2024高考物理一輪復(fù)習(xí) 第38講 靜電能的性質(zhì)（課件）

第38講

靜電能的性質(zhì)2024高考一輪復(fù)習(xí)講練測01復(fù)習(xí)目標(biāo)02網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建03知識梳理題型歸納04真題感悟目錄CONTENTS內(nèi)容索引知識考點(diǎn)考點(diǎn)1：電勢高低及電勢能大小的判斷考點(diǎn)2：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系考點(diǎn)3：電場線、等勢面及運(yùn)動軌跡問題考點(diǎn)4：電場中的三類常見圖像夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理知識點(diǎn)1靜電力做功、電勢能和電勢知識點(diǎn)1電勢差知識點(diǎn)1等勢面及特點(diǎn)知識點(diǎn)1φ-x圖像知識點(diǎn)2幾種典型電場的等勢面知識點(diǎn)2Ep-x圖像知識點(diǎn)2電勢和電勢能高低的判斷“四法”知識點(diǎn)2電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系知識點(diǎn)3帶電粒子運(yùn)動軌跡問題的分析方法知識點(diǎn)3E-x圖像提升·必考題型歸納考向1電勢高低判斷考向1公式E=U/d在勻強(qiáng)電場中的應(yīng)用考向1典型電場的等勢面考向1φ-x圖像考向2Ep-x圖像考向2電勢能大小判斷考向2公式E=U/d在非勻強(qiáng)電場中的應(yīng)用考向2電場線與軌跡問題考向3等勢面與軌跡問題考向3E-x圖像復(fù)習(xí)目標(biāo)1、理解和掌握電勢、電勢能、電勢差、等勢面四個概念。2、理解和掌握三種常見圖像的規(guī)律?？记榉治鼍W(wǎng)絡(luò)構(gòu)建01電勢高低及電勢能大小的判斷PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)1靜電力做功、電勢能和電勢1．靜電力做功(1)特點(diǎn)：靜電力做功與路徑無關(guān)，只與起始和終止位置有關(guān)。(2)計算方法①W＝qEd，只適用于勻強(qiáng)電場，其中d為沿電場方向的距離。②WAB＝qUAB，適用于任何電場。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)1靜電力做功、電勢能和電勢2．電勢能(1)定義：電荷在電場中也具有勢能，我們稱這種形式的能為電勢能，用符號Ep表示。(2)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)1靜電力做功、電勢能和電勢夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2電勢和電勢能高低的判斷“四法”1．電勢高低的判斷“四法”夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2電勢和電勢能高低的判斷“四法”2．電勢能的大小判斷“四法”提升·必備題型歸納考向1電勢高低判斷A提升·必備題型歸納提升·必備題型歸納考向2電勢能大小判斷C提升·必備題型歸納02電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)1電勢差夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系4．在勻強(qiáng)電場中由公式U＝Ed得出的“一式二結(jié)論”夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(2)“等分法”的應(yīng)用思路：提升·必備題型歸納考向1公式E=U/d在勻強(qiáng)電場中的應(yīng)用AC提升·必備題型歸納提升·必備題型歸納考向2公式E=U/d在非勻強(qiáng)電場中的應(yīng)用A提升·必備題型歸納03電場線、等勢面及運(yùn)動軌跡問題PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)1等勢面及特點(diǎn)1.定義：電場中的電勢相等的各點(diǎn)組成的面。2.特點(diǎn)：①等勢面一定與電場線垂直。②在同一等勢面上移動電荷時靜電力不做功。③電場線方向總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。④等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大，反之越小。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2幾種典型電場的等勢面夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2幾種典型電場的等勢面夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)3帶電粒子運(yùn)動軌跡問題的分析方法1.從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù)。2.結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等。3.根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。1．空間P、Q兩點(diǎn)處固定電荷量絕對值相等的點(diǎn)電荷，其中Q點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢線分布如圖所示，a、b、c、d、e為電場中的5個點(diǎn)，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則（）A．e點(diǎn)的電勢大于0B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．b點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢D．負(fù)電荷從a點(diǎn)移動到c點(diǎn)，電場力做負(fù)功提升·必備題型歸納考向1典型電場的等勢面D提升·必備題型歸納2．如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場線，虛線1、2、3分別為三條等勢線，三條等勢線與其中一條電場線的交點(diǎn)依次為M、N、Q點(diǎn)，已知MN

=

NQ，電荷量相等的a、b兩帶電粒子從等勢線2上的O點(diǎn)以相同的初速度飛出，僅在靜電力作用下，兩粒子的運(yùn)動軌跡如圖中虛線a′、b′所示，則（

）A．a(chǎn)粒子一定帶正電，b粒子一定帶負(fù)電B．MN兩點(diǎn)電勢差大小│UMN│大于NQ兩點(diǎn)電勢差大小│UNQ│C．a(chǎn)粒子的加速度逐漸增大，b粒子的加速度逐漸減小D．a(chǎn)粒子從出發(fā)到等勢線3過程的動能變化量比b從出發(fā)到等勢線1過程的動能變化量小提升·必備題型歸納考向2電場線與軌跡問題BD提升·必備題型歸納【答案】BD【詳解】A．由題圖可知，a粒子的軌跡方向向右彎曲，a粒子所受靜電力方向向右，b粒子的軌跡向左彎曲，b粒子所受靜電力方向向左，由于電場線方向未知，無法判斷粒子的電性，故A錯誤；C．由題可知，a所受靜電力逐漸減小，加速度減小，b所受靜電力逐漸增大，加速度增大，故C錯誤；B．已知MN

