【名師點(diǎn)金】高考物理一輪復(fù)習(xí) 6.2電場的能的性質(zhì) 新人教

第2講電場的能的性質(zhì)知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.在電場中移動電荷時(shí),電場力做功只與電荷的①始末位置有關(guān),與

電荷經(jīng)過的②路徑無關(guān).電場力做功的計(jì)算公式:a.W=③qU;b.在勻強(qiáng)

電場中,電場力做的功W=④qEd,其中d為沿電場線方向的位移.一、電場力做功與電勢能知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt3.電荷在某點(diǎn)具有的電勢能,等于把它從該點(diǎn)移動到⑧零勢能面位

置時(shí)電場力所做的功.電勢能是相對的,通常規(guī)定電荷在離場源電荷

無窮遠(yuǎn)處或大地表面為零勢面.二、電勢2.電場力對電荷做正功,電勢能⑤減少;電場力對電荷做負(fù)功,電勢能

⑥增加.電場力做功等于電勢能變化的負(fù)值,即⑦WAB=EpA-EpB.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.公式:φ=

=⑩

,單位:伏特(V)電勢的大小與該點(diǎn)在電場中的位置和零勢面的選取有關(guān),與試探電

荷無關(guān).若空間某處的電場由幾個(gè)電荷共同產(chǎn)生,則該點(diǎn)電勢等于各

電荷單獨(dú)存在時(shí)該點(diǎn)電勢的代數(shù)和.1.定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值,叫做這

一點(diǎn)的電勢,用φ表示.在數(shù)值上等于單位⑨正電荷由該點(diǎn)移到零電

勢點(diǎn)時(shí)電場力所做的功,電勢是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù).知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt4.電勢與電場線的關(guān)系:沿電場線方向電勢

降低,場強(qiáng)方向是電勢

降低最快的方向.三、電勢差3.零電勢位置的規(guī)定:電勢的數(shù)值與零電勢位置的選取有關(guān),通常取

大地或無窮遠(yuǎn)電勢為零.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(1)電勢差:電荷q在電場中從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場力所做的功WAB,跟

它的電荷量q的比值,叫做A、B間的電勢差,也叫電壓.定義式:UAB=

φA-φB=

;單位:伏(V).電勢差是標(biāo)量,可以是正值,可以是零,也可以是負(fù)值.電勢具有相對

性,而電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān),電勢差具有絕對性.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系:勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場

強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場線方向的距離的乘積;即U=

Ed,或E=

.四、等勢面1.定義:電場中

電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.等勢面的特點(diǎn):①等勢面一定和電場線

垂直;②等勢面上各點(diǎn)電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力

不做功;③電場線的方向總是由電勢較

高的等勢面指向電勢較

低的等

勢面;④等勢面的疏密表示電場的

強(qiáng)弱.等勢面密的地方,場強(qiáng)越

強(qiáng);等

勢面疏的地方,場強(qiáng)越

弱.五、疑難辨析知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

電場強(qiáng)度電勢電勢差電勢能意義描述電場的

力的性質(zhì)描述電場的

能的性質(zhì)描述電場做

功的本領(lǐng)描述電荷在

電場中的能

量,電荷做功

的本領(lǐng)定義E=

若B點(diǎn)電勢為

0,則φA=UAB=φ

A-0UAB=

Ep=qφ1.電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電勢能的比較知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt矢標(biāo)性矢量:方向?yàn)?/p>

正電荷的受

力方向標(biāo)量:有正負(fù),

正負(fù)只表示

大小標(biāo)量:有正負(fù),

正負(fù)只是比

較電勢的高

低正電荷在正

電勢位置有

正電勢能,簡

化為:正正得

正,負(fù)正得負(fù),

負(fù)負(fù)得正知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt決定因素由電場本身

決定,與試探

電荷無關(guān)由電場本身

決定,大小與

參考點(diǎn)的選

取有關(guān),具有

相對性由電場本身

的兩點(diǎn)間差

異決定,與參

考點(diǎn)的選取

無關(guān)由電荷量和

該點(diǎn)電勢二

者決定,與參

考點(diǎn)的選取

有關(guān)知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt相互關(guān)系場強(qiáng)為零的

