物理第7章 靜電場(chǎng) 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì) 新人教版

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1、靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)第 七 章第第2講電場(chǎng)能的性質(zhì)講電場(chǎng)能的性質(zhì)1 1知 識(shí) 梳 理 自 測(cè)知 識(shí) 梳 理 自 測(cè)2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 3階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題4 42 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識(shí)梳理自測(cè)知識(shí)梳理自測(cè) 1電勢(shì)能 (1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)： 電場(chǎng)力做功與_無關(guān)，只與_有關(guān)。 (2)電勢(shì)能 定義：電荷在_中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到_位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功。 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做的功等于_，即WABEpAEpBEp。知識(shí)點(diǎn)1 電勢(shì)能電勢(shì) 路徑路徑初、末位置初、末位置電場(chǎng)電場(chǎng)零勢(shì)能零勢(shì)能電勢(shì)能的減少量電勢(shì)能的減

2、少量 2電勢(shì) (1)定義：試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的_與它的_的比值。 (2)定義式：_。 (3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是_，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比_高(低)。 (4)相對(duì)性：電勢(shì)具有_，同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取_的不同而不同。電勢(shì)能電勢(shì)能Ep 電荷量電荷量q 標(biāo)量標(biāo)量零電勢(shì)零電勢(shì)相對(duì)性相對(duì)性零電勢(shì)點(diǎn)零電勢(shì)點(diǎn) 3等勢(shì)面 (1)定義：電場(chǎng)中_的各點(diǎn)組成的面。 (2)四個(gè)特點(diǎn) 等勢(shì)面一定與_垂直。 在_上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功。 電場(chǎng)線方向總是從_的等勢(shì)面指向_的等勢(shì)面。 等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度_，反之_。電勢(shì)相等電勢(shì)相等電場(chǎng)線電場(chǎng)線同一等勢(shì)面同一等勢(shì)面電勢(shì)高電勢(shì)高電勢(shì)低電勢(shì)低越大越大越小越

3、小 1定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，_與移動(dòng)電荷的_的比值。 2定義式：UAB_。 3電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB_，UABUBA。知識(shí)點(diǎn)2 電勢(shì)差 電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功電荷量電荷量知識(shí)點(diǎn)3 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 電場(chǎng)線電場(chǎng)線 思考：電勢(shì)和電勢(shì)差與檢驗(yàn)電荷有關(guān)嗎？電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？電勢(shì)降低的方向一定是沿電場(chǎng)線方向嗎？ 答案：無關(guān)；無關(guān)；不是。 思維診斷： (1)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)一定為零。() (2)等勢(shì)面是客觀存在的，電場(chǎng)線與等勢(shì)面一定垂直。() (3)電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)。() (4)帶電粒子一定從電勢(shì)能大

4、的地方向電勢(shì)能小的地方移動(dòng)。() (5)由于靜電力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。() D B 解析將負(fù)電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方，電勢(shì)能一定減少，A錯(cuò)誤；無論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處時(shí)，靜電力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大，B正確；在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)的大小不一定是相等的，例如等量異種電荷連線的中垂線上各點(diǎn)，C錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電勢(shì)一定下降，但是電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，D錯(cuò)誤。AD 解析在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由UEd可知，任意兩段平行長(zhǎng)度相等的線段兩端的電勢(shì)差相等，所以ABDC6V，B、C正

5、確。BC 核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破 1電勢(shì)高低的判斷電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能的理解與應(yīng)用 考點(diǎn)一 2電勢(shì)能大小的判斷判斷角度判斷方法做功判斷法電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大電荷電勢(shì)法正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大公式法由Epq將q、的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大，電勢(shì)能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢(shì)能越大在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，反之，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大例 1D A在MN連線的中垂線上，O點(diǎn)電勢(shì)最高 B正電荷q從b點(diǎn)沿直線移到d點(diǎn)的過程中，受到的電場(chǎng)力先減小后增大 C正電荷q在c點(diǎn)的電勢(shì)能

6、大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能 D正電荷q在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在a點(diǎn)的電勢(shì)能 解析在MN連線的中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)相等，A錯(cuò)誤；在兩電荷連線的中垂線上，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，正電荷q從b點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中，受到的電場(chǎng)力先增大后減小，B錯(cuò)誤；因a點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)，故正電荷q在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在a點(diǎn)的電勢(shì)能，D正確，C錯(cuò)誤。類題演練類題演練 1 D 解析根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加可知，D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，D點(diǎn)左側(cè)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左，則電場(chǎng)線方向向左，指向無窮遠(yuǎn)處，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，所以D點(diǎn)電勢(shì)大于零，A錯(cuò)誤；由于a、b兩點(diǎn)電荷在E點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，所以E點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于點(diǎn)電荷c產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，方向向左，而