=

NQ，由于MN較場強(qiáng)大于NQ段場強(qiáng)，所以MN兩點(diǎn)電勢差大小│UMN│大于NQ兩點(diǎn)電勢差大小│UNQ│，故B正確；D．根據(jù)靜電力做功公式W

=

Uq，│UMN│>│UNQ│a粒子從等勢線2到3靜電力做的功小于b粒子從等勢線2到1靜電力做的功，所以a粒子到達(dá)等勢線3的動能變化量比b粒子到達(dá)等勢線1的動能變化量小，故D正確。故選BD。3．電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分，在電子顯微鏡中電子槍發(fā)射電子束，通過電場構(gòu)成的電子透鏡使其會聚或發(fā)散.電子透鏡的電場分布如圖所示，虛線為等勢線。一電子僅在電場力作用下運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如圖實(shí)線所示，a、b、c、d是軌跡上的四個點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．b處的電場強(qiáng)度與c處的電場強(qiáng)度相同B．電子從a到d運(yùn)動時，加速度大小保持不變C．電子從a到d運(yùn)動時，電勢能先增大后減小D．電子在a處受到的電場力方向與a處虛線垂直提升·必備題型歸納考向3等勢面與軌跡問題D提升·必備題型歸納【答案】D【詳解】A．根據(jù)電場線與等勢線垂直的特點(diǎn)，b處電場線的切線方向斜向左上方，c處電場線的切線方向斜向左下方，所以b、c點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同，故A錯誤；B．等勢線的疏密也可以反映電場的強(qiáng)弱，由a到d等勢線先變疏后變密，所以電場強(qiáng)度先減小后增大，加速度先減小后增大，故B錯誤；C．由a到d電勢先升高后降低，所以電子的電勢能先減小后增大，故C錯誤；D．a(chǎn)處電場線與虛線垂直，所以電子受到的電場力方向與虛線垂直，故D正確。故選D。04電場中的三類常見圖像PARTONE夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)1φ-x圖像1.電場強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率的絕對值,電場強(qiáng)度為零處,φ-x圖線存在極值,其切線的斜率為零。2.在φ-x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小,并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向。3.在φ-x圖像中分析電荷移動時電勢能的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后作出判斷。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)2Ep-x圖像1.根據(jù)電勢能的變化可以判斷電場力做功的正負(fù),電勢能減少,電場力做正功:電勢能增加,電場力做負(fù)功。2.根據(jù)ΔEp=-W=-Fx,圖像Ep-x斜率的絕對值表示電場力的大小。夯基·必備基礎(chǔ)知識知識點(diǎn)3E-x圖像1.E-x圖像反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律,E>0表示電場強(qiáng)度沿x軸正方向;E<0表示電場強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向。2.在給定了電場的E-x圖像后,可以由圖線確定電場強(qiáng)度的變化情況,電勢的變化情況,E-x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢差,兩點(diǎn)的電勢高低根據(jù)電場方向判定。在與粒子運(yùn)動相結(jié)合的題目中,可進(jìn)一步確定粒子的電性、動能變化、電勢能變化等情況。3.在這類題目中,還可以由E-x圖像畫出對應(yīng)的電場,利用這種已知電場的電場線分布、等勢面分布或場源電荷來處理相關(guān)問題。提升·必備題型歸納考向1φ-x圖像B提升·必備題型歸納提升·必備題型歸納考向2Ep-x圖像B提升·必備題型歸納3．某靜電場在x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向均沿x軸方向，規(guī)定電場強(qiáng)度沿x軸正方向?yàn)檎綦妶鰪?qiáng)度E隨位置坐標(biāo)x變化的規(guī)律如圖所示，x1點(diǎn)與x3點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同，圖線關(guān)于O點(diǎn)對稱。一電子沿x軸方向運(yùn)動。下列說法正確的是（）A．電子在O點(diǎn)的電勢能最大B．電子在-x2點(diǎn)和x2點(diǎn)的加速度大小相等C．電子在-x2點(diǎn)的電勢能大于在x2點(diǎn)的電勢能D．若電子從-x2點(diǎn)運(yùn)動到x3點(diǎn)，則此過程中電場力對電子做的總功為負(fù)功提升·必備題型歸納考向3E-x圖像BD【答案】BD【詳解】A、電場強(qiáng)度是矢量，矢量的正負(fù)代表方向，據(jù)此作出電場線方向如圖所示，順著電場線，電勢降低，所以O(shè)點(diǎn)電勢最高，電子帶負(fù)電，在電勢高的地方電勢能小，所以電子在O點(diǎn)的電勢能最小，故A錯誤；B、根據(jù)圖象，-x2和x2處電場強(qiáng)度大小相等，所以電場力大小相等，加速度大小相等，故B正確；C、E-x圖象與橫軸所圍面積表示電勢差，則-x2和x2處電勢相等，電子在-x2和x2處電勢能相等，故C錯誤；D、E-x圖象與橫軸所圍面積表示電勢差，則-x2電勢大于x3電勢，從-x2到x3電勢降低，則電子的電勢能升高，電場力總功做負(fù)功，故D正確。故選BD。提升·必備題型歸納PARTONE真題感悟真題感悟(2023年全國乙卷高考真題）在O點(diǎn)處固定一個正點(diǎn)電荷，P點(diǎn)在O點(diǎn)右上方。從P點(diǎn)由靜止釋放一個帶負(fù)電的小球，小球僅在重力和該點(diǎn)電荷電場力作用下在豎直面內(nèi)運(yùn)動，其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點(diǎn)，OP>OM，OM

=

ON，則小球（

）A．在運(yùn)動過程中，電勢能先增加后減少B．在P點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能C．在M點(diǎn)的機(jī)械能等于在N點(diǎn)的機(jī)械能D．從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，電場力始終不做功BC提