（通用版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第41課時 電勢 電勢能 電勢差（重點突破課）講義（含解析）.doc
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第41課時 電勢 電勢能 電勢差(重點突破課) [考點一 電場力做功與電勢能] 本考點概念多且比較抽象，主要包括電場力做功的正負(fù)判斷、電勢能的相對性、電勢能大小的比較、電場中功能關(guān)系等，這些問題雖然比較基礎(chǔ)，但考生卻常常理解不透、混淆不清。 1．電場力做功 (1)特點：電場力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)。如圖，WAC＝WABC。 (2)計算 ①W＝qEd，適用于勻強(qiáng)電場。 ②WAB＝qUAB，適用于任何電場。 2．電勢能 (1)大?。旱扔趯㈦姾蓮脑擖c移到零勢能位置時電場力做的功。 (2)公式：Ep＝qφ。 (3)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp，即電場力做的功等于電勢能變化量的負(fù)值。 (4)電勢能的相對性：電勢能是相對的，零勢能點選取不同，電勢能的值不同。通常選取無窮遠(yuǎn)處或大地表面電勢能為零。 [典例] 如圖所示，分別在M、N兩點固定放置兩個點電荷＋Q和－q(Q>q)，以MN連線的中點O為圓心的圓周上有A、B、C、D四點。下列說法正確的是( ) A．A點和B點電場強(qiáng)度相同 B．C點和D點電場強(qiáng)度相同 C．將某正電荷從C點沿直線移到D點，電勢能先增大再減小 D．將某正電荷從C點沿直線移到D點，電勢能先減小再增大 [解析] 由于Q>q，分析可得A點處電場線比B點處電場線密，故A點電場強(qiáng)度大于B點電場強(qiáng)度，A錯誤；電場關(guān)于MN對稱，則C點電場強(qiáng)度大小等于D點電場強(qiáng)度大小，由于Q>q，兩點電場強(qiáng)度方向與兩個點電荷的連線不平行，兩點電場強(qiáng)度的方向不同，故C點和D點電場強(qiáng)度不相同，B錯誤；由于Q>q，故將某正電荷從C點移到O點，電場力做負(fù)功，電勢能增大，從O點移到D點，電場力做正功，電勢能減小，C正確，D錯誤。 [答案] C [規(guī)律方法] 電勢能大小的判斷方法 做功法 電場力做正功，電勢能減小，做多少正功，就減少多少電勢能；電場力做負(fù)功，電勢能增大，做多少負(fù)功，就增加多少電勢能 公式法 將電荷量、電勢連同正負(fù)號一起代入公式Ep＝qφ，帶符號比較電勢能大小 正電荷在電勢高的地方電勢能大，而負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大 守恒法 在只有電場力做功時，動能和電勢能之和保持不變，動能增加時，電勢能減小 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.直線mn是某電場中的一條電場線，方向如圖所示。一帶正電的粒子只在電場力的作用下由a點運動到b點，軌跡為一拋物線。下列說法中正確的是( ) A．粒子由a運動到b的過程中，電場力一定一直做正功 B．該電場可能為點電荷產(chǎn)生的電場 C．粒子在b點的動能一定大于在a點的動能 D．粒子由a運動到b的過程中電勢能一定一直減小 解析：選C 因為軌跡是拋物線，所以粒子受力恒定，所處電場是一個勻強(qiáng)電場，故不可能是點電荷形成的電場，B錯誤；根據(jù)粒子在做曲線運動過程中，受到的合力總指向軌跡凹側(cè)，并且粒子帶正電，受到的電場力方向和電場強(qiáng)度方向相同，可知粒子的運動軌跡有如圖所示的1、2兩種情況，由圖線2可知電場力一直做正功，電勢能一直減小，動能增大，由圖線1可知電場力先做負(fù)功，后做正功，總功為正功，電勢能先增大后減小，總體減小，帶電粒子在b點的動能一定大于在a點的動能，A、D錯誤，C正確。 2.(多選)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷)，b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達(dá)某點Q(圖中未畫出)時速度為零，則小球a( ) A．