高考物理一輪復(fù)習(xí)-專題七-第2講-電勢能-電勢-電勢差課件

電勢電勢差考點1

電場力做功與電勢能第2講電勢能

1．電場力做功 (1)特點：電場力做功與電荷移動的

無關(guān)，只取決于初、末位置的

和被移動電荷的

． (2)電場力做功的表達(dá)式：WAB＝(φA－φB)·q＝UAB·q.

路徑電勢差電量1.(1)定義：電荷在電場中具有的勢能，等于靜電力把它從該點移動到

位置時所做的功．(2)矢標(biāo)性：電勢能是

，但有正負(fù)之分，負(fù)值表明比零電勢能還要低，正值表示比零電勢能高．2．電勢能零勢能標(biāo)量2.3．重力做功與電場力做功的比較3.

1．(單選)(2011年上海模擬)一帶電粒子射入一固定的點電荷Q的電場中，沿如圖7－2－1所示的虛線由a點運動到b點．a(chǎn)、b兩點到點電荷Q的距離分別為ra

和rb

且ra＞rb.若不計重力，則(

)圖7－2－14.B．帶電粒子所受電場力先做正功后做負(fù)功C．帶電粒子在b

點的動能大于在a

點的動能D．帶電粒子在b

點的電勢能大于在a

點的電勢能

解析：由帶電粒子運動軌跡可知，其與點電荷Q

帶同種電荷，但無法確定正負(fù)，A錯；鑒于二者帶同種電荷，靜電力表現(xiàn)為斥力，則帶電粒子由a→b

過程中，靠近Q

時電場力做負(fù)功，動能減小，電勢能增加；遠(yuǎn)離Q

時，電場力做正功，動能增加，電勢能減小，且a→b

過程中粒子總能量不變，當(dāng)ra＞rb，則Epa＜Epb，Eka＞Ekb，故B、C錯，D正確．A．帶電粒子一定帶正電答案：D5.用下從靜止開始運動，則它一定(

) A．向場強(qiáng)小的地方運動 B．向電勢低的地方運動 C．向其電勢能小的地方運動 D．沿某條電場線運動考點2電勢、電勢差、等勢面

1．電勢

(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢．2．(單選)(2011年惠州一模)一電荷在電場中只在電場力作C6.(2)定義式：

.(3)矢標(biāo)性：電勢是

，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點電勢比零電勢高(低)．(4)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因

選取的不同而不同．2．電勢差(1)定義：電場中兩點間電勢的差值稱為這兩點的電勢差．(2)表達(dá)式：UAB＝

＝

.

(3)影響因素：電勢差UAB

與電場力做功WAB無關(guān)，與電場所帶電量q無關(guān)．它由電場本身的性質(zhì)決定，與初、末位置有關(guān)，與零勢點的選取無關(guān)．qφ＝

Ep標(biāo)量零勢點φA－φBWAB/q7.(4)與場強(qiáng)的關(guān)系：U＝Ed.適用條件：勻強(qiáng)電場，其中d為沿電場線方向的距離．3．等勢面(1)定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面．(2)特點：①等勢面一定與電場線垂直，即跟場強(qiáng)的方向垂直；②在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功；③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；④在空間中兩等勢面不相交；⑤等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度

；反之

．越大越小8.

3．(單選)(2011年佛山一模)在圖7－2－2中，實線和虛線分別表示等量異種點電荷的電場線和等勢線，則下列有關(guān)P、Q兩點的相關(guān)說法中正確的是(

)圖7－2－2A．兩點的場強(qiáng)等大、反向B．P

點電場更強(qiáng)C．兩點電勢一樣高D．Q點的電勢較低C9.

4．(雙選)如圖7－2－3甲所示，AB是某電場中的一條電場線．若有一電子以某一初速度并且僅在電場力的作用下，沿AB由A點運動到B點，其速度－時間圖象如圖乙所示．下列關(guān)于A、B兩點的電勢φ和電場強(qiáng)度E大小的判斷正確的是(

)A．EA>EBC．φA>φBB．EA<EBD．φA<φBAC圖7－2－310.

解析：要比較電場中兩點電勢的高低，關(guān)鍵在于判斷電場線的方向．從v－t

圖象易知電子做加速度逐漸減小的減速運動，故電子所受電場力與運動方向相反，場強(qiáng)的方向由A

指向B.因為沿著電場線的方向電勢降低，故φA>φB，又因為加速度逐漸減小，故EA>EB.11.考點3電場中各物理量的關(guān)系1．電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電勢能的對比12.13.2.電場線、電場強(qiáng)度、電勢、等勢面的關(guān)系(1)電場線越密的地方表示場強(qiáng)越大，電場線上每點的切線方向表示該點的場強(qiáng)方向．(2)沿著電場線方向，電勢越來越低．(3)電場線總與等勢面垂直，且從高等勢面指向低等勢面．(4)電場線越密的地方，等勢面也越密．(5)沿等勢面移動電荷，電場力不做功；沿電場線移動電荷，電場力一定做功．14.