地方電勢不

一定為零電勢為零的

地方場強(qiáng)不

一定為零零場強(qiáng)區(qū)域

兩點(diǎn)電勢差

一定為零,電

勢差為零的

區(qū)域場強(qiáng)不

一定為零場強(qiáng)為零,電

勢能不一定

為零,電勢為

零,電勢能一

定為零聯(lián)系勻強(qiáng)電場中U=Ed(d為A、B間沿場強(qiáng)方向上的距離);電勢

沿場強(qiáng)方向降低最快;UAB=φA-φB;UAB=

;WAB=EpA-EpB知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt電場等勢面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場

垂直于電場線的一簇平

面點(diǎn)電荷的電場

以點(diǎn)電荷為球心的一簇

球面2.典型電場等勢面的比較知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt等量異種點(diǎn)電荷的電場

連線中垂面上的電勢為

零等量同種正點(diǎn)電荷的電場

連線上,中點(diǎn)電勢最低,

而在中垂線上,中點(diǎn)電

勢最高知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.由如圖所示的電場線可判定

(

)A.該電場一定是勻強(qiáng)電場B.A點(diǎn)的電勢一定低于B點(diǎn)的電勢C.負(fù)電荷放在B點(diǎn)的電勢能比放在A點(diǎn)的電勢能大D.負(fù)電荷放在B點(diǎn)所受電場力方向向右【解析】由圖可知,該電場線為直線,可能是勻強(qiáng)電場的電場線,也

可能是點(diǎn)電荷的電場線,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電勢的高低可根據(jù)電場線

由高電勢指向低電勢判斷,則φA>φB,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于φA>φB,故正

電荷在A點(diǎn)的電勢能大,而負(fù)電荷在B點(diǎn)的電勢能大,因此選項(xiàng)C正知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt確;負(fù)電荷在電場中所受電場力的方向與該點(diǎn)場強(qiáng)的方向相反,故

選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【答案】C知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.(2011年泉州市四校聯(lián)考)一帶電粒子射入一固定的點(diǎn)電荷的電場

中,沿如圖所示的虛線由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn).a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離分

別為ra和rb且ra>rb.若不計(jì)重力,則

(

)A.帶電粒子一定帶正電B.庫侖力先做正功后做負(fù)功C.帶電粒子在b點(diǎn)的動能大于在a點(diǎn)的動能D.帶電粒子在b點(diǎn)的電勢能大于在a點(diǎn)的電勢能知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt粒子電性無法確定.綜上所述,選D.【答案】D【解析】由圖可知,帶電粒子進(jìn)入點(diǎn)電荷的電場后,庫侖力對粒子

先做負(fù)功后做正功,電勢能先增大后減小,動能先減小后增大,由于

ra>rb,帶電粒子在b點(diǎn)的電勢能大于在a點(diǎn)的電勢能,粒子在b點(diǎn)的動

能小于在a點(diǎn)的動能,故選項(xiàng)D正確.但場源電荷Q的電性未知,帶電知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt3.如圖甲所示,A、B是一條電場線上的兩點(diǎn),若在A點(diǎn)釋放一初速度

為零的電子,電子僅受電場力作用,并沿電場線從A運(yùn)動到B,其速度

隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為EA、

EB,電勢分別為φA、φB,則

(

)A.EA=EB

B.EA<EB

C.φA=φB

D.φA<φB

【解析】由v—t圖線可看出,電子在電場力作用下做勻加速直線運(yùn)

動,其所受電場力是一恒力,該電場為勻強(qiáng)電場,A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相

等,A正確;電子所受電場力的方向與場強(qiáng)方向相反,所以電場線方

向由B指向A,沿電場線方向電勢降低,故B點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢,D正

確.【答案】AD知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt4.(2011年上海模擬)如圖所示,真空中存在范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,

虛線A、B為該勻強(qiáng)電場的兩個(gè)等勢面.現(xiàn)有三個(gè)完全相同的帶等量

正電荷的小球a、b、c,從等勢面A上的某點(diǎn)同時(shí)以相同速率v0向不

同方向開始運(yùn)動,其中a的初速度方向垂直指向等勢面B,b的初速度

方向平行于等勢面,c的初速度方向與a相反.經(jīng)過一段時(shí)間,三個(gè)小球

先后通過等勢面B,已知三個(gè)小球始終在該勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,不計(jì)重

力,則下列判斷正確的是

(

)A.等勢面A的電勢高于等勢面B的電勢B.a、c兩小球通過等勢面B時(shí)的速度相同C.開始運(yùn)動后的任一時(shí)刻,a、b兩小球的動能總是相同D.開始運(yùn)動后的任一時(shí)刻,三個(gè)小球電勢能總是相等知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【解析】由a、b、c三球經(jīng)過一段時(shí)間后均通過等勢面B,可知它

