《高考備考指南 物理 》課件-第2講　電勢　電勢差

靜電場第七章

第2講電勢電勢差(本講對應(yīng)系統(tǒng)用書P154)欄目導(dǎo)航01知識

梳理查漏02題點

各個擊破03配套訓(xùn)練知識梳理查漏1知識一

電場力做功與電勢能1.電場力做功(1)特點：靜電力做功與____________無關(guān)，只與____________有關(guān).

(2)計算方法①W＝qEd，只適用于____________，其中d為沿____________的距離.

②WAB＝qUAB，適用于____________.

路徑初、末位置勻強電場電場方向任何電場2.電勢能(1)定義：電荷在某點的電勢能，等于把它從這點移動到____________位置時靜電力做的功.

(2)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于____________，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____________處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在____________表面的電勢能規(guī)定為零.

零勢能電勢能的減少量無窮遠大地3.電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系電場力做正功，電勢能____________；電場力做負功，電勢能____________.WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp，電場力做的功等于電勢能增量的負值，這一點類似于重力做功和重力勢能的變化關(guān)系.

減小增加【自測1】一個電荷只在靜電力作用下從電場中的A點移動到B點時，靜電力做了5×10－6J的功，那么()A.電荷在B點將具有5×10－6J的電勢能B.電荷在B點將具有5×10－6J的動能C.電荷的電勢能減少了5×10－6JD.電荷的電勢能增加了5×10－6JC知識二

電勢和電勢差1.電勢(1)定義：電荷在電場中某一點的____________與其電荷量的比值，叫作這一點的電勢.在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移到零電勢點時電場力所做的功.

(2)定義式：____________.

(3)矢標性：電勢是____________，其大小有正負之分，其正(負)表示該點電勢比____________高(低).

(4)相對性：電勢具有____________，同一點的電勢因____________選取的不同而不同.

電勢能

標量零電勢相對性零電勢點

φA－φB

無關(guān)無關(guān)3.等勢面(1)定義：電場中____________的各點構(gòu)成的面.

(2)特點：①等勢面一定與電場線____________，即與場強的方向____________.

②在____________上移動電荷時電場力不做功.

③電場線總是從____________的等勢面指向____________的等勢面.

④等差等勢面越密的地方電場強度

；反之____________.

電勢相等垂直垂直同一等勢面電勢高電勢低越大越小

C

題點各個擊破2命題點一電場力做功

電勢

電勢能［師生共研類］1.電場力做功的四種求法定義式WAB＝Flcosα＝qEd(適用于勻強電場)電勢的變化WAB＝qUAB＝q(φA－φB)動能定理W電＋W其他＝ΔEk電勢能的變化WAB＝－ΔEpBA＝EpA－EpB2.電勢高低的判斷判斷依據(jù)判斷方法電場線方向沿電場線方向電勢逐漸降低場源電荷的正負取無窮遠處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負電荷周圍電勢為負值；靠近正電荷處電勢高，靠近負電荷處電勢低電勢能的高低正電荷在電勢較高處電勢能大，負電荷在電勢較低處電勢能大電場力做功3.電勢能大小的判斷判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢連同正負號一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的絕對值越大，電勢能越大；負Ep的絕對值越大，電勢能越小電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大；負電荷在電勢低的地方電勢能大做功法電場力做正功，電勢能減??；電場力做負功，電勢能增加能量守恒法在電場中，若只有電場力做功，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增加，電勢能減?。环粗?，動能減小，電勢能增加例1

