2015高考物理(沪科版)一轮复习课件6.2电势差电势电势能

电场描述正确的是( )
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由等差等势面疏密与电场线疏密程度的关系可知: 等势面越密集的地方 A.A 点的电场强度比 C, 点的小 电场线也越密 , 电场强度越大 故 A 点的电场强度比 C 点的大, 选项 A 错误; 负 B.负电荷在 A 点的电势能比在 C 点的电势能大 电荷在电势越高的位置电势能越小 , 选项 B 错误; 沿等势面移动电荷, 电场力 关闭 AB 移动的过程中 ,电场力始终不做功 不做功 , 选项 C 正确; 正电荷由 A 移动到 C , 电场力做正功, 选项 D 错误。 C C.电荷沿等势面
第二节
电势差
电势
电势能
-2一 二 三
一、静电力做功与电势能的关系
1.静电力做功 (1)特点:静电力做功与路径无关,只与电荷电量和电荷移动过程始、末 位置间电势差有关。 (2)计算方法 ①W=qEd,只适用于匀强电场,其中 d 为带电体在沿电场方向上的位 移。 ②WAB=qUAB,适用于任何电场。 2.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能,称为电势能。 (2)说明:电势能具有相对性,通常取无穷远或大地为电势能零点。
16 考点一 考点二 考点三 解析 答案
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规律总结本题考查非典型电场中电势高低和电势能大小 的判定,对此类问题要熟练掌握上面谈到的基本方法,有些题目适合一种方 法,有些题目适合多种方法,要具体问题具体分析,用最简单的方法解决问题。
17 考点一 考点二 考点三
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拓展训练 1(单选)电场中等势面如图所示,下列关于该
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BC
13 答案
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考点一
判断角度
电势高低及电势能大小的判定
判断方法 沿电场线方向电势降低 根据 UAB=
������������ ������ ,将 ������
1.电势高低的三种判断方法
依据电场线方向 依据电场力做功
WAB、qB 的高低,即由 UAB=φA-φB 可知:若 UAB>0,则 φA>φB;若 UAB=0,则 φA=φB;若 UAB<0,则 φA<φB 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;越靠近正电荷处电势越高,越靠近负电荷处电 势越低
7
-8一 二 三
3.几种常见的典型电场的等势面比较
电场 等势面(虚线)图样 说明 ①垂直于电场线的一系列平面 ②顺着电场线电势降低 ③逆着电场线电势升高
匀强电场
点电荷的电场
①以点电荷为球心的一簇球面 ②距离正电荷越近电势越高 ③距离负电荷越近电势越低
8
-9一 二 三
等量异种点 电荷的电场
①若取无穷远处电势为零,则连线的 中垂面上各点的电势均等于零 ②距离正电荷越近电势越高 ③距离负电荷越近电势越低 ①两正点电荷连线中点电势最低,在 连线中垂线上,中点电势最高 ②两负点电荷连线中点电势最高,在 连线中垂线上,中点电势最低 ①带电体表面曲率越大的地方等差 等势面越密 ②距离带电体越远,等势面越接近一 个规则球面
E q
4
-5一 二 三
2.电势差 (1)定义:电场中两点间电势的差值叫电势差,也叫电压。 (2)定义式:UAB=φA-φB,也可以表示成 UBA=φB-φA。 (3)说明: ①若 UAB>0,表示 A 点电势高于 B 点电势;若 UAB<0,表示 A 点电势低 于 B 点电势;若 UAB=0,表示 A 点电势等于 B 点电势。 ②注意电势差 UAB 的角标顺序,有:UAB=-UBA。 程详见教材)。 ④电势差 UAB 由电场本身决定,与零电势点的选取无关。
20 考点一 考点二 考点三 解析 答案
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规律总结三线问题的解答方法可归纳为以下几个步骤: 1.根据带电粒子运动轨迹的弯曲情况确定电场力方向——电场力方向 指向轨迹曲线的内侧,且运动轨迹必定在 v 和 F 之间,所以需要先画出入射 点的轨迹切线(即画出初速度的方向);再根据轨迹的弯曲方向,确定电场力 方向。 2.电场线和等势面垂直,电场线又从高电势指向低电势。 先根据电场线 的方向以及疏密情况,确定电场强度及电性情况,定性判断电场力(或加速 度)的大小和方向;再根据电场力方向与速度方向的关系来判断速度的变化 情况以及运动性质;或者根据电性判断电场强度方向。(如上面例 2) 3.根据电场力方向与速度方向的关系来判断电场力做功情况及判断电 势能的变化情况,另外可以通过能量的转化和守恒确定电势能及动能的变 化情况。
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根据等量异种点电荷的电场线分布规律可知:越靠近电荷处电场强度越大,通过 a 点的电势较 b|U 点的电势高 公式 D. U=Ed 可定性得到 ab|>|Ubc|,再由 W=qU,可得|Wab|>|Wbc |,选项 A、B 错误; 思路引导:①两等量异种点电荷电场有何特点 ?a、b、c 三点与 D 、 E、 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 关闭 侧为正电荷 ,从左向右电势降低 ,则 D 正确;粒子由 a 点到 b 点,电场力做负功,电势 F 三点电势关系如何 ? D 能增加 ,动能减少,选项 C 错误。 ②带电粒子的运动满足什么动力学关系 ?粒子动能和半径如何?