們所受的電場力向下,則電場方向豎直向下,故A正確;由動能定理

得,三個(gè)小球通過等勢面B時(shí),電場力做功相等,三球的速度大小相

同,且a、c方向相同,B正確;對a、b兩球,由于運(yùn)動方向不同,同一時(shí)

間,電場力做功不同,因此同一時(shí)刻的動能不相同,C錯(cuò)誤;三個(gè)小球

運(yùn)動的方向不同,大小也不相同,不可能在同一時(shí)刻位于同一等勢

面上,故電勢能不可能相等,D錯(cuò)誤.【答案】AB知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt一、等勢面、電勢高低的判斷知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

?例1如圖所示的勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi),由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間,電場方向與面ABCD垂直.

下列說法正確的是

(

)A.A、D兩點(diǎn)間電勢差UAD與A、A'兩點(diǎn)間電勢差UAA'相等B.帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電場力做正功C.帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電勢能減小D.帶電粒子從A點(diǎn)移到C'點(diǎn),沿對角線A→C'與沿路徑A→B→B'→C'

電場力做功相同知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【名師點(diǎn)金】根據(jù)電場線與電勢、電場力做功與電勢能的變化等

基本關(guān)系進(jìn)行判斷.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】在勻強(qiáng)電場中,因AD垂直于電場線方向,則φA=φD,UAD=

0,而UAA'≠0,故A錯(cuò);因φD>φD',則從A→D→D'移動正電荷電場力做正

功,B對;從A→D→D'移動負(fù)電荷,電場力做負(fù)功,電勢能增加,C錯(cuò);電

場力做功與路徑無關(guān),只與兩點(diǎn)間電勢差有關(guān),故D正確.【答案】BD知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.依據(jù)電場線方向:沿電場線方向電勢降低.

方法概述一、判斷電勢高低的方法2.依據(jù)電場力做功:因UAB=

,若UAB>0且q是正電荷,則φA>φB;若UAB<0,則φA<φB.3.依據(jù)電勢能判斷:正電荷在電勢較高處電勢能較大,負(fù)電荷在電勢

較低處電勢能較大.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt4.依據(jù)點(diǎn)電荷位置判斷:取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,正電荷周圍電勢為正

值,負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值,靠近正電荷處電勢高.靠近負(fù)電荷處電勢

低.注意:從電場線的分布情況可以直觀地看出兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和

電勢的高低:由疏密判斷場強(qiáng)的大小;由方向判斷電勢的高低.二、等勢面的應(yīng)用1.利用等勢面與電場線垂直的特性確定場強(qiáng)方向2.利用等勢體內(nèi)場強(qiáng)為零的特性確定感應(yīng)電場線知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt3.利用等勢面沿電場方向電勢降低的特性確定電荷運(yùn)動方向知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt變式訓(xùn)練1

(2011年山東濟(jì)南一模)一帶電粒子在電場中僅在電場

力作用下,從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,tA、tB

分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的時(shí)刻,則下列說法中正確的

有

(

)A.A處的場強(qiáng)一定大于B處的場強(qiáng)B.A處的電勢一定高于B處的電勢C.帶電粒子在A處的電勢能一定小于在B處的電勢能D.帶電粒子在由A到B過程中,電場力一定對其做正功知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】由v-t圖可知,aA>aB,由a=

可知,選項(xiàng)A正確;從A到B,粒子動能增加,故電場力做正功,電勢能減少,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由

于帶電粒子電性未知,故無法確定兩點(diǎn)的電勢的高低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.【答案】AD知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

?例2電荷量q=-2.0×10-5C的電荷在勻強(qiáng)電場中由A點(diǎn)移動至B點(diǎn)時(shí)電場力做的功為6.0×10-4J,若把它從A點(diǎn)移至電場中的C點(diǎn),

電場力做的功為-3.0×10-4J,已知A、B連線與A、C連線成120°夾角,

AB=9.0cm,AC=4.5cm,求A、B兩點(diǎn)的電勢差和電場強(qiáng)度.二、電勢、電勢差和電勢能的計(jì)算及比較知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【名師點(diǎn)金】由于電場力做功W=qU與路徑無關(guān),只與初、末位置間

的電勢差有關(guān),故依據(jù)已知電場力做功求出電勢差,再根據(jù)勻強(qiáng)電場

中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系確定場強(qiáng)關(guān)系.反之亦然.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】據(jù)題意作圖,由WAB=qUAB