7、F點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是點(diǎn)電荷a、b與c產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，所以EFEE，B錯(cuò)誤；由對(duì)稱性可知，E、G、H三點(diǎn)的電勢(shì)相同，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，C錯(cuò)誤；c處的點(diǎn)電荷處于a、b兩點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，EF連線上點(diǎn)電荷a、b產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)方向由E指向F，所以c處的正點(diǎn)電荷釋放后，向右運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，D正確。電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 考點(diǎn)二例 2A 解題導(dǎo)思：由各點(diǎn)電勢(shì)值，如何求電場(chǎng)強(qiáng)度？類題演練類題演練 2 C 1求電場(chǎng)力做功的幾種方法 (1)由公式WFlcos計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為WEqlcos。 (2)由WABqUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場(chǎng)。 (3)由電勢(shì)能的變化

8、計(jì)算：WABEpAEpB。 (4)由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場(chǎng)力W其他力Ek。電場(chǎng)中的功能關(guān)系考點(diǎn)三 2電場(chǎng)中的功能關(guān)系 (1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變。 (2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變。 (3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化。 (4)所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。例 3BD 解題導(dǎo)思：(1)描述小球的運(yùn)動(dòng)過程，標(biāo)出各段過程的位移大小和速度大小。 (2)第二個(gè)t秒內(nèi)小球的加速度是否變化？ (3)第一個(gè)t秒內(nèi)的位移和第二個(gè)t秒內(nèi)的位移有何關(guān)系？ 答案：(1)從A點(diǎn)自由下落h1到達(dá)B點(diǎn)所用時(shí)間為t，末速度為v

9、1；加上電場(chǎng)后向下運(yùn)動(dòng)h2速度為零，然后向上加速至A點(diǎn)，速度為v2，這兩個(gè)過程用的總時(shí)間為t。 (2)由于重力和向上的電場(chǎng)力大小、方向均不變，故此過程小球的加速度恒定不變。 (3)大小相等，方向相反。 答案：(1)1.65N(2)0.85m類題演練類題演練 3 階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 靜電場(chǎng)中的四類圖象 1vt圖象：根據(jù)vt圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化。 2x圖象：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于x圖線的斜率大小，電場(chǎng)強(qiáng)度為零處，x圖線存在極值，其切線的斜率為零。(2)在x圖象中可

10、以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。(3)在x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化，可用WABqUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷。 3Ex圖象：(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律。(2)E0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向；E0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向。(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差，“面積”大小表示電勢(shì)差大小，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定。 4EPx圖象：(1)描述電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律。(2)根據(jù)電勢(shì)能的變化可以判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)。(3)根據(jù)WEPFx，圖象EPx的斜率為電場(chǎng)力。 例 4ABD 類題演練類題演練 4AC 解析x0到x2mm、x10mm到x

11、12mm是電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1、方向沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x2mm到x10mm是電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。帶電粒子所受的電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，粒子先加速再減速，此后又加速運(yùn)動(dòng)，A正確；P點(diǎn)與Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不相等，所以粒子的加速度大小不相等，B錯(cuò)誤；P點(diǎn)與Q點(diǎn)的電勢(shì)相同，粒子從P點(diǎn)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做功為零，故粒子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等，C正確；粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力大小不同，速率相同，做功的功率不相等，D錯(cuò)誤。類題演練類題演練 5AB 解析由對(duì)稱性可得電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，故A正確；電子在A、B兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，故B正確；由于電場(chǎng)力方向與x軸平行，故速度與合力始終共線，故電子一定做直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，從O到無窮遠(yuǎn)為電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，故O點(diǎn)電勢(shì)不為零，D錯(cuò)誤。類題演練類題演練 6BC 解析EPx圖線的斜率表示電場(chǎng)力的大小，所以M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，N點(diǎn)左側(cè)，電場(chǎng)強(qiáng)度向右，N點(diǎn)右側(cè)，電場(chǎng)強(qiáng)度向左，N點(diǎn)的電勢(shì)最低，A錯(cuò)誤；因?yàn)殡姾稍贛點(diǎn)的電勢(shì)能為零，所以M點(diǎn)的電勢(shì)為零，B正確；N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，所以Q1、Q2為不等量的異種電荷，且Q1的電荷量較大，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可知，Q1帶負(fù)電，Q2帶正電，C正確，D錯(cuò)誤。