2011年高考物理+电势差+电势+电势能+静电屏蔽总复习课件+新人教版.ppt

1、电势差 电势 电势能 静电屏蔽总复习,自主学习 1电势差 (1)概念：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力 与电荷量q的比值，即UAB . (2)物理意义：A、B两点间的电势差在数值上等于移动 电场力所做的功 (3)电压：指电势差的 .,所做的功WAB,单位正电荷,绝对值,(4)影响因素：电势差UAB与电场力做功WAB无关，与电荷所带电荷量q无关它是由 决定的，与初、末位置有关，与零势点的选取 (5)与场强的关系：UEd 适用条件：匀速电场中，d为 方向的距离 数值关系：匀强电场中，场强等于沿 方向单位距离上的电势差,电场本身的性质,无关,沿电场线,电场线,2电势 (1)定义：电场中

2、某点A与零电势点间的 (2)大小：等于 由该点移动到零电势点时电场力所做的功 (3)正负：电势的标量，只有大小，没有方向，其正(负)号表示 比 高(低) (4)相对性：同一点的电势随 选取的不同而不同通常选取 或 )的电势为零,电势差,单位正电荷,该点电势,零电势点,零电势点选,地面,无穷远处,(5)电势与电势差的关系：UABAB 若UAB0，即AB，表示A点电势A B点电势B. 若UAB0，即AB，表示A点电势A B点电势B. 【特别提醒】电势和电势差都是由电场本身决定的，与检验电荷无关，但电势是相对量，电场中各点的电势与零电势点的选取有关，而电势差是绝对量，与零电势点的选取无关,高于,低于

3、,深化拓展 1对电势差的理解 (1)电势差反映电场中两点间的性质，定义式中UAB与WAB、q无关，WAB表示电荷从A点移到B点时电场力做的功，WABqUAB适用于任何静电场 (2)应用该公式有两种方法：将WAB、q的正负号代入得到的UAB也带正负号，UAB0，AB；UAB0，AB；将WAB、q的绝对值代入，求出UAB的绝对值，再根据电场线与电势的关系，确定UAB的正负,2对电势的理解 (1)电势描述的是电场中某一点的能的性质，选定了参考点后，电场中各点的电势也就确定了一般情况下，选无穷远处或大地表面为参考点，认为它们的电势为零， (2)电势具有相对性，选不同的参考点，相同电场下，同一点的电势不

4、同 (3)电场强度大小与电势高低无关,(4)电势高低的判断方法：第一，根据电场线的方向判断；第二，根据场源电荷的正负判断，靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低；第三，根据电势差的正负判断 (5)在匀强电场中，沿某一方向电势均匀改变，即经相等距离电势改变量相等,3电场强度与电势的比较,【特别提醒】从电场线的分布情况可以直观地看出两点电场强度的大小和电势的高低：由疏密判断场强的大小；由方向判断电势的高低 针对训练 有一带电荷量q3106C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6104J.从B点移到C点时电场力做功9104J.问： (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？ (2)如取B

5、点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？,思维点拔：据U 可得某两点间的电势差，因B点规定为零电势点，则A、C两点分别与B点的电势差即为各自的电势数值,解析：(1)方法一先求电势差的绝对值，再判断正、负 因负电荷从A移到B克服电场力做功，必是从高电势点移向低电势点，即AB，UAB200V. 因负电荷从B移到C电场力做正功，必是从低电势点移到高电势点，即BC，UBC300V. UCAUCBUBAUBC(UAB)300V200V100V.,方法二直接取代数值法 负电荷由A移向B克服电场力做功，即电场力做负功， WAB6104J， 负电荷由B移向C电场力做正功， UCA的解法同方法一,(2)若B0，

6、由UABAB得：AUAB200V. 由UBCBC得： CBUBC0(300)V300V. 答案：(1)200V300V100V(2)200V300V,自主学习 1定义：电场中 的点构成的面叫做等势面 2等势面的特点 (1)等势面一定跟电场线 (2)电场线总是从 的等势面指向 的等势面 (3)沿 移动电荷，电场力不做功 (4)空间没有电荷的地方两等势面不相交 (5)在电场线密集的地方，等差等势面也 ；在电场线稀疏的地方，等差等势面也,电势相同,垂直,电势较低,等势面,密集,稀疏,电势较高,深化拓展 几种典型电场的等势面,针对训练 如图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入

