2013高考一轮复习优秀课件：电场力的性质第二单元 第4课时

场强与电势无直接关系，某点 电势的值是相对选取的零势点 而言的，选取的零电势点不同， 电势值就不同，但场强值却不 会受影响．具体可通过下表来 认识： 电场强度 电势
意义
定义
描述电场力的性 描述电场能的性质 质
矢量：方向为正电荷的受 矢量 力方向，服从矢量运算 性 (平行四边形定则)
标量，但有正负，正负只 表示高低
2．电势能和动能 3．电势能、重力势能、动能
要点深化 1．只有电场力做功时，电势能与动能之间相互转化， 因此电势能和动能之和保持不变． 2．只有电场力和重力做功时，电势能的变化可以从电 场力做功求得，重力势能的变化可以通过重力做功求得， 动能的变化等于电场力和重力做功之和．因此，电势能、 重力势能、动能之和保持不变． 3．除重力和弹力做功外，其它力(包括电场力)所做的 功等于物体机械能的变化． 4．电场中的功能关系问题仍然要借助动能定理、能量 守恒定律来解决，在解题中仔细体会各种功能关系．
错解：不少同学在做这道题时，一看到“固定光滑绝缘斜面” 就想物体沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由动能定理得mgH ＋gEHcot α＝ ，得v＝ 。而选A.
分析纠错：其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素，只要 分析物体的受力就不难发现，物体根本不会沿斜面下滑， 而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，如 图所示， ＝30°.由动能定理得mgH＋qEHcot β ＝ ，得
联结DD′、BB′，这是本 题的二条等势线，如右图所 示．由此得到 D＝ D′＝9 V. (2)由于电场线跟等势面垂直， 过A点作DD′(或BB′)的垂线， 根据“沿着电场线的方向电势降 落”可知：电场的方向指向右下 方，如右图所示．
答案： (1)9 V
(2)见解析
题型二
用能量守恒观点处理电势能等能量变化的综合问题
或者：E＝__，由此可知电场强度的单位又为___．
答案: 1．能
力 2．Ed
V/m
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要点深化 1．关于匀强电场中电势差与电场强度的关系：E＝ 上式只适用于匀强电场，它表明在匀强电场中，场强在 数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差． (1)公式中的d是沿场强方向上两点间的距离，如果两点 不在同一电场线上，应将d分解到场强方向上，即d应是场强 方向的投影距离． (2)场强的另一单位：伏特/米，V/m. (3)场强方向是电势降低最快的方向． 2．电势与电场强度的关系 如右图所示，在电场中，电势降低的方向不一定沿场 强方向，场强的方向是电势降低最快的方向，场强越大的 地方电势变化越快；
在它们的正中间放入一个金属网B，B接地．现有一正电荷 只在电场力的作用下沿垂直于等势面方向运动，经过A时动 能为20 J，穿过B到达C时动能减为零，那么在该正电荷运动 过程中，当它的电势能为5 J时，它的动能为( ) A．20 J C．10 J B．15 J D．5 J
解析：根据动能定理和题意可知，带电粒子从A到C， 电场力做功为－20 J，因为电场力不变，而AB的距离等于 BC的距离，则带电粒子从B到C，电场力做功为－10 J，即 在B点的动能为10 J，而电势能为0 J，故带电粒子在电场中 的电势能和动能之和为10 J，是守恒的，当电势能为5 J，它 的动能为5 J. 答案：D
解析：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．如右图所示，用 虚线连接AC.因 A＝12 V， C＝－6 V， 把AC线段三等分，得D点的电势 D ＝6 V，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， 电势降低最快的方向为场强方向．将一电子从A移 动到B，电场力做功W＝－eUAB＝－6 eV. 答案：图见解析；－6 eV
决定 因素 关系
联系
电势由电场本身决定，与 场强由电场本身决定，与 试探电荷无关，其大小与 试探电荷无关 参考点的选取有关，有相 对性 场强为零的地方电势不一 电势为零的地方场强不一 定为零 定为零 匀强电场中：U＝Ed(d为AB间沿电场方向的距离)； 电势沿场强方向降低最快； 关系式：UAB＝ A－ B，UAB＝－UBA， WAB＝－(EpB－EpA)＝EpA－EpB＝qUAB
题型训练 2．如图所示，一个电荷量 为＋Q的点电荷甲，固定在 绝缘水平面上的O点．另一个电荷量为－q及质量为m的点电荷 乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点速度最小， 最小值为v.已知静电力常量为k 、点电荷乙与水平面的动摩擦 因数为μ 及 AB间距离为L0，则( ) A．OB间的距离为 B．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为 W＝ C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为
答案：C
祝
您
题型一
作匀强电场中等势线和电场线的技巧
作匀强电场中等势线和电场线时，一要先连接长度最长的 两点，二要根据匀强电场沿电场线方向电势均匀降低的特点， 在该直线上寻找等势点，确定各点的电势；三要根据电场线和 等势面垂直的特点画电场线，从而确定电场的方向． 如右图所示，虚线方框内 为一匀强电场，A、B、C为该电 场中的三个点．已知 A＝12 V， B＝6 V， C＝－6 V，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)．将 一个电子从A点移到B点，电场 力做多少eV的功？
考点二 基础回顾
电场中的功能关系
1．电场力做多少正功，电势能就________多少；电场力 做多少负功，电势能就________多少． 2．只有电场力做功时，______________之和保持不变． 3．只有电场力和重力做功时，__________________三者 之和保持不变． 答案：
1．减少 增加
选修3-1 第七章 电场
第二单元
第4课时
电场能的性质
电场强度与电势差的关系电场中的功能关系
考点一 基础回顾
电场强度与电势差的关系
1．电势差反映电场__________的性质，而电场强度 反映电场__________的性质．
2．电势差与电场强度的关系
匀强电场中U＝________，E为场强的大小，d为沿场 强方向的距离．
电场力做功既可用公式W＝qU来计算；在匀强电场中也可 以用W＝FS来计算；还可以利用动能定理W电场力＋W其他力 ＝ΔEk来求解．而电场力做的功等于电势能增量的负值：W电＝ －ΔEP，反映其能量的变化． 机械能和非机械能的其它能量有联系，而这一联系是通过 做功实现的，功的大小可以量度能量转化的多少——这就是解 决物理问题最实用的功能原理． 如右图所示在一匀强 电场中，有两个平行的电势 不同的等势面A和C，
题型训练 1.如右图所示，ABCD是匀强 电场中一正方形的四个顶点，已知 A、B、C三点的电势分别为 A＝ 15 V， B＝3 V， C＝－3 V，求： (1)D点电势φD；
(2)在图中过A点画出一条电场 线，并指明其方向．
解析：(1)首先连接AC，根据沿同一匀强电场中任何一个 相同方向上，相距同样距离的两点间的电压都是相同的，由题 意得UAC＝ A－ C＝18 V，UBC＝ B－ C＝6 V，得UAC＝ 3UBC，这样可对AC线进行三等分，等分点分别为D′、B′.
W＝
D．在点电荷甲形成的电场中AB间电势差 UAB＝ 解析：速度最小即加速度为零，有
故
再根据动能定理 得W= 注意除以－q才是电势差，故D错．
答案：AB
警示
因错误判断带电体的运动情况而出错
质量为m的物块，电 荷量为＋q，开始时让它静止在倾 角α＝60°的固定光滑绝缘斜面 顶端，整个装置放在水平方向、 大小为E＝的匀强电场，如上图所 示，斜面高为H，释放物体后，物 块落地的速度大小为( )