與名師對話高考物理復習講電場能性質課件新人教版選修

路徑

初、末位置

重力

qEd

電場線方向

零勢能

減少量

無窮遠處

地球

(1)求電場力做功的幾種方法①由公式W＝Flcosα計算，此公式只適用于勻強電場中，可變形為W＝Eqlcosα.②由WAB＝qUAB計算，此公式適用于任何電場．③由電勢能的變化計算：WAB＝EpA－EpB.④由動能定理計算：W電場力＋W其他力＝ΔEk.(2)電場中的功能關系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、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化．電勢能Ep

電荷量q

標量

零電勢

相對性

零電勢點

電勢相等

電場線

同一等勢面

電勢高

電勢低

越大

越小

幾種常見的電場的等勢面分布電場等勢面(實線)圖樣重要描述勻強電場垂直于電場線的一簇平面點電荷的電場以點電荷為球心的一簇球面電場等勢面(實線)圖樣重要描述等量異種點電荷的電場連線的中垂面為等勢面等量同種正點電荷的電場連線上，中點電勢最低，而在中垂線上，中點電勢最高力做的功WAB

電場電荷量q

φA－φB

無關

無關

電勢

沿電場方向

降低

電場

判斷方法具體應用依據(jù)電場線方向沿電場線的方向電勢逐漸降低，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面判斷方法具體應用依據(jù)電場力做功正電荷只在靜電力作用下且初速度為零，由高電勢向低電勢移動，負電荷相反．靜電力對正電荷做正功，正電荷一定從高電勢向低電勢移動，負電荷相反依據(jù)電勢能大小正電荷在電勢較高處電勢能較大，負電荷在電勢較低處電勢能較大依據(jù)場源電荷的正、負取無窮遠處為零電勢點，正電荷周圍電勢為正值，且離正電荷越近電勢越高；負電荷周圍電勢為負值，且離負電荷越近電勢越低2.電勢能大小的判斷方法判斷方法具體應用根據(jù)電場線的方向判斷(1)正電荷順著電場線運動電勢能減小(2)負電荷順著電場線運動電勢能增加根據(jù)做功判斷(1)靜電力做正功，電勢能必減小(2)靜電力做負功，電勢能必增加根據(jù)公式判斷由Ep＝qφ知，正電荷，電勢越高，電勢能越大；負電荷，電勢越高，電勢能越小根據(jù)能量守恒判斷在電場中，若只有靜電力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉化，動能增加，電勢能減小，反之，電勢能增加根據(jù)場源電荷判斷(1)離場源正電荷越近，試探正電荷電勢能越大，試探負電荷電勢能越小(2)離場源負電荷越近，試探正電荷電勢能越小，試探負電荷電勢能越大A．三個等勢面中，c的電勢最高B．帶電質點在P點的電勢能比在Q點的小C．帶電質點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小D．帶電質點在P點的加速度比在Q點的加速度小[嘗試解答]

由于帶點質點做曲線運動，其所受電場力的方向必定指向軌跡的凹側，且和等勢面垂直，考慮到質點帶負電，所以電場線方向是從c指向b再指向a，根據(jù)沿著電場線的方向電勢逐漸減小，可知Uc>Ub>Ua，故選項A正確；質點帶負電，且P點的電勢低于Q點，根據(jù)負電荷在電勢越低的地方電勢能越大，可知帶電質點在P點的電勢能比在Q點的大，選項B錯誤；根據(jù)能量守恒定律，帶電質點在運動過程中各點處的功能與電勢能之和保持不變，選項C錯誤；由于相鄰等勢面之間的電勢差相等，P點處的等勢線較密，所以EP>EQ，qEp>qEQ，根據(jù)牛頓第二定律，帶電質點在P點的加速度比在Q點的加速度大，選項D錯誤．本題答案為A.[答案]A(2012·廣西柳鐵一中月考)如下圖所示，真空中M，N處放置兩等量異號電荷，a，b，c表示電場中的3條等勢線，d點和e點位于等勢線a上，f點位于等勢線c上，df平行于MN.已知：一帶正電的試探電荷從d點移動到f點時，試探電荷的電勢能增加，則以下判斷正確的是 (

)A．M點處放置的是正電荷B．若將帶正電的試探電荷沿直線由d點移動到e點，則電場力先做正功、后做負功C．d點的電勢高于f點的電勢D．d點的場強與f點的場強完全相同[解析]

根據(jù)題意，帶正電的試探電荷在f點的電勢能高于d點的電勢能，又因為正電荷的電勢能越高，代表這個點的電勢越高，所以f點的電勢高于d點的電勢，選項C錯誤；因為f點的電勢高于d點的電勢，這說明c等勢線上各點電勢高于a等勢線上各點電勢，又因為順著電場線方向電勢越來越低，所以連接M，N處兩點的電場線由N指向M，故N點處放置的是正電荷，選項A錯誤；

根據(jù)等量異種電荷周圍電場線的分布情況，可知，d點的場強方向與f點的場強方向肯定不同，所以選項D錯誤；由于電場線由N指向M，所以正電荷在沿直線由d點移動到e點的過程中，電勢能先減小后增大，即電場力先做正功、后做負功，或者根據(jù)電場力方向與運動方向間的夾角判斷，選項B正確．[答案]B(2)連接等勢點，畫出等勢線．(3)根據(jù)電場線與等勢線垂直畫出電場線．(4)根據(jù)U＝Ed及UAB＝φA－φB求所求點的電勢．1.功能關系(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械能的變化．(4)所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化．A．動能減少B．電勢能增加C．動能和電勢能之和減少D．重力勢能和電勢能之和增加[思路啟迪]