5．(單選)如圖7－2－4所示，P、Q是電荷量相等的兩個正點電荷，它們的連線中點為O點，A、B是PQ連線的中垂線上的兩點，OA<OB，用EA、EB、φA、φB

分別表示A、B兩點的場強(qiáng)和電勢，則(

)A．EA

一定大于EB，φA一定大于φBB．EA

一定大于EB，φA不一定大于φBC．EA

不一定大于EB，φA

一定大于φBD．EA

不一定大于EB，φA

不一定大于φBC圖7－2－415.圖25

解析：如圖25所示，找到A

的對稱點C，A點和C

點的場強(qiáng)和電勢大小都相等．等量同種電荷的連線的中垂線上存在有場強(qiáng)極大值的點，它可能在C

點上方，也可能在C

點下方，故B和C

兩點場強(qiáng)大小不確定．將一帶正電的點電荷從C

移至B，電場力做正功，所以電勢能減小，電勢降低．16.6．(單選)(2010年全國卷Ⅰ)關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是(

)A．電場強(qiáng)度大的地方電勢高，電場強(qiáng)度小的地方電勢低B．電場中任意兩點之間的電勢差只與這兩點的場強(qiáng)有關(guān)C．在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向D．將正點電荷從場強(qiáng)為零的一點移動到場強(qiáng)為零的另一點，電場力做功為零C17.7．(單選)(2010年天津卷)在靜電場中，將一正電荷從a移動到b點，電場力做了負(fù)功，則(

)A．b

點的電場強(qiáng)度一定比a

點大B．電場線方向一定從b指向aC．b點的電勢一定比

a點高D．該電荷的動能一定減小解析：正電荷從a

移動到b點，電場力做了負(fù)功，電勢能增加，說明b點的電勢一定比a

點高，選項C正確．C18.熱點1帶電粒子在電場中運動情況的判斷

【例1】(雙選)(2009年全國卷Ⅰ)如圖7－2－5所示，一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM＝MN，P點在y軸的右側(cè)，MP⊥ON，則(

)圖7－2－519.A．M

點的電勢比P

點的電勢高B．將負(fù)電荷由O

點移動到P

點，電場力做正功C．M、N

兩點間的電勢差大于O、M

兩點間的電勢差D．在O

點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y

軸做直線運動答案：AD

解析：本題考查電場、電勢、等勢線、以及帶電粒子在電場中的運動．由圖和幾何關(guān)系可知M和P兩點不處在同一等勢線上，而且有φM>φP，A對．將負(fù)電荷由O點移到P要克服電場力做功，即電場力做負(fù)功，B錯．根據(jù)U＝Ed，O到M的平均電場強(qiáng)度大于M到N的平均電場強(qiáng)度，所以有UOM>UMN，C錯．從O點釋放正電子后，電場力做正功，該粒子將沿y軸做加速直線運動．20.這類題考查的是根據(jù)帶電粒子在電場中的運動來判斷力的方向、電場方向、電荷的正負(fù)、電勢的高低、電場力做功的正負(fù)、電勢能的增減、動能的增減等． 一般判斷方法有：做曲線運動的條件，通過力指向運動軌跡彎曲的一側(cè)來判斷電場力的方向．根據(jù)力的方向與電荷正負(fù)以及電場的方向關(guān)系來相互判斷．例如判斷出力的方向，根據(jù)電場方向，力與電場方向相同則粒子帶正電，力與電場方向相反則粒子帶負(fù)電．21.22.

1．(雙選)(2010年廣州二模)a、b、c、d四個帶電液滴在如圖7－2－6所示的勻強(qiáng)電場中，分別水平向左、水平向右、豎直向上、豎直向下做勻速直線運動，則(

)圖7－2－6A．a(chǎn)、b

為同種電荷，c、d

為異種電荷B．a(chǎn)、b

的電勢能、機(jī)械能均不變C．c

的電勢能減少，機(jī)械能增加D．d

的電勢能減少，機(jī)械能減少BC23.解析：a、b、c、d四個帶電液滴在電場力和重力作用下，做勻速直線運動則重力與電場力大小相等方向相反．所以a、b、c、d四個帶電液滴電場力都向上，都帶正電，A項錯．a(chǎn)、b水平勻速重力電場力都不做功，B項正確．c向上運動重力做負(fù)功，電場力做正功，電勢能減少，機(jī)械能增加，所以C項正確．而d向下運動重力做正功，電場力做負(fù)功，電勢能增加，D項錯．24.乙所帶電荷量q＝2.0×10C，g

