知虚线上各点的电势比正电荷处的电势低,根据U= Ed知：N与正电荷间的电势差小于 M与正电荷的电势差,所以 N点的电势 高于M点的电势,从N点到M点,电势逐渐降低,正电荷的电势能逐渐减小,故 C正

14、确,B D错误.3. BC【解析】电子在电场中做曲线运动,虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹,电场力沿电场线直线曲线的凹侧,电场的方向与电场力的方向相反,如下图,A .W第3题图由所知条件无法判断电子的运动方向,故A错误；假设3A3B,说明电子在 M点受到的电场力较大,M点的电场强度较大, 根据点电荷的电场分布可知, 靠近M端为场源电荷的位置, 应带正电,故 B正确；无论 Q为正电荷还是负电荷,一定有电势力aAeb,电子电势能 日=e.,电势能是标量,所以一定有 EpavEpb,故C正确,D错误.4. C【解析】 ab边与cd边相互平行,相等长度的两点电势差大小相等,a、b两点的电势差为2 V, dc距离为ab的2倍,那么d、c两点电势差也是 a、b两点间电势差的2倍 即4 V, d点的电势为3 V, C正确.5. C【解析】由E= U=知图象-x的曲线斜率大小表示电场强度的大小,显d d然由图可知,EaEb, Fa=qEFb=qEb,选项C正确；电场方向总是由高电势点指向低电势点, 在