得UAB=

=-30V又由WAC=qUAC

得UAC=

=15V延長BA至D,使AD=

=4.5cm由E=

知

=2得UAD=

=

=15V故UAC=UAD,即φA-φC=φA-φD,φC=φD

連接C和D,CD即為此電場中的一條等勢線,過A作CD的垂線與CD交知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt于P.根據(jù)電場線和等勢面(線)垂直,且指向低電勢一方,故應(yīng)有一條

電場線沿此垂線,且場強(qiáng)方向由A指向P,由E=

,其中dAP=ACcos30°,故場強(qiáng)E的大小為E=?=

V/m≈3.8×102V/m.【答案】-30V

3.8×102V/m知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(1)UAB=φA-φB

方法概述一、計(jì)算電勢差的方法(2)UAB=

知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)U=Ed只適用于勻強(qiáng)電場,非勻強(qiáng)電場不能使用.d是沿電場線兩點(diǎn)

間的距離,如果不沿著電場線方向,應(yīng)投影在電場方向上,看投影距

離.二、電勢能大小的判斷方法知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(1)場源電荷判斷法:離場源正電荷越近,試探正電荷的電勢能越大,

試探負(fù)電荷的電勢能越小.(2)電場線法:正電荷順著電場線的方向移動時(shí),電勢能逐漸減小;逆

著電場線的方向移動時(shí),電勢能逐漸增大.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)做功判斷法:無論正負(fù)電荷,電場力做正功,電荷的電勢能就一定

減小;電場力做負(fù)功,電荷的電勢能就一定增大.三、電勢與電勢能1.電勢與電勢能的關(guān)系(1)電勢由電場本身決定,與零電勢的選取有關(guān).電勢能由電荷與電勢共同決定,其表達(dá)式Ep=qφ.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.電場力做功與電勢能的變化(2)正電荷在電勢越高處,電勢能越大,而負(fù)電荷在電勢越高處,電勢

能越小.(1)電場力做功與路徑無關(guān),與重力做功十分相似.(2)電場力對電荷做正功時(shí),電荷的電勢能減少;電場力對電荷做負(fù)功

時(shí),電荷的電勢能增加.電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的

數(shù)值.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)電荷在電場中任意兩點(diǎn)間移動時(shí),它的電勢能的變化量是確定的,

因此移動電荷做功的數(shù)值也是確定的,所以電勢能的變化僅與電場

力做功有關(guān),與是否有其他力的作用及運(yùn)動性質(zhì)都沒有關(guān)系,且僅由

電場力做功來量度,即W=-ΔEp.說明:①電勢能是相對的,與電勢零點(diǎn)的選取有關(guān).②電勢能不可作為

描述電場性質(zhì)的物理量,因?yàn)殡妱菽艿拇笮?、正、?fù)都與檢驗(yàn)電荷

有關(guān).四、勻強(qiáng)電場中幾何圖形的電勢規(guī)律規(guī)律一:勻強(qiáng)電場中同一直線上任意線段兩端點(diǎn)間的電勢差與這兩

點(diǎn)間的距離成正比.推論1:勻強(qiáng)電場中任意線段中點(diǎn)的電勢等于該線段兩端點(diǎn)電勢代數(shù)知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt和的一半.推論2:勻強(qiáng)電場中任意三角形重心的電勢等于該三角形各頂點(diǎn)

電勢之代數(shù)和的三分之一.規(guī)律二:勻強(qiáng)電場中任意平行直線上兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間的

距離成正比.推論1:勻強(qiáng)電場中任意兩條平行直線上距離相等的兩點(diǎn)間的電勢差

相等.推論2:勻強(qiáng)電場中平行四邊形的對邊兩端點(diǎn)的電勢差相等.推論3:勻強(qiáng)電場中任意平行四邊形對角線上的兩端點(diǎn)電勢之和相

等.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt變式訓(xùn)練2如圖所示,AB、CD為一圓的兩條直徑,且互相垂直,O點(diǎn)

為圓心.空間存在一未知靜電場,方向與圓周所在平面平行.現(xiàn)讓一電

子先從A點(diǎn)運(yùn)動至C點(diǎn),電勢能減少了Ep;又從C點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),電勢能

增加了Ep;那么此空間存在的靜電場可能是

(

)A.勻強(qiáng)電場,方向垂直于AB由O點(diǎn)指向C點(diǎn)B.勻強(qiáng)電場,方向垂直于AB由C點(diǎn)指向O點(diǎn)C.位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場D.位于D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】由題意WAC=Ep,WCB=-Ep,所以UAC=