(多選)(2023年廣東卷)電子墨水是一種無光源顯示技術(shù)，它利用電場調(diào)控帶電顏料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈現(xiàn)出不同顏色.透明面板下有一層膠囊，其中每個膠囊都是一個像素.如圖所示，膠囊中有帶正電的白色微粒和帶負電的黑色微粒.當膠囊下方的電極極性由負變正時，微粒在膠囊內(nèi)遷移(每個微粒電量保持不變)，像素由黑色變成白色.下列說法正確的有()A.像素呈黑色時，黑色微粒所在區(qū)域的電勢高于白色微粒所在區(qū)域的電勢B.像素呈白色時，黑色微粒所在區(qū)域的電勢低于白色微粒所在區(qū)域的電勢C.像素由黑變白的過程中，電場力對白色微粒做正功D.像素由白變黑的過程中，電場力對黑色微粒做負功AC

【解析】像素呈黑色時，膠囊下方的電極帶負電，像素膠囊里電場線方向向下，所以黑色微粒所在的區(qū)域的電勢高于白色微粒所在區(qū)域的電勢，A正確；像素呈白色時，膠囊下方的電極帶正電，像素膠囊里電場線方向向上，所以黑色微粒所在的區(qū)域的電勢高于白色微粒所在區(qū)域的電勢，B錯誤；像素由黑變白的過程中，白色微粒受到的電場力向上，位移向上，電場力對白色微粒做正功，C正確；像素由白變黑的過程中，黑色微粒受到的電場力向下，位移向下，電場力對黑色微粒做正功，D錯誤.1.(多選)(2023年全國乙卷)在O點處固定一個正點電荷，P點在O點右上方.從P點由靜止釋放一個帶負電的小球，小球僅在重力和該點電荷電場力作用下在豎直面內(nèi)運動，其一段軌跡如圖所示.M、N是軌跡上的兩點，OP>OM，OM＝ON，則小球()A.在運動過程中，電勢能先增加后減少B.在P點的電勢能大于在N點的電勢能C.在M點的機械能等于在N點的機械能D.從M點運動到N點的過程中，電場力始終不做功BC

【解析】由題知，OP>OM，OM＝ON，則根據(jù)點電荷的電勢分布情況可知φM＝φN>φP，則帶負電的小球在運動過程中，電勢能先減小后增大，且EpP>EpM＝EpN，則帶負電的小球在M點的機械能等于在N點的機械能，A錯誤，B、C正確；從M點運動到N點的過程中，電場力先做正功后做負功，D錯誤.2.(多選)(2023年海南卷)如圖所示，正三角形三個頂點固定三個等量電荷，其中A、B帶正電，C帶負電，O、M、N為AB邊的四等分點，下列說法正確的是()A.M、N兩點電場強度相同B.M、N兩點電勢相同C.負電荷在M點電勢能比在O點時要小D.負電荷在N點電勢能比在O點時要大BC

【解析】根據(jù)場強疊加以及對稱性可知，M、N兩點的場強大小相同，但是方向不同，A錯誤；因在A、B處的正電荷在M、N兩點的合電勢相等，在C點的負電荷在M、N兩點的電勢也相等，則M、N兩點電勢相等，B正確；當負電荷從M到O，因A、B兩電荷的合力對負電荷的庫侖力從O指向M，則該力對負電荷做負功，C點的負電荷也對該負電荷做負功，可知三個電荷對該負電荷的合力對其做負功，則該負電荷的電勢能增加，即負電荷在M點的電勢能比在O點?。煌砜芍撾姾稍贜點的電勢能比在O點小，C正確，D錯誤.

(1)比例系數(shù)k；

(2)油滴A、B的帶電量和電性；B上升距離h2時電勢能的變化量；

(3)新油滴勻速運動速度的大小和方向.