取10m/s.(水平軌道足夠長，

熱點2力電綜合問題 【例2】(2010年安徽卷)如圖7－2－7所示，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R＝0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點，整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E＝5.0×103V/m.一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運動，與靜止在B點帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞．已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m＝1.0×10－2kg，－52甲、乙兩球可視為質(zhì)點，整個運動過程無電荷轉(zhuǎn)移)25.圖7－2－7(1)甲乙兩球碰撞后，乙恰能通過軌道的最高點D，求乙在軌道上的首次落點到B

點的距離；(2)在滿足(1)的條件下．求的甲的速度v0；

(3)若甲仍以速度v0

向右運動，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點到B

點的距離范圍．26.27.28.(3)設(shè)甲的質(zhì)量為M，碰撞后甲、乙的速度分別為vM、vm，根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒定律有：Mv0＝MvM＋mvm⑩?聯(lián)立⑩?得：?由?和M≥m，可得：v0≤vm＜2v0?29.30.解決力電綜合問題的一般方法

(1)力和運動關(guān)系：牛頓運動定律和運動規(guī)律的結(jié)合．受力情況決定運動情況，運動情況反映受力情況，根據(jù)力與運動列方程．

(2)功和能關(guān)系：做功引起能量的轉(zhuǎn)化，而能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中總量守恒；根據(jù)功與能轉(zhuǎn)化對應(yīng)列方程，根據(jù)能量守恒列方程．

這類問題一般比較難，要分析好物體運動的過程與狀態(tài)，在過程或狀態(tài)中找物理量的關(guān)系，再運用上面的兩個方法列方程聯(lián)立求解．尤其注意分析臨界狀態(tài)．31.

2．(2010年佛山二模)A、B

兩金屬板如圖7－2－8所示豎直固定在絕緣底座上，與底座的總質(zhì)量為m.將其靜放在光滑水平面上．已知兩金屬板間的電壓為U，極板間距為d.在A板底端上有一小孔，質(zhì)量也為m、帶正電、電荷量為q

的小滑塊以v0的速度從小孔水平滑入極板間，小滑塊最遠(yuǎn)可滑到距A

板為x的P

點．已知小滑塊與底座間的動摩擦因數(shù)為μ，極板外側(cè)的電場強(qiáng)度為0.不計電場的邊緣效應(yīng)以及小滑塊電荷對電場的影響．求：32.(1)x

的值；(2)小滑塊在極板間運動的全過程中，因與底座間的摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.圖7－2－833.

解：(1)解法一：因底座與水平面無摩擦，系統(tǒng)動量守恒．當(dāng)小滑塊滑到P

點時，與底座共速，設(shè)此速度為v.則由動量守恒定律得mv0＝(m＋m)v系統(tǒng)克服電場力及摩擦力做功

又E＝Ud解得x＝

mdv204(qU＋μmgd)34.35.易錯點：粒子運動與受力情況的分析

【例1】(單選)如圖7－2－9所示，圖中實線表示一勻強(qiáng)電場的電場線，一帶負(fù)電的粒子射入電場，虛線是它的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若粒子受重力不計，那么正確的判斷是(

)圖7－2－9A．電場線方向向下B．粒子一定從a

點運動到b

點C．a(chǎn)

點的電勢比b點的高D．粒子在a

點的電勢能大于在b

點的電勢能D36.

錯解分析：錯解一：根據(jù)粒子運動的軌跡，聯(lián)想到重力場中的平拋運動，認(rèn)為粒子一定是從a點運動到b點，錯選B. 錯解二：混淆電勢與電勢能的概念，認(rèn)為a點運動到b點，是類平拋運動，b點動能大，所以a點的電勢比b點的高，錯選C.

正確解析:無論粒子從a點或者從b點射入電場中，由于運動軌跡向下彎曲，說明粒子受電場力的方向向下，粒子帶負(fù)電可判明電場線的方向向上，A項錯誤；粒子既可以從a

點運動到b

點，也可以從b

點運動到a點，B項錯；由于順著電場線電勢降低，故C項錯誤；由于是負(fù)電荷，電勢越大處電勢能越小．故D項正確．37.

本題的關(guān)鍵是從運動軌跡的彎曲方向入手，運用曲線運動的特點確定粒子受力方向并進(jìn)而確定電場方向，