=-

,UCB=

=

=-UAC.所以φA=φB<φC,若電場為勻強(qiáng)電場,則AB為等勢面,電場方向與AB

垂直,方向由C指向O,B對,A錯(cuò);若電場為位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的,

因?yàn)镺A=OB=OC,則φA=φB=φC,C錯(cuò);若電場為位于D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形

成的,因?yàn)镈A=DB<DC,所以φA=φB<φC,D對.【答案】BD知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

?例3有一帶負(fù)電的小球,其帶電荷量q=-2×10-4C.如圖所示,開始時(shí)靜止在場強(qiáng)E=2×103V/m的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極

板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=4cm,與A板的距離H=36cm,小

球的重力忽略不計(jì).在電場力作用下小球向左運(yùn)動,每次與擋板S相

碰后電荷量減少到碰前的k倍,已知k=

,碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失.三、電場中的功能關(guān)系知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球第一次被彈回到達(dá)最右端時(shí)距S板的距離為多少?(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢為零,則小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢

能為多少?(3)小球經(jīng)過多少次碰撞后,才能抵達(dá)A板?(已知lg

=0.058)知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【名師點(diǎn)金】(1)取S所在位置的電勢為零,電場中各點(diǎn)的電勢均為

負(fù)值,而負(fù)電荷在電場中的電勢能為正值;(2)本題主要考查動能定理

在電場中的應(yīng)用.(3)采用不完全歸納法求解.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】(1)SP間的電勢差U=φS-φP=Eh=2×103×0.04V=80V因φS=0,所以φP=-80V,UP=-80V小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢能:EP=qUP=-2×10-4×(-80)J=0.016J.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球第一次從P到S有qEh=

mv2

小球第一次被彈回至最右端距S板的距離為h1

有q1Eh1=kqEh1=

mv2

得h1=

h=4.6cm.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)同理小球第二次碰撞后有h2=

h1=(

)2h推得hn=(

)nh有h+H=(

)nhn=

=

=17.2所以小球經(jīng)過18次碰撞后,才能抵達(dá)A板.【答案】(1)0.016J

(2)4.6cm

(3)18次知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.功能關(guān)系

方法概述(1)若只有電場力做功,電勢能與動能之和保持不變.(2)若只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能之和保持不

變.(3)除重力之外,其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.電場力做功的計(jì)算方法(4)所有力對物體所做的功,等于物體動能的變化.(1)由公式W=Fscosθ計(jì)算,此公式只適用于勻強(qiáng)電場,可變形為W=

qEs,式中s為電荷初末位置在電場方向上的距離.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)由動能定理計(jì)算:W電場力+W其他力=ΔEk.(2)由電場力做功與電勢能變化關(guān)系計(jì)算,WAB=-ΔEAB=qUAB,對任何電

場都適用.3.帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動時(shí)正負(fù)功的判斷知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)電場力與速度方向間夾角小于90°,電場力做正功,夾角大于90°,電

場力做負(fù)功.(1)粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向,粒子受力方向一定沿電場

線指向軌跡凹側(cè).知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt變式訓(xùn)練3如圖所示,一根長L=1.5m的光滑絕緣細(xì)直桿MN豎直固

定在場強(qiáng)E=1.0×105N/C、方向與水平方向成θ=30°角斜向上的勻強(qiáng)

電場中.桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A,其電荷量Q=+4.5×10-6C;另

一帶電小球B穿在桿上可自由滑動,其電荷量q=+1.0×10-6C,質(zhì)量m=1.

0×10-2kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N由靜止釋放,小球B開始運(yùn)動.(靜電

力常量k=9.0×109N·m2/C2,g取10m/s2)知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球B的速度最大時(shí),距M端的高度h1為多大?(1)小球B開始運(yùn)動時(shí)的加速度為多大?(3)小球B從N端運(yùn)動到距M端的高度h2=0.61m時(shí),速度v=1.0m/s,此過

程中小球B的電勢能改變了多少?知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】(1)開始運(yùn)動時(shí)小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電

場力作用,沿桿方向運(yùn)動,由牛頓第二定律得:mg-k

-qEsinθ=ma解得a=g-

-

代入數(shù)據(jù)解得a=3.2m/s2.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球B的速度最大時(shí)所受合力為零,即:k

+qEsinθ=mg解得h1=

代入數(shù)據(jù)解得h1=0.9m.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)小球B從開始運(yùn)動到速度為v的過程中,設(shè)重力做功為W1,電場力做

