2018届高三物理高考总复习课件：专题7 第2讲电势能、电势、电势差 精品

___________有关．
• (2)计算方法
电场方向
任何电场
• ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿
___________的距离．
• ②WAB＝qUAB，适用于___________．
• 2．电势能
• (1)定义：电荷电场在________中具有的势能，数
零值势能上等于将电荷从该点移到________位置时
• 【答案】BC
【解析】电场中两点的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 和移动电荷的电荷量 q 无 关，选项 A 错误，C 正确；根据 UAB＝WqAB可知选项 B 正确；电场中 A、B 两点间的 电势差 UAB 等于把单位正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时电场力所做的功，选项 D 错误．
• 5．[对电场强度和电势差关系的考查]如图所 示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等 势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方 向和数值是( )
• 【答案】ABD
• 【解析】在两等量异种电荷产生的电场中， 根据电场分布规律和电场的对称性可以判断， b、d两点电势相同，均大于c点电势，b、d 两点场强大小相同但方向不同，选项A，B 正确，C错误．c点的电势低于a点的电势， 将＋q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，
• 练2 (多选)如图所示，MN，PQ是圆的两条 相互垂直的直径，O为圆心．两个等量正电 荷分别固定在M，N两点．现有一带电的粒 子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静 止释放，粒子恰能在P，Q之间做直线运动， 则以下判断正确的是( )
4．[对电势差的考查](多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是( ) A．电势差的公式 UAB＝WqAB说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成正比， 与移动电荷的电荷量 q 成反比 B．把正电荷从 A 点移到 B 点时电场力做正功，则有 UAB＞0 C．电势差的公式 UAB＝WqAB中，UAB 与移动电荷的电荷量 q 无关 D．电场中 A、B 两点间的电势差 UAB 等于把正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时电场 力所做的功
• 3．[对电势、电场强度关系的考查]在静电场 中，下列说法正确的是( )
• A．电场强度处处为零的区域内，电势一定 也处处为零
• B．电场强度处处相同的区域内，电势一定 也处处相同
• C．电场强度的方向总是跟等势面垂直 • D．电势降低的方向就是电场强度的方向 • 【答案】C • 【解析】电场强度的大小与电势大小没有必
• 练1 如图所示，实线为电场线，虚线为等 势线，且相邻两等势线间的电势差相等．一 正电子在等势线φ3上时，具有动能20 J，它 在运动到等势线φ1上时，速度为零．令φ2＝0， 那么，当该电荷的电势能为4 J 时，其动能 大小为( )
• A．16 J
B．10 】C
• 温馨提示：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．
• 1．[对电场力做功和电势能变化的考查]如图 所示，正点电荷(电荷量为Q)产生的电场中， 已知A，B间的电势差为U，现将电荷量为q 的正点电荷从B移到A，则( )
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)除重力之外，其他各力对物体做的功等于
物体机械能的变化． • 2．电场力做功的特点：电场力对某电荷做
• 3．电场力做功的计算方法
• 例1 (多选)如图所示，在粗糙的斜面上固定 一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒 定电荷的小物块，小物块在Q产生的电场中 沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中 ()
A．b，d 两点处的电势相同 B．四个点中 c 点处的电势最低 C．b，d 两点处的电场强度相同 D．将一试探电荷＋q 沿圆周由 a 点移至 c 点，＋q 的电势能减小
• 思路剖析：(1)电势为标量，如何比较两电荷 在空间不同的点产生电势的大小？(2)电场强 度为矢量，如何比较两电荷在空间不同的点 产生电场强度的大小？
• 三、电势差
• 1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一 点B时，电场W力AB 所做的功WAB与移动的电荷的 电量q的比值．q
• 2．定义式：UAB＝_φ_A_－_φ_B___. • 3．电势差与电势的关系：UAB＝
___________，UAB＝－UBA. • 4．电势差与电场强度的关系
• 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与 这两点的距离的乘积，即UAB＝Ed.
