2016版红对勾与练高三物理人教版总复习配套讲义第六章静电场2节能性质

第六章静电场第2节电场能的性质课堂效果检测课前知识梳理课堂考点演练课前知识梳理01自主回顾·打基础电场力做功和电势能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

位置时静电力所做的功．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于

，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.1．(1)路径2．(1)电场答案初末位置

(2)电场方向 任何电场零势能

(2)电势能的减少量q的电势能逐渐减小q的电势能逐渐增大

C．q的电势能先增大后减小

D．q的电势能先减小后增大解析：负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以A、C、D均错，B对．答案：B电势和等势面矢标性：电势是

，有正负之分，其正(负)表示该点电势比

高(低)．相对性：电势具有

，同一点的电势因选取

的不同而不同．2．等势面(1)定义：电场中

的各点组成的面．(2)四个特点①等势面一定与

垂直．②在

上移动电荷时电场力不做功．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

．答案电荷量q

(2)Ep/q

(3)标量 零电势(2)电场线 同一等势面 电势高

电1．(1)电势能Ep(4)相对性 零电势点2．(1)电势相等势低 越大 越小如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则(

)A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab|<|Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少

D．a点的电势较b点的电势低解析：由等量异种点电荷的电场线特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式U＝Ed知|Uab|>|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|>|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．答案：C电势差、匀强电场中电势差与场强的关系电势差与电势的关系：UAB＝

，UAB＝－UBA.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

．2．匀强电场中电势差与电场强度的关系电势差与场强的关系式：UAB＝Ed，其中d为电场中两点间

的距离．电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是指

最快的方向．在匀强电场中，场强在数值上等于沿

方向每单位距离上降低的电势．答案1．(1)电场力做的功WAB

电荷量q

(2)WAB/q

(3)φA－φB

(4)无关 无关2．(1)沿电场方向

(2)电势降低 电场A．500

V/m，－2.5

VB.1

000

33V/m，－2.5

VC．500

V/m,2.5

V3D.1

000 3

V/m,2.5

VU解析：由E＝

d

得：E＝UCBBC·sin60°＝102×10－2×

32V/m＝1000 3

V/m，UBP＝E·PBsin60°＝1

000

3×0.5×10－2×3

3

23

V＝2.5

V，由于φB＝0，所以φP＝－UBP＝－2.5

V，故B正确．答案：B课堂考点演练02课堂互动·提能力电势高低及电势能大小的判断方法依据电场力做功根据U

＝WAB，将W

、q的正负号代入，由AB

q

ABUAB的正负判断φA、φB的高低依据场源电荷的正负取无穷远处电势为零，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能的高低在正电荷电势能较大处电势高，在负电荷电势能较小处电势高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在正电荷电势高的地方电势能大，在负电荷电势低的地方电势能大公式法由Ep＝qφ将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep越大，电势能越大能量守恒法在电场中，当只有电场力做功时，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c点场强大于b点场强a点电势高于b点电势若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小a点的电场强度比b点的大a点的电势比b点的高检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功解析：电场线的疏密程度表示场强的大小，A正确；沿电场线方向电势降低，B正确；负电荷在电势越高的位置电势能越小，C错误；因负电荷从a点移到b点的过程中电势能增大，由功能关系知电场力必做负功，D正确．答案：ABD匀强电场中电场强度和电势差的关系A．200

V/mC．100

V/mB．200D．1003

V/m3

V/m总结提能确定匀强电场中的电场线确定等势线：根据“两点确定一条直线”，找出电场中电势相等的两个点，然后连接成一条等势线；因匀强电场的电势在一条直线上均匀变化，任一线段中点的电势为两端点电势的平均值，题中先找出OA

中点C

的电势为3

V，连接

BC

得等势线.电场线跟等势面一定垂直，作出等势线的垂线即得电场线；题中过O

点可作BC

的垂线，即电场线.(3)比较电势的高低，即沿着电场线的方向，电势逐渐降低；根据题中电势高低在电场线上标出箭头，表示电场的方向.该电场是匀强电场，场强方向垂直于AA′，且指向左下方该电场是匀强电场，场强大小E＝2

V/m该电场是匀强电场，与C点距离为2cm

的所有点中，最高电势为4

V，最低电势为－4

VUD．该电场可能不是匀强电场，E＝

d

不适用解析：因各等势面间距相等，电势差相等，所以该电场为匀强电场，场强大小E＝22×10－2sin30°V/m＝200

V/m，其m—方向与等势面垂直且指向电势降低的方向，即指向左上方，A、B、D

错误；因C

点电势为零，与C

点距离为2

cm

的点的最2＝Ed＝200×2×10 V＝4

V，最低电势为－4

V，高电势为φC

正确．答案：C电场中的功能关系及其应用2．电场中的功能关系(1)如果只有电场力做功，则动能和电势能之间相互转化，动能(Ek)和电势能(Ep)的总和守恒，即：①ΔEp＝－ΔEk.②电场力做正功，电势能减少，动能增加．③电场力做负功，电势能增加，动能减少．(2)除电场力之外其他力做正功，动能和电势能之和变大；除电场力之外其他力做负功，动能和电势能之和变小．(3)如果只有电场力和重力做功，则电势能和机械能之和保持不变．【例3】如图所示，在O

点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A

点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R

为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C

在同一水平线上，∠BOC＝30°，A

距离OC

的竖直高度为h.若小球通过B

点的速度为v，试求：小球通过C

点的速度大小；小球由A

到C

的过程中电势能的增加量．第二步：找突破口要确定通过C点的速度，可由BC过程中的功能关系求解，由于B、C在圆周上，两点为等势点，故电场力不做功，只有重力做功．要求由A到C过程中电势能的增加量，应利用公式WAC＝－ΔEpAC和动能定理，对小球由A到C过程分析，列方程求解．(2)由A到C应用动能定理得：ACW

＋mgh122C＝

mv

－0AC22C1

1得：W

＝

mv

－mgh＝

mv2＋122mgR－mgh.由电势能变化与电场力做功的关系得：p

AC2ΔE

＝－W

＝mgh－1mv2－1

R.2mg总结提能处理电场中能量问题的基本方法在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系.应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.有电场力做功的过程机械能不守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒.A．质量为m、带电荷量为＋q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点的过程中动能增加量等于电势能减少量B．a、b两点的电势差U＝mgh2qC．质量为m、带电荷量为＋2q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为ghD．质量为m、带电荷量为－q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为gh解析：质量为m、带电荷量为＋q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点的过程中，机械能与电势能之和守恒，其动能增加量等于重力势能、电势能的减少量之和，选项A错误；设a、b之间的电势差为U，由题意，质量为m、带电荷量为＋q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时2速度大小为3gh，根据动能定理，mgh＋qU＝1m·3gh，解得mghqU＝1

，a、b两点的电势差U＝

，选项B正确；质量2mgh

2q为m、带电荷量为＋2q的小球从a点静止释放后沿电场线运动1221

1到b点时，由动能定理得mgh＋2qU＝

mv

，解得v

＝2gh，选项C错误；质量为m、带电荷量为－q的小球从a点静止释放1222后沿电场线运动到b点时，由动能定理得mgh－qU＝

mv

，解得v2＝

gh，选项D正确．答案：BD【典题例证】

两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，)粒子只受静电力作用，则粒子在电场中(做直线运动，电势能先变小后变大做直线运动，电势能先变大后变小

C．做曲线运动，电势能先变小后变大

D．做曲线运动，电势能先变大后变小名师点睛分析该类问题要注意以下三点：电场线应与等势