功為W2,庫侖力做功為W3,根據(jù)動能定理有:W1+W2+W3=

mv2

W1=mg(L-h2)設(shè)小球B的電勢能改變了ΔEp,則:ΔEp=-(W2+W3)=mg(L-h2)-

mv2

代入數(shù)據(jù)解得ΔEp=8.4×10-2J.【答案】(1)3.2m/s2

(2)0.9m

(3)8.4×10-2J知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt高考真題1

(2011年高考·山東理綜卷)如圖所示,在兩等量異種點(diǎn)電

荷的電場中,MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點(diǎn)所在直線平行

于兩電荷的連線,且a和c關(guān)于MN對稱,b點(diǎn)位于MN上,d點(diǎn)位于兩電荷

的連線上.以下判斷正確的是

(

)A.b點(diǎn)場強(qiáng)大于d點(diǎn)場強(qiáng)B.b點(diǎn)場強(qiáng)小于d點(diǎn)場強(qiáng)C.a、b兩點(diǎn)的電勢差等于b、c兩點(diǎn)的電勢差D.試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【命題分析】場的思想的建立和電場線模型的引入,對電磁學(xué)的研

究意義非凡、影響深遠(yuǎn).此題在未給出等量異種點(diǎn)電荷形成的電場

線和等勢面的條件下,考查了電場中的場強(qiáng)、電勢差、電勢能等知

識,對考生的理解能力、分析綜合能力和思維方法是一種很好的測

試.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】根據(jù)電場線在等量異種電荷連線及中垂線上的分布

特點(diǎn),連線上中點(diǎn)最稀,中點(diǎn)的電場強(qiáng)度最小,中垂線上中點(diǎn)最密,中

點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大,即除中點(diǎn)外,中垂線上任意一點(diǎn)的電場強(qiáng)度均比

連線上的電場強(qiáng)度小,A錯(cuò)、B正確;根據(jù)對稱性,C正確;a點(diǎn)電勢高于

c點(diǎn)電勢,所以正電荷在a點(diǎn)的電勢能高于c點(diǎn)的電勢能,D錯(cuò)誤.【答案】BC【解析提示】畫出等量異種電荷的電場線,根據(jù)電場線分析判斷.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt考向預(yù)測1

(2011年山東泰安模擬)如圖為一勻強(qiáng)電場,某帶電粒子

從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn).在這一運(yùn)動過程中克服重力做的功為2.0J,電場力

做的功為1.5J.則下列說法正確的是

(

)A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)少1.5JC.粒子在A點(diǎn)的動能比在B點(diǎn)少0.5JD.粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.5J知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt械能的增加,所以D正確.【答案】D【解析】粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),電場力做正功,故粒子帶正電,所以

A錯(cuò)誤;粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),電場力做正功,電勢能減少,故粒子在

A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)多1.5J,故B錯(cuò)誤;由動能定理,WG+W電=ΔEk,-2.

0J+1.5J=EkB-EkA,所以C錯(cuò)誤;其他力(在這里指電場力)做功等于機(jī)知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt高考真題2

(2011年高考·北京理綜卷)靜電場方向平行于x軸,其電

勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線,圖中φ0和d為已知量.一個(gè)帶

負(fù)電的粒子在電場中以x=0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動.已知

該粒子質(zhì)量為m、電荷量為-q,其動能與電勢能之和為-A(0<A<qφ0).

忽略重力.求:知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)粒子的運(yùn)動區(qū)間.(1)粒子所受電場力的大小.(3)粒子的運(yùn)動周期.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【命題分析】本題考查靜電場的知識,創(chuàng)新地在靜電場中放入了一

個(gè)周期性運(yùn)動的模型,給出了電勢隨距離變化的圖象,要求考生通過

圖象解題.要正確解決問題,對考生的知識與能力要求都很高,除非深

刻了解到電勢分布與電場之間的內(nèi)在聯(lián)系和數(shù)學(xué)關(guān)系,否則難以解

答.知識建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【解析提示】對于第(1)問,要求考生理解電勢圖象的物理意義,知道

電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系,由圖可知電勢隨距離成線性變化,可知該電

場為勻強(qiáng)電場,根據(jù)E=

,F=qE來解題.第(2)問,要理解電勢能的定義,根據(jù)圖象寫出電勢的變化規(guī)律,從而

確定電勢能的表達(dá)式,然后根據(jù)動能與電勢能之