依据场源 电荷的正负
14 考点一 考点二 考点三
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2.电势能高低的四种判断方法
判断角度 做功判断法 电荷电势法 判断方法 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加 正电荷在电势越高的地方电势能越高,负电荷在电势越低的地 方电势能越高 由 Ep=qφp,将 q、φp 的大小、正负号一起代入公式,针对 Ep 数值 可作如下判断:若 Ep 为正值,其绝对值越大表示电势能越高;若 Ep 为负值,其绝对值越小,表示电势能越大 在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转 化,两种能量之和守恒,所以电荷动能增加,则其电势能减小;反 之,其电势能增大
等势线由 c 经 b 至 a,所以 a 点电势最低,选项 A 错误;粒子由 P 经 R 至 Q 的过程 中,电场力对其做正功,带电质点的电势能降低,选项 B 错误;由于质点运动过程中 只有电场力做功,所以质点的电势能与动能之和保持不变,选项 C 错误;根据电场 线与电场强度的几何关系可知,选项 D 正确。
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-7一 二 三
三、等势面
1.定义:电场中电势相等的各点组成的面。 2.等势面特点: (1)等势面一定与电场线垂直。 (2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 (3)电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 (4)等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。 (5)电势不同的等势面在空间不相交。 (6)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,表面是一个等势面。
5
③电势差与电场力做功的关系:WAB=qUAB 或 UAB=
WAB (本公式证明过 q
-6一 二 三
3.电势差和电场强度的关系 (1)在匀强电场中满足 UAB=Ed,其中 d 为电场中 A、 B 两点间沿电场方
向的距离。
(2)在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降 低的电势,即电场强度方向是电势降低最快的方向。
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等量同种正 点电荷的电 场 形状不规则 的带电导体 附近的电场
基础自测
1
2
3
4
1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因。 (1)电场线越密的地方电场强度越大,而等差等势面越密的地方电场强 度越小。( ) (2)负电荷在电势越高的地方具有的电势能一定越低。( ) (3)取无穷远处电势为零,则正电荷周围各点电势都是正值,负电荷周围 各点电势都是负值。( ) (4)在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。( ) (5)在匀强电场中电场力做功与路径无关,在非匀强电场中电场力做功 与路径有关。( ) (6)当存在非电场力做功时,电场力对物体做功与物体电 势能的变化量大小不等。( ) 关闭 (7)电场强度越大的地方,电势一定越高。( ) (1)顺着电场线电势一定降低 × (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (8)× (8) ,顺着电场线电场强度一定变小。 ( )
-3一 二 三
3.静电力做功与电势能的关系 (1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即 WAB=EpA-EpB。 (2)通过 WAB=EpA-EpB 可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减 少多少;静电力对电荷做多少负功,电荷电势能就增加多少。 (3)电势能的大小:由 WAB=EpA-EpB 可知:若令 EpB=0,则 EpA=WAB,即一个 电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位 置过程中静电力所做的功。
D
12 答案
)
关闭
D.UAB=UBC
基础自测
4. ( 多选)
1
2
3
4
如图所示,电场中某电场线上的两点 A、B 相距 0.2 m。一带正电的点电荷 q=10-6C 从 A 移到 B,电场力做功 2× 10-6J,则( ) A.A 点电场强度一定为 10 V/m B.该电场的方向由 A 向 B C.A、B 间的电势差为 2 V D.B 点电势比 A 点电势高
10 答案
基础自测
和电场强度都相同的是( )
1
2
3
4
2. ( 单选)如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的 a、b 两点,其中电势
关闭
B
11 答案
基础自测
3. ( 单选)
1
2
3
4
如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且 AB=BC,电场中的 A、B、C 三 点的电场强度分别为 EA、EB、EC,电势分别为 φA、φB、φC,AB、BC 间的 电势差分别为 UAB、UBC,则下列关系中错误的有( A.φA>φB>φC B.EC>EB>EA C.UAB<UBC
19 考点一 考点二 考点三