7、点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN.a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，RbRaRcRb,1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小，则(),A|W12|2|W34| B|W12|2|W34| CP、O两电荷可能同号，也可能异号 DP的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零 答案：B,自主学习 1定义：电荷在电场中具有的能它与电场和电荷都有关，不能描述电场 2特点：电势能是相对的，与 选取有关，电势能是标量，但有 之分 3电场力做功与电势能变化的关系

8、 在电场中移动电荷，电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 ,零电势点,正、负,减小,增加,电场力做功特点：电场力做功与路径无关，仅取决于两点间的电势差和要移送的电荷 4单位：J，eV；1eV1.61019J. 【特别提醒】虽然电势、电势能具有相对性，但电势能的改变和电势差具有绝对性，与零电势点的选取无关,深化拓展 一、电势与电势能的比较,【特别提醒】(1)电势能是相对的，与电势零点的选取有关 (2)电势能不可作为描述电场性质的物理量，因为电势能的大小、正、负都与检验电荷有关 二、电势能大小的比较 1场电荷判断法 (1)由Eaq，离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能

9、越小 (2)由Eaq，离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大,2电场线法 (1)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 (2)负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小 3做功判断法 无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方,针对训练 带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6108J的功，那么() AM在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能

10、 BP点的场强一定小于Q点的场强 CP点的电势一定高于Q点的电势 DM在P点的动能一定大于它在Q点的动能,思路点拔：根据电场力做功(也是合力的功)能判断电势能和动能的变化；因不知电场线的疏密和电场力的大小，无法判断场强的大小关系；粒子电性未知，也无法比较电势高低 解析：带电粒子M只在电场力作用下从P点到Q点，克服电场力做功，其电势能增加，动能减小，故A、D正确；场强的大小与电场力做功正、负无关，故B选项错；在C选项中，由于带电粒子的电性未知，故无法确定P点到Q点电势的高低，C错 答案：AD,总结提升：题目涉及了电势能、场强和电势等基本概念以及对动能定理的运用，考查了考生对基础知识的掌握程度和利

11、用基础知识分析问题、解决问题的能力.,自主学习 静电屏蔽 1导体中(包括表面)没有 的状态叫做静电平衡状态处于静电平衡状态的导体内部场强处处为 2空腔导体或金属网罩(无论接地与否)可以把外部电场遮住，使其内部不受 的影响，这种现象叫静电屏蔽,电荷的定向移动,零,外电场,深化拓展 分析静电平衡问题的核心是内部场强为零，分析思路：导体带电情况电场线电势 电子的移动方向 点拨：两导体连接时电子由低电势移向高电势，与接触处带电正负无关,针对训练 如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体AB向带负电的金属小球P缓慢地靠近(不相碰)下列说法正确的是() AB端的感应电荷越来越多 B导体内场强越来越大 C

12、导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强 D导体的感应电荷在M、N两点场强相等,解析：导体AB靠近电荷P时，导体中电荷受到外电场力变大，使电荷不断移动，A、B两端的感应电荷越来越多，A正确由于导体缓慢移动，导体AB总是处于静电平衡状态，其导体内部场强为零，B错误导体内部场强为零，即外加场强与感应电荷的附加场强大小相等，方向相反合场强为零，外加电场产生的场强EkQ/r2，因此外加电场在M点的场强比在N点大，所以导体上感应电荷在M点产生的附加场强恒大于在N点产生的附加场强，C正确而D错误 答案：AC,规律方法 电势高低判断方法： (1)根据电场线来判断 沿着电场线的方向，电势逐渐降落

13、在同一等势面上电势相等，电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 (2)根据电势差的定义UABWAB/q 若UAB0，则A点电势比B点电势高；若UAB0，则A点电势比B点电势低,【例1】如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a指向c, abbc，用a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，则可以判定() AabcBabbc CEaEbEc DEaEbEc,(2)如图甲，a、b是同一条电场线(直线)上的两个点，将一负电荷从a点由静止释放，负电荷由a向b运动过程中的vt图象如图乙所示，比较a、b两点的电势()和场强(E)的大小，有() AabE

14、aEb BaEb DabEaEb,解析(1)由于只有一条电场线，不能判断电场是匀强电场还是非匀强电场，所以B、C、D都不对，但可以根据电场线的方向判断A是正确的 (2)从vt图可以看出：该负电荷从a到b做的是一个加速度逐渐变小的加速运动由aEq/m知EaEb.又知：电场力应做正功，由UabWab/q知：Uab0，所以ab，故应选C. 答案(1)A(2)C,(2009北京理综)某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为Ep和EQ，电势分别为Up和UQ，则(),AEpEQ，UpUQ BEpEQ，UpUQ DEpEQ，UpUQ,【解析】本题考查电场中电势和场强的比较，意在考查