命題點二電勢差等勢面［師生共研類］1.幾種常見的典型電場的等勢面電場等勢面(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線上的電勢為零等量同種正點電荷的電場連線上，中點電勢最低，而在連線中垂線上，中點電勢最高2.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法例2

(多選)(2021年全國卷Ⅰ)某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則()A.一正電荷從b點運動到e點，電場力做正功B.一電子從a點運動到d點，電場力做功為4eVC.b點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向右D.a、b、c、d四個點中，b點的電場強度大小最大BD

【解析】由圖像可知φb＝φe，則正電荷從b點運動到e點，電場力不做功，A錯誤；由圖像可知φa＝3

V，φd＝7

V，根據(jù)電場力做功與電勢能的變化關(guān)系有Wad＝Epa－Epd＝(φa－φd)(－e)＝4

eV，B正確；沿電場線方向電勢逐漸降低，則b點處的場強方向向左，C錯誤；由于電場線與等勢面處處垂直，則可畫出電場線的分布，如圖所示，由圖可看出，b點的電場線最密集，則b點處的場強最大，D正確.1.真空中某靜電場，虛線表示等勢面，各等勢面電勢的值如圖所示.一帶電粒子只在電場力的作用下，沿圖中的實線從A經(jīng)過B運動到C，B、C兩點位于同一等勢面上，則以下說法正確的是()A.帶電粒子在A點的電勢能大于在C點的電勢能B.A點的電場強度大于B點的電場強度C.帶電粒子從A點經(jīng)過B點運動到C點的過程中動能先增大再減小D.帶電粒子從A點到C點電場力所做的功等于從A點到B點電場力所做的功D

【解析】根據(jù)電場線與等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢，可知電場線方向大致向右，根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知，粒子所受的電場力方向大致向左，則知粒子一定帶負電.從A點到C點，由W＝qU，知U>0，q<0，則W<0，即電場力做負功，電勢能增加，帶電粒子在A處的電勢能小于在C處的電勢能，A錯誤；等差等勢面的疏密反映電場強度的大小，則A處場強小于B處場強，B錯誤；帶電粒子從A點運動到B點的過程中，電場力做負功，動能減小，C錯誤；由題圖知，A、C間電勢差等于A、B間的電勢差，根據(jù)W＝qU知，帶電粒子從A點到C點電場力所做的功等于從A點到B點電場力所做的功，D正確.2.(多選)如圖，∠M是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q(q>0)的點電荷固定在P點.下列說法正確的是()A.沿MN邊，從M點到N點，電場強度的大小逐漸增大B.沿MN邊，從M點到N點，電勢先增大后減小C.正電荷在M點的電勢能比其在N點的電勢能大D.將正電荷從M點移動到N點，電場力所做的總功為負值BC

3.如圖所示，三條平行且等間距的虛線表示電場中的三個等勢面，其電勢分別為10V、20V、30V.實線是一帶電粒子(不計重力)在該區(qū)域內(nèi)運動的軌跡，軌跡上有a、b、c三點.已知帶電粒子所帶電荷量為0.01C，在a點處的動能為0.5J，則該帶電粒子()A.可能帶負電B.在b點處的電勢能為0.5JC.在b點處的動能為零D.在c點處的動能為0.4JD

【解析】根據(jù)電場線和等勢面垂直，且由高電勢處指向低電勢處，得出場強方向向上.由帶電粒子的運動軌跡可判定，粒子所受電場力向上，則粒子帶正電荷，A錯誤.b點處的電勢能Ep＝qφ＝0.01×30

J＝0.3

J，B錯誤.由能量守恒可知，a點處動能與電勢能的總和E＝0.01×10

J＋0.5

J＝0.6

J，則b點處的動能為Ek＝0.6

J－0.3

J＝0.3

J，C錯誤.c點處的動能為Ek'＝0.6

J－0.01×20

J＝0.4

J，D正確.命題點三勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系［師生共研類］

3.解題思路例3

(2022年揭陽聯(lián)考)如圖所示為雷雨天一避雷針周圍電場的等勢面分布情況，在等勢面中有A、B、C三點.其中A、B兩點位置關(guān)于避雷針對稱.下列說法正確的是()A.A、B兩點的場強相同B.C點場強大于B點場強C.某負電荷在C點的電勢能大于B點的電勢能D.某正電荷從C點移動到B點，電場力做正功