匀强电场中 U＝Ed(d 为 A、B 间沿场强方向上的距离)；电势沿场强方向 联系 降低最快；UAB＝φA－φB；UAB＝WqAB；WAB＝EpA－EpB
• 温馨提示：电势、电势差、电势能、电场力
的功、电荷量等物理量均为标量，它们的正 负意义不全相同，要注意比较区别，而矢量 的正负一定表示方向．
• 例3 (多选)(2014年新课标Ⅱ卷)关于静电场 的电场强度和电势，下列说法正确的是 ()
•考点3 电场强度、电势、电势差、电势 能的比较
比较 电场强度
电势
电势差
电势能
电场的力的性
电荷在电场中的能
意义
电场的能的性质 电场做功的本领
质
量
定义
E＝Fq
矢标 矢量
性
φ＝Eqp 标量
UAB＝WqAB 标量
Ep＝qφ 标量
比较 电场强度
电势
电势差
电势能
由电场本身决 由电场本身决定， 由电场本身的两点 由电荷量和该点电
• A．电场强度的方向处处与等电势面垂直
• B．电场强度为零的地方，电势也为零
• C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也 逐渐降低
• D．任一点的电场强度总是指向该点电势降 落最快的方向
• 【解析】电场线与等势面垂直，而电场强度 的方向为电场线的方向，故电场强度的方向 与等势面垂直，选项A正确；场强为零的地 方电势不一定为零，例如等量同种正电荷连 线的中点处的场强为零，但是电势大于零， 选项B错误；场强大小与电场线的疏密程度 有关，而沿着电场线的方向电势逐渐降低， 故随电场强度的大小逐渐减小，电势不一定 降低，选项C错误；任一点的电场强度方向 总是和电场线方向一致，而电场线的方向是 电势降落最快的方向，选项D正确．
• A．O点的场强一定为零
• B．P点的电势一定比O点的电势高
• C．粒子一定带负电
• D．粒子在P点的电势能一定比在Q点的电势 能小
• 【解析】由于M，N两点放置的是等量同种 电荷，根据点电荷电场的特点及电场叠加可 知O点的合场强为零，选项A正确；因带电 粒子从P点由静止释放，只在电场力作用下 运动到Q点，说明带电粒子在P点受到的电 场力由P点指向Q点，故带电粒子一定带负 电，带电粒子从P点运动到Q点的过程中， 电场力先做正功后做负功，P点电势比O点 电势低，选项B错误，C正确；根据对称性 可知P，Q两点的电势相同，选项D错误．
• A．外力克服电场力做功QU，电荷q的电势 能增加qU
• B．外力克服电场力做功qU，电荷q的电势 能增加QU
• 2．[对等势面的考查]空间中P，Q两点处各 固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P， Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a， b，c，d为电场中的4个点．则( )
• A．P，Q两点处的电荷等量同种
决定
定，与试探电 与参考点的选取 间差异决定，与参 势二者决定，与参
因素
荷无关
有关，具有相对性 考点的选取无关 考点的选取有关
场强为零的地
相互
电势为零的地方
方电势不一定
关系
场强不一定为零
为零
零场强区域两点电 场强为零，电势能 势差一定为零，电 不一定为零，电势 势差为零的区域场 为零，电势能一定 强不一定为零 为零
电势 法
负电荷在电势低的地方电势能大
公式
将电荷量、电势连同正负号一起代 入公式E ＝qφ，E 越大，电势能越
例 2 (多选)如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、 －Q，虚线是以＋Q 所在点为圆心，L2为半径的圆，a，b，c，d 是圆上的四个点，其 中 a，c 两点在 x 轴上，b，d 两点关于 x 轴对称．下列判断正确的是( )
第2讲 电势能、电势、电势差
【考纲解读】1.掌握电势、电势能、电势差的概念；2.理 解电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系； 3.会分析电场中电势的变化，并能利用功能关系分析电荷或带 电物体的电势能的变化情况．
•考点O 讲堂梳理自查
• 一、电场力做功和电势能
• 1．静电力做功
• (1)特点：实与际路__径______初__末无位关置，只与
• 【解析】正电荷从等势线φ3运动到等势线φ1 上时，克服电场力做功，电势能增加了20 J，
• 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．
• 1．应用动能定理解决问题需研究合外力的 功(或总功)．
• 2．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．
• 2．等势面 • (1)定义：电电场势相中同___________的各点构成的
面．
• (2)特点 • ①在等势面上移动电荷，电垂场直 力不做功． • ②等势面一定高与电场线垂直，低即与场强方向
________．
• ③电场线总是由电势________的等势面指向 电势________的等势面．
• ④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差
• A．竖直向下，E＝100 V/m
• B．水平向左，E＝100 V/m
• C．水平向左，E＝200 V/m • D【．解析水】电平场线向垂右直于，等势E面＝，由2高0电0势V指/向m低电势，根据 E＝ΔΔφx＝100 V/m，
选• 项【B 正答确．案】B
•考点1 电场中的功能关系
• 1．功能关系 • (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保
静电力所做的功．
电势能的减少量
• (2)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.
二、电势、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．
(2)定义式：φ＝Eqp. (3)电势是标量，其正(负)表示该点电势比电势零点高(低)． (4)电势具有相对性，同一点的电势因__零__电___势___点__的选取不同而不同．
• 3．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．
•考点2 电势高低与电势能大小的判断
• 1．电势高低的判断
判断角度
判断方法
电场线方 向
沿电场线方向电势逐渐降低
取无穷远处电势为零，正电荷周 场源电荷 围电势为正值，负电荷周围电势 的正负 为负值；靠近正电荷处电势高，
靠近负电荷处电势低
• B．a点和b点的电场强度相同
• C．c点的电势低于d点的电势
• D．负电荷从a到c，电势能减少
• 【答案】D
• 【解析】根据等势面画出电场线可知P，Q 两点处的电荷等量异种，选项A错误；a点和 b点的电场强度方向不同，选项B错误；越靠 近正电荷，等势面的电势越高，c点电势高 于d点电势，选项C错误；负电荷从a移到c， 电势升高，电势能减少，选项D正确．
判断角度
判断方法
电场力做功
根据 UAB＝WqAB，将 WAB、q 的正负号代入，由 UAB 的正负判 断 φA、φB 的高低
正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能 依据电势能的高低
大
• 判角2.电断度势能大小的判断判断方法
做功 判断
法
电场力做正功，电势能减小，反之 相反
电荷 正电荷在电势高的地方电势能大
• A．小物块所受的电场力减小
• B．小物块的电势能可能增加
• C．小物块电势能变化量的大小一定小于克 服摩擦力做的功
• D．M点的电势一定高于N点的电势
• 【答案】AC
• 【解析】Q为点电荷，越远电场力越小，选 项A正确．由小物块的初、末状态可知，小 物块从M到N的过程先加速再减速，而重力 和摩擦力均为恒力，所以电荷间的库仑力为 斥力，电场力做正功，电势能减小，选项B 错误．由功能关系可知，克服摩擦力做的功 等于电势能和重力势能的减少量之和，故选 项C正确．因不知Q和物块的电性，无法判 断电势高低，选项D错误．