三维设计新课标高考物理一轮总复习静电场电场能的性质张
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2页/共56页
试一试
1.如图6－2－2所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别
置于M、N两点。M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电
荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点
电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法
正确的是
()
A．q的电势能逐渐减小
B．q的电势能逐渐增大
C．q的电势能先增大后减小 D．q的电势能先减小后增大
[试一试]
3．如图6－2－6所示，一电场的电场线分布
关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是
y轴上的三个点，且OM＝MN，P点在y 图6－2－6
轴的右侧，MP⊥ON，则
()
A．M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
C．M、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粒子，该Baidu Nhomakorabea子将沿y轴
电粒子将沿y轴做直线运动，D对。 答案：AD
第14页/共56页
电势高低及电势能大小的判断方法
1.电势高低的判断
判断角度
判断方法
依据电场 线方向
依据电场 力做功
沿电场线方向电势逐渐降低
根据UAB＝
WAB q
，将WAB、q的正负号代
入，由UAB的正负判断φA、φB的高低
第15页/共56页
判断角度
依据场源电 荷的正负
图6－2－3
的方向电势逐渐降低。P点电势高于Q点电势。
第4页/共56页
[记一记]
1．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与 它的 电荷量q 的比值。 (2)定义式：φ＝ Ep/q 。 (3)矢标性：电势是 标量 ，有正负之分，其正(负) 表示该点电势比 零电势 高(低)。 (4)相对性：电势具有 相对性，同一点的电势因选 取 零电势点 的不同而不同。
做直线运动
第13页/共56页
解析：由题图和几何关系可知M和P两点不处在同一等
势面上，而且有φM>φP，A对；将负电荷由O点移到P点
要克服电场力做功，即电场力做负功，B错；由
E
＝
U d
及电场线疏密程度可知O、M两点之间的电势差应大于
M、N两点间的电势差，C错；从O点释放带正电粒子
后，该粒子所受电场力的方向始终沿y轴正方向，则带
较大 C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较
大 D．带电粒子由M运动到N时，加速度增大
第7页/共56页
解析：由于带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向必定 指向轨道的凹侧，且和等势面垂直，所以电场线方向是由c 指向b再指向a。根据电场线的方向指向电势降低的方向， 故φc>φb>φa，选项A错。正电荷在电势高处电势能大，M点 的电势比N点电势低，故在M点电势能小，B错。根据能量 守恒定律，电荷的动能和电势能之和保持不变，故粒子在 M点的动能较大，选项C正确。由于相邻等势面之间电势 差相等，因N点等势面较密，则EN>EM，即qEN>qEM。由 牛顿第二定律知，带电粒子从M点运动到N点时，加速度 增大，选项D正确。 答案：CD
图6－2－5
第9页/共56页
提示：U＝Ed中d为两点沿电场线方向的距离。 过P作PM垂直x轴交x于M，则d＝ PM ＝ OP sin θ，又 沿电场线方向电势逐渐降低，所以UOP＝－E·PM ＝ －10sin θ，故UOP＝－10sin θ V。
第10页/共56页
[记一记]
1．电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时， 电场力做的功WAB 与移动的电荷的 电荷量q 的比值。 (2)定义式：UAB＝ WAB/q 。 (3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB ，UAB＝－UBA。 (4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动 的电荷q及电场力做的功WAB 无关 ，与零电势点的选取 无关 。
依据电势 能的高低
判断方法 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；靠近 正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低 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大
第8页/共56页
电势差，匀强电场中电势差与电场强度的关系
[想一想] 如图6－2－5所示，在xOy平面内 有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m的圆， P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴 正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负 方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m， 则如何表示O、P两点的电势差？
第11页/共56页
2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：UAB＝Ed，其中d为 电场中两点间沿电场方向 的距离。 (2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是 指 电势降低 最快的方向。在匀强电场中，场强在数 值上等于沿 电场 方向每单位距离上降低的电势。
第12页/共56页
第5页/共56页
2．等势面 (1)定义：电场中 电势相等 的各点组成的面。 (2)四个特点 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 。
第6页/共56页
[记一记]
1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与 路径 无关，只与 初末位置 有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿 电场方向 的距离。 ②WAB＝qUAB，适用于 任何电场 。
第1页/共56页
2．电势能 (1)定义：电荷在 电场 中具有的势能，数值上 等于将电荷从该点移到 零势能 位置时静电力所做的 功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做 的功等于 电势能的减少量 ，即WAB＝EpA－EpB＝－ ΔEp。
试一试 2．如图6－2－4所示，虚线a、b、c表示电
场中的三个等势面与纸平面的交线，且 相邻等势面之间的电势差相等。实线 为一带正电荷粒子仅在电场力作用下 通过该区域时的运动轨迹，M、N是 图6－2－4 这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是( ) A．三个等势面中，a的电势最高 B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能
图6－2－2
解析：负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势
能增大，所以A、C、D均错，B对。
答案：B
第3页/共56页
电势和等势面
[想一想] 某静电场的电场线分布如图6－2－3所示，试比