從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小 B．從N到P的過程中，速率先增大后減小 C．從N到Q的過程中，電勢能一直增加 D．從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量 解析：選BC 小球a從N到Q的過程中，小球a、b的距離一直減小，庫侖力變大，小球a受重力不變，重力和庫侖力的夾角從90一直減小，故合力變大，選項A錯誤；小球a從N到P的過程中，速度方向與重力和庫侖力的合力方向的夾角由小于90到大于90，故庫侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功，小球a速率先增大后減小，選項B正確；小球a由N到Q的過程中，庫侖力一直做負(fù)功，電勢能一直增加，選項C正確；小球a從P到Q的過程中，減少的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能和電勢能之和，故動能的減少量大于電勢能的增加量，選項D錯誤。 3．(多選)(2019湖北六校聯(lián)合體聯(lián)考)一帶電小球在空中由A點運動到B點的過程中，只受重力、電場力和空氣阻力三個力的作用。若小球的重力勢能增加5 J，機(jī)械能增加1.5 J，電場力做功2 J，則( ) A．重力做功5 J B．電勢能減少2 J C．空氣阻力做功0.5 J D．動能減少3.5 J 解析：選BD 小球的重力勢能增加5 J，則小球克服重力做功5 J，故A錯誤；電場力對小球做功2 J，則小球的電勢能減少2 J，故B正確；小球共受到重力、電場力、空氣阻力三個力作用，小球的機(jī)械能增加1.5 J，則除重力以外的力做功為1.5 J，電場力對小球做功2 J，則知空氣阻力做功－0.5 J，即小球克服空氣阻力做功0.5 J，故C錯誤；重力、電場力、空氣阻力三力做功之和為－3.5 J，根據(jù)動能定理，小球的動能減少3.5 J，D正確。 [考點二 電勢和電勢高低的判斷] 電勢是靜電場中比較抽象、難理解的概念，電勢的物理意義、電勢的相對性、電勢高低的判斷是高考的重點，也是學(xué)生常常出現(xiàn)困惑的地方。 1．定義式：φ＝。 2．矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點電勢比零電勢高(低)。 3．相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因選取零電勢點的不同而不同。 4．沿電場線方向，電勢逐漸降低?！ ? [典例] (多選)如圖所示，正方形ABCD的四個頂點各固定一個點電荷，所帶電荷量分別為＋q、－q、＋q、－q，E、F、O分別為AB、BC及AC的中點。下列說法正確的是( ) A．E點電勢低于F點電勢 B．E點電勢等于F點電勢 C．E點電場強(qiáng)度與F點電場強(qiáng)度相同 D．F點電場強(qiáng)度大于O點電場強(qiáng)度 [解析] 根據(jù)對稱性可知，E、F兩點電勢相等，A項錯誤，B項正確；根據(jù)對稱性及電場強(qiáng)度的疊加原理可知，E點和F點電場強(qiáng)度大小相等而方向不同，O點的電場強(qiáng)度為零，F(xiàn)點的電場強(qiáng)度大于零，C項錯誤，D項正確。 [答案] BD [規(guī)律方法] 電勢高低的判斷依據(jù)和方法 電場線 沿電場線方向電勢逐漸降低 場源電荷 離正電荷越近的地方電勢越高，離負(fù)電荷越近的地方電勢越低 電勢能 正電荷在某點的電勢能越大，該點電勢越高，負(fù)電荷在某點的電勢能越大，該點電勢越低 電勢差 根據(jù)UAB＝φA－φB，UAB>0則φA高φB低，UAB<0則φB高φA低；已知WAB時，可先根據(jù)UAB＝確定UAB正負(fù) [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.如圖所示，直角坐標(biāo)系中x軸上在x＝－r處固定有帶電荷量為＋9Q的正點電荷，在x＝r處固定有帶電荷量為－Q的負(fù)點電荷，y軸上a、b兩點的縱坐標(biāo)分別為ya＝r和yb＝－r，c、d、e點都在x軸上，d點的橫坐標(biāo)為xd＝2r，r下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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