南方新高考2019物理（广东）一轮课件：7.2电势能 电势 电势差

1、第2讲,电势能,电势,电势差,一、电场力做功与电势能,1电场力做功：,路径,电势差,电荷量,(1)特点：电场力做功与电荷移动的_无关，只取决 于初、末位置的_和被移动电荷的_ (2)电场力做功的表达式：WAB(AB)qUABq.,2电势能：,零势能,标量,(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该 点移动到_位置时所做的功 (2)矢标性：电势能是_，但有正负之分，负值表明 比零电势能低，正值表示比零电势能高,【自我检测】 1(2013 年福建省福州期末)一带电粒子仅在电场力作用 下，从电场中 a 点以初速度 v0 进入电场并沿虚线所示的轨迹运,),图 7-2-1,动到 b 点，如图

2、 7-2-1 所示，可以判断该粒子( A在 a 点的加速度比 b 点大 B在 a 点的电势能比 b 点小 C在 a 点的电势比 b 点小 D在 a 点的动能比 b 点小 答案：D,二、电势、电势差、等势面 1电势： (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比 值，叫做这一点的电势,(2)定义式：_.,(3)矢标性：电势是_，其大小有正负之分，其正(负),表示该点电势比零电势高(低),标量,零电势点,(4)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,2电势差： (1)定义：电场中两点间电势的差值称为这两点的电势差 (2)表达式：UAB_. (3)影响因素：电势差 UA

3、B 与电场力做功 WAB 无关，与电场 所带电量 q 无关，它由电场本身的性质决定，与初、末位置有 关，与零势点的选取无关 (4)与场强的关系：UEd.(适用条件：匀强电场，其中 d 为沿电场线方向的距离),AB,3等势面： (1)定义：电场中电势相同的各点构成的面 (2)特点： 等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 在空间中两等势面不相交 等差等势面越密的地方电场强度_，越疏的地方,电场强度_,越大,越小,越低,高等势面,低等势面,越密,三、描述电场的各物理量间的关系 1沿着电场线方向，电势越来_ 2电

4、场线总与等势面垂直，且从_指向_ 3电场线越密的地方，等差等势面_ 4沿等势面移动电荷，电场力不做功；沿电场线移动电荷， 电场力一定做功,【自我检测】,2关于静电场，下列结论普遍成立的是(,),A电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向 电势降低最快的方向 D将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一 点，电场力做功为零 答案：C,考点1 电势、电势能大小的判断 重点归纳,1电势高低的判断：,2.电势能高低的判断：,典例剖析 例1：(双选)某电场的电场线分布如图 7-2-2 所示，下列

5、,说法正确的是(,),图 7-2-2,Ac 点电场强度大于 b 点电场强度 Ba 点电势高于 b 点电势 C若将一试探电荷q 由 a 点释放， 它将沿电场线运动到 b 点 D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,思维点拨：本题关键是掌握电场线与电势差之间的关系， 电场线的疏密和电场强度的强弱之间的关系，电势差与电势能 之间的关系,解析：由电场线的性质知 b 点区域电场线密集，电场较强， c 点区域电场线稀疏，电场较弱，A 错误；沿电场线方向电势 逐渐降低，ab，B正确；试探电荷q 若由a 点释放，将受 到变化的电场力的作用，所以试探电荷不会沿弯曲

6、的电场线运 动，C 错误；将试探电荷由a 点移到b点过程中，电场力做正 功，电势能减小，D 正确,答案：BD,备考策略：熟悉几种典型电场的电场线分布特点及等势面 的空间分布特点，可迅速对电场强度和电势的分布情况作出判 断,【触类旁通】 1(2013 年北京市海淀期末)如图 7-2-3 所示，电场中的一 簇电场线关于 y 轴对称分布，O 点是坐标原点，M、N、P、Q 是以 O 为圆心的一个圆周上的四个点，其中 M、N 在 y 轴上，,Q 点在 x 轴上，则(,),图 7-2-3,AM 点电势比 P 点电势高 BOM 间的电势差等于 NO 间的电势差 C一正电荷在 O 点的电势能小于在 Q 点的电

7、势能 D将一负电荷从 M 点移到 P 点，电场力做正功 答案：D,考点2,电场力做功和场能的性质,重点归纳 1功能关系： (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变 (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之 和保持不变 (3)除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化 (4)所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化,2电场力做功的计算方法：,(1)由公式 WFLcos 计算，此公式只适合于匀强电场中，,可变形为：WqELcos .,(2)由 WqU 来计算，此公式适用于任何形式的静电场 (3)由动能定理来计算：W电场力W其他力Ek. (4)由电势能的变化计算：WEp1E