(1)由軌跡判斷電場力方向及油滴電性．(2)由功能關系及能量守恒判斷動能及電勢能、重力勢能的變化情況．[嘗試解答]

該油滴從A點進入電場，根據(jù)其軌跡的彎曲趨勢，結合力學質點做曲線運動的條件，可以判斷電場力一定豎直向上，且電場力大于重力，所以油滴帶負電荷.運動過程中合力向上做正功，根據(jù)動能定理，油滴動能增加，A錯誤；電場力做正功，電勢能必然減少，B錯誤；該處能量守恒的形式表現(xiàn)為電勢能、機械能(動能＋重力勢能)之和守恒，根據(jù)能量守恒定律，既然動能增加，則重力勢能與電勢能之和一定減少，D錯誤；油滴上升，重力勢能增加，動能和電勢能之和必然減少，所以本題正確選項是C.[答案]C(2012·臺州4月調考)如右圖所示，一質量為m的塑料球形容器放在桌面上，它的內部有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，彈簧直立地固定于容器內壁的底部，彈簧上端用絕緣體系住一個帶正電q、質量也為m的小球.從加一個豎直向上的場強為E的勻強電場起，到容器對桌面壓力減為零時為止，求：(1)小球的電勢能改變量；(2)容器對桌面壓力減為零時小球的速度大?。?對應學生用書P119)物理思想建?！C合應用動力學和動能觀點分析電場問題最近幾年的高考命題，突出考查力、電兩個主干知識的同時，電場性質與力學問題的綜合考查的幾率越來越高，特別是對電場力做功特點、動能定理、牛頓第二定律等力學問題考查分析、理解和應用能力，挖掘隱含信息能力．(1)小滑塊與水平面間滑動摩擦力的大?。?2)小滑塊剛要到達b點時加速度的大小和方向．(3)小滑塊運動的總路程l路．A．M點的電勢比P點的電勢高B．將負電荷由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的粒子，該粒子將沿y軸做直線運動[易錯分析]錯解一：認為P點與M點的縱坐標相同則電勢相同而漏選A項.錯解二：認為OM＝MN，則M、N兩點間的電勢差等于O、M兩點間的電勢差；或者知道沿OMN方向場強減小，但不能由U＝Ed利用微元法判斷M、N與O、M間電勢差的關系．錯解三：認為在非勻強電場中，帶電粒子是不能做直線運動的而漏選D項．[正確解答]

由于MP⊥ON，等勢面垂直于電場線，故過M點的等勢面在P點下方，M點的電勢比P點的電勢高，A項正確；負電荷所受電場力與電場強度方向相反，與OP方向成大于90°的角，電場力做負功，B項錯誤；由于沿OMN方向電場強度變小，由U＝Ed可判斷UOM>UMN，C項錯誤；在O點靜止釋放一帶正電的粒子，粒子所受電場力始終沿y軸正方向，因此粒子沿y軸做直線運動，D正確．答案為AD.不明確常見的電場線和等勢線的分布特點；對等量同種電荷和異種電荷在電場線上、中垂線上的場強及電勢變化的規(guī)律不清楚．(2012·河北摸底)電場中等勢面如下圖所示，下列關于該電場描述正確的是 (

)A．A點的電場強度比C點的小B．負電荷在A點電勢能比C點電勢能大C．電荷沿等勢面AB移動過程中，電場力始終不做功D．正電荷由A移到C，電場力做負功[解析]

根據(jù)等電勢差處距離越近電場強度越大可知，A點的電場強度比C點的大，選項A錯誤；負電荷在A點電勢能比C點電勢能小，選項B錯誤；電荷沿等勢面AB移動過程中，電場力始終不做功，選項C正確；正電荷由A移到C，電場力做正功，選項D錯誤．[答案]C易錯點2：對勻強電場中場強與電勢差的關系不明確A．B、C兩點的電勢差UBC＝3VB．A點的電勢低于B點的電勢C．負電荷由C點移到A點的過程中，電勢能增加D．該電場的場強為1V/m[易錯分析]錯解一：對電場力做功的計算不規(guī)范，沒有代入“＋”、“－”號計算，導致錯選A、B項；錯解二：對電場力做功與電勢能的變化關系不明確，認為電場力對正電荷做功，正電荷電勢能減少；對負電荷做功，負電荷電勢能增加，從而錯選C項．在勻強電場中，沿任意一條直線(這條直線不與等勢面平行)的電勢都均勻變化，電勢差與長度成正比，且沿著電場線方向有U＝Ed.(對應學生用書P120)1．(2012·福建卷)如右圖所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1，q2分別置于A，B兩點，虛線為等勢線．取無窮遠處為零電勢點，若將q1，q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是 (

)A．A點電勢大于B點電勢B．A，B兩點的電場強度相等C．q1的電荷量小于q2的電荷量D．q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能[答案]C3.(2012·常州模擬)如右圖所示，在粗糙的斜面上固定一點電荷Q，在M點無初速度釋放帶有恒定電荷的小物塊，小物塊在Q的電場中沿斜面運動到N點停下，則從M到N的過程中，下列說法正確的是 (

)A．小物塊所受的電場力減小B．小物塊的電勢能可能增加C．M點的電勢一定高于N點的電勢D．小物塊