15、考生对电场线的认识，对表征电场特性的两个物理量的掌握情况P点处电场线分布的密集些，Q处电场线分布稀疏些，则EpEQ.题图中，电场线的方向是由P指向Q，根据顺着电场线的方向，电势依次降落，有P点电势大于Q点电势 【答案】A,规律方法 电场力做功的计算方法 (1)用功的定义式：WFscosqEscos(只适用于匀强电场) (2)根据WABqUAB计算(适用于一切电场) (3)根据电场力做功与电势能变化量的关系，即WEp. (4)由动能定理，得W电W非Ek.,【特别提醒】利用WABqUAB计算电场力的功时，可将q、UAB的正负号一起代入，计算出WAB的正、负；也可只代入q、UAB的绝对值，然后根据电

16、荷的性质、电场力方向和移动方向判断功的正、负,【例2】(2008上海市虹口区模拟)匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示已知电场线的方向平行于ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V.设场强大小为E，一电量为1106C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则(),AW8106J，E8V/m BW6106J，E6V/m CW8106J，E8V/m DW6106J，E6V/m,解析根据A、B、C三点的电势大小关系，将线段AC三等分，则靠近A的等分点与D点等电势，靠近C的等分点与B点等电势，D点电势为10V.DC之间电势差

17、为8V，正电荷从D点移到C点电场力所做的功为WqU1106C8V8106J.由A、B之间的电势差等于8V，线段AB与等势线不垂直可知E8V/m，所以A正确 答案A,规律总结根据WqU计算电场力所做的功，根据EU/d(d为沿电场线方向的距离)判断电场强度的大小匀强电场中任一条直线上经过相等的距离电势差大小相等在匀强电场中，任意一组平行线上等距离的两点之间的电势差相等电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加；动能的变化取决于合外力做的功，机械能的变化取决于除重力以外其他力做的功,如图所示，一光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点质量为m、带电荷量为q的有孔小球

18、沿杆从A点由静止开始下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B点的速度大小为 求：,(1)小球由A到B的过程中电场力做的功； (2)A、C两点间的电势差,解析：(1)由动能定理： 得 (2)由于B、C位于同一等势面上，所以，A、C间的电势差等于A、B间电势差，即,总结提升：借助动能定理，间接求解变化的电场力做功；借助等势面性质将问题转化，同时，对运动形式复杂而初末状态清晰的电场问题要善于用能量的观点处理.,【例3】如图所示，a、b、c是匀强电场中的三点，并构成一等边三角形，边长L 将一带电荷量q2106C的电荷从a点移到b点，电场力做功Wab1.2105J；若将同一点电荷从a点移到c点，电场力做功Wa

19、c6106J，试求匀强电场的电场强度E.,解析因为 ca，所以Uab9V.将cb分成三等份，每一等份的电势差为3V，如图所示，连接ad，并从c点开始依次作ad的平行线，得到各等势线，作等势线的垂线ce，场强方向由c指向e，所以 得3cos2cos，又60，故3cos2cos(60)cos 2cos解得cos,答案200V/m 总结提升如果利用UEd计算A、B两点间的电势差，U的正负，要由电场线的方向作出确定,如图所示，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点已知A12V，B6V，C6V.试在该方框中作出该电场的示意图(即画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅助线若将一个电子从A

20、点移到B点，电场力做多少电子伏特的功？,思维点拔：由于电场线与等势面垂直，而且在匀强电场中与等势点连线垂直的线一定是电场线电势相等的点可以根据匀强电场电势均匀降低的特点，把线段等分来寻找,解析：如图所示，用虚线连接AC.因A12V，C6V，把AC线段分为三等份，得D点的电势D6V.连接DB，则DB为一条等势线，可以画出与等势线垂直的电场线，如图中实线所示，电势降低的方向为场强方向 将一电子从A点移到B点，电场力做的功WeUABe(126)V6eV. 答案：见解析图6eV,【例4】如图所示，虚线表示电场中的一簇等势线，相邻等势线之间的电势差相等，一电子以一定的初速度进入电场中，只在电场力的作用下由M点运动到N点，运动轨迹如图中实线所示由此可判断(),AM点电势低于N点电势 B电子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 C电子在M点的电势能小于在N点的电势能 D电子在M点的动能小于在N点的动能,解析由电场线和等势线的关系，画出电场线的大致分布，再由曲线运动知识画出电子受电场力的方向，从