8、p2.,3带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断：,(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子受力方向一,定沿电场线指向轨迹凹侧,(2)电场力与速度方向间的夹角小于 90，电场力做正功；,夹角大于 90，电场力做负功,典例剖析 例2：一半径为 R 的光滑圆环竖直放在水平向右、场强 为 E 的匀强电场中，如图 7-2-4 所示，环上 A、C 是竖直直径的 两端，B、D 是水平直径的两端，质量为 m 的带电小球套在圆 环上，并可沿环无摩擦滑动现使小球由A点静止释放，沿ABC,),运动到 D 点时速度恰好为 0，由此可知，小球在 B 点时( A加速度为 0 B机械能最大 C电势能最大,D动能最大

9、,图 7-2-4,思维点拨：判断物体功能关系时应注意以下要点： (1)明确题目中所研究的过程中动能的变量是多少 (2)分析全过程中有多少个力做功,(3)电场力做功和重力做功只跟始末位置有关,解析：从图中可以看出小球从A 点由静止出发到D 点静止， 由动能定理可知，mgRWq00，所以有WqmgR，所以 小球带负电，其受静电力大小为Fmg，方向水平向左在整个 过程中，在B 点小球电势能最小，机械能最大，在D 点小球机 械能最小，电势能最大，选项B 对，C 错；在B 点小球速度要满 足圆周运动的规律，所以加速度不为0，选项A 错；重力和电场 力的合力为恒力，方向为斜向左下方，与竖直方向成45角，由

10、 等效法可知，小球运动到合力方向的最低点，即B、C两点之间 的某一点时其动能最大，选项D 错,答案：B,备考策略：判断电场力做功的多少只要看电荷移动的始末位,置的电势差即可，与电荷移动的路径无关,【触类旁通】 2如图 7-2-5 所示，在正方形 ACBD 的顶点 A、B 处各放 一个电荷量为2q 和q 的点电荷，EFHG 是以连线 AB 的中点,),O 为圆心的内切圆的四个切点，则( 图 7-2-5,AE 点的电势等于 F 点的电势,BAO 两点的电势差 UAO 等于 OB 两点的电势差 UOB C一个正点电荷在 O 点具有的电势能大于在 F 点具有的,电势能,D同一个负点电荷，沿路径 ECF

11、 运动比沿圆弧 GH,运动时电场力做功较多,答案：C,易错点,电势、电势差的计算方法,例3：(双选)如图 7-2-6 所示，一电场的电场线分布关于 y 轴对称，O、M、N 是 y 轴上的三个点，且 OMMN.P 点在 y,轴右侧，MPON.则(,),图 7-2-6,AM 点的电势比 P 点的电势高 B将负电荷由 O 点移动到 P 点， 电场力做正功 CM、N 两点间的电势差大于 O、M 两点间的电势差 D在 O 点静止释放一带正电的粒子，该粒子将沿 y 轴做 直线运动,错解分析：错解一,错误地认为P 点与M 点的纵坐标相同,则电势相同而错选 A 项,错解二,认为OMMN，则M、N 两点间的电势

12、差等于O、,M 两点间的电势差；或者知道沿OMN 方向场强减小，但不能 由UEd 利用微元法判断M、N 与O、M 两点间电势差的关系,错解三,认为在非匀强电场中，带电粒子是不能做直线运,动的而漏选D 项,正解分析：由于MPON，等势面垂直于电场线，故过M 点的等势面在P 点下方，M 点的电势比 P 点的电势高，A 项正 确；负电荷所受电场力与电场强度方向相反，与OP 方向夹角 大于90，电场力做负功，B 项错误；由于沿OMN 方向电场强 度变小，由UEd 可判断UOMUMN，C 项错误；在O 点静止 释放一带正电的粒子，粒子所受电场力始终沿 y 轴正方向，因 此粒子沿 y 轴做直线运动，D 项正确本题答案为AD.,答案：AD,指点迷津：正确判断电势高低的方法为：沿着电场线方向， 电势降低；对正电荷做正功，电势降低UEd 仅适用于匀强 电场，且电荷在非匀强电场中也有可能做直线运动，具体要看 电荷的初速度方向与受力方向是否在同一直线上,【触类旁通】 3(双选，2013年山东省德州期末)如图 7-2-7 所示，真空中 M、N 处放置两等量异号点电荷，a、b、c 表示电场中的 3 条等 势线，b 是 M、N 连线的中垂线，交 M