较图中P、Q两点的电场强度的大小，及
电势的高低。
提示：根据电场线的疏密可判断P
点场强大于Q点场强；由于沿着电场线
试一试
1.如图6－2－2所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别
置于M、N两点。M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电
荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点
电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法
正确的是
()
A．q的电势能逐渐减小
B．q的电势能逐渐增大
C．q的电势能先增大后减小 D．q的电势能先减小后增大
[试一试]
3．如图6－2－6所示，一电场的电场线分布
关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是
y轴上的三个点，且OM＝MN，P点在y 图6－2－6
轴的右侧，MP⊥ON，则
()
A．M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
C．M、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粒子，该Baidu Nhomakorabea子将沿y轴
电粒子将沿y轴做直线运动，D对。 答案：AD
第14页/共56页
电势高低及电势能大小的判断方法
1.电势高低的判断
判断角度
判断方法
依据电场 线方向
依据电场 力做功
沿电场线方向电势逐渐降低
根据UAB＝
WAB q
，将WAB、q的正负号代
入，由UAB的正负判断φA、φB的高低
第15页/共56页
判断角度
依据场源电 荷的正负
图6－2－3
的方向电势逐渐降低。P点电势高于Q点电势。
第4页/共56页
[记一记]
1．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与 它的 电荷量q 的比值。 (2)定义式：φ＝ Ep/q 。 (3)矢标性：电势是 标量 ，有正负之分，其正(负) 表示该点电势比 零电势 高(低)。 (4)相对性：电势具有 相对性，同一点的电势因选 取 零电势点 的不同而不同。
做直线运动
第13页/共56页
解析：由题图和几何关系可知M和P两点不处在同一等
势面上，而且有φM>φP，A对；将负电荷由O点移到P点
要克服电场力做功，即电场力做负功，B错；由
E
＝
U d
及电场线疏密程度可知O、M两点之间的电势差应大于
M、N两点间的电势差，C错；从O点释放带正电粒子
后，该粒子所受电场力的方向始终沿y轴正方向，则带
较大 C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较
大 D．带电粒子由M运动到N时，加速度增大
第7页/共56页
解析：由于带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向必定 指向轨道的凹侧，且和等势面垂直，所以电场线方向是由c 指向b再指向a。根据电场线的方向指向电势降低的方向， 故φc>φb>φa，选项A错。正电荷在电势高处电势能大，M点 的电势比N点电势低，故在M点电势能小，B错。根据能量 守恒定律，电荷的动能和电势能之和保持不变，故粒子在 M点的动能较大，选项C正确。由于相邻等势面之间电势 差相等，因N点等势面较密，则EN>EM，即qEN>qEM。由 牛顿第二定律知，带电粒子从M点运动到N点时，加速度 增大，选项D正确。 答案：CD
图6－2－5
第9页/共56页
提示：U＝Ed中d为两点沿电场线方向的距离。 过P作PM垂直x轴交x于M，则d＝ PM ＝ OP sin θ，又 沿电场线方向电势逐渐降低，所以UOP＝－E·PM ＝ －10sin θ，故UOP＝－10sin θ V。
第10页/共56页
[记一记]
1．电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时， 电场力做的功WAB 与移动的电荷的 电荷量q 的比值。 (2)定义式：UAB＝ WAB/q 。 (3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB ，UAB＝－UBA。 (4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动 的电荷q及电场力做的功WAB 无关 ，与零电势点的选取 无关 。
依据电势 能的高低
判断方法 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；靠近 正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低 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大
第8页/共56页
电势差，匀强电场中电势差与电场强度的关系
[想一想] 如图6－2－5所示，在xOy平面内 有一个以O为圆心、半径R＝0.1 m的圆， P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴 正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负 方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m， 则如何表示O、P两点的电势差？
第11页/共56页
2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：UAB＝Ed，其中d为 电场中两点间沿电场方向 的距离。 (2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是 指 电势降低 最快的方向。在匀强电场中，场强在数 值上等于沿 电场 方向每单位距离上降低的电势。
第12页/共56页
第5页/共56页
2．等势面 (1)定义：电场中 电势相等 的各点组成的面。 (2)四个特点 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 。
第6页/共56页
[记一记]
1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与 路径 无关，只与 初末位置 有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿 电场方向 的距离。 ②WAB＝qUAB，适用于 任何电场 。
第1页/共56页
2．电势能 (1)定义：电荷在 电场 中具有的势能，数值上 等于将电荷从该点移到 零势能 位置时静电力所做的 功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做 的功等于 电势能的减少量 ，即WAB＝EpA－EpB＝－ ΔEp。
试一试 2．如图6－2－4所示，虚线a、b、c表示电
场中的三个等势面与纸平面的交线，且 相邻等势面之间的电势差相等。实线 为一带正电荷粒子仅在电场力作用下 通过该区域时的运动轨迹，M、N是 图6－2－4 这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是( ) A．三个等势面中，a的电势最高 B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能
图6－2－2
解析：负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势
能增大，所以A、C、D均错，B对。
答案：B
第3页/共56页
电势和等势面
[想一想] 某静电场的电场线分布如图6－2－3所示，试比
较图中P、Q两点的电场强度的大小，及
电势的高低。
提示：根据电场线的疏密可判断P
点场强大于Q点场强；由于沿着电场线