新教材一輪復(fù)習(xí)人教版-第7章-第2講-電場能的性質(zhì)-課件(64張)

1、第七章靜電場第2講電場能的性質(zhì)1 知識(shí)梳理雙基自測2 核心考點(diǎn)重點(diǎn)突破3 名師講壇素養(yǎng)提升4 2年高考1年模擬1 知識(shí)梳理雙基自測1電勢能(1)電場力做功的特點(diǎn)：電場力做功與_無關(guān)，只與_有關(guān)。知識(shí)點(diǎn)1電勢能電勢路徑初、末位置(2)電勢能定義：電荷在_中具有的勢能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到_位置時(shí)電場力所做的功。電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：電場力做的功等于_，即WABEpAEpBEp。電場零勢能電勢能的減少量2電勢(1)定義：試探電荷在電場中某點(diǎn)具有的_與它的_的比值。(2)定義式：_。(3)矢標(biāo)性：電勢是_，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢比_高(低)。(4)相對性：電勢具有_，同一

2、點(diǎn)的電勢因選取_的不同而不同。電勢能Ep電荷量q標(biāo)量零電勢相對性零電勢點(diǎn)3等勢面(1)定義：電場中_的各點(diǎn)組成的面。(2)四個(gè)特點(diǎn)等勢面一定與_垂直。在_上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功。電場線方向總是從_的等勢面指向_的等勢面。等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度_，反之_。電勢相等電場線同一等勢面電勢高電勢低越大越小1定義：電荷在電場中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，_與移動(dòng)電荷的_的比值。2定義式：UAB_。3電勢差與電勢的關(guān)系：UAB_，UABUBA。知識(shí)點(diǎn)2電勢差電場力做功電荷量AB2公式UEd的適用范圍：勻強(qiáng)電場。知識(shí)點(diǎn)3勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系電場線思考：電勢和電勢差與檢驗(yàn)電荷有關(guān)嗎？電場中各

3、點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢差與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？電勢降低的方向一定是沿電場線方向嗎？答案無關(guān)；無關(guān)；不是。一、堵點(diǎn)疏通1電場中電場強(qiáng)度為零的地方電勢一定為零。()2等勢面是客觀存在的，電場線與等勢面一定垂直。()3電場力做功與路徑無關(guān)。()4帶電粒子僅受電場力作用時(shí)，一定從電勢能大的地方向電勢能小的地方移動(dòng)。()5由于靜電力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，所以電勢差也跟移動(dòng)電荷的路徑無關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。()二、對點(diǎn)激活1(多選)某區(qū)域的電場線分布如圖所示，電場中有A、B兩點(diǎn)。設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為EA、EB，電勢分別是A、B，則下列判斷正確的是()AEAEBBEAEBC

4、ABDAB解析本題考查對電場強(qiáng)度和電場線的理解。電場線越密集，場強(qiáng)越大，所以EAB故A、D正確。AD2(2020天津紅橋區(qū)一模)在靜電場中，將一帶正電的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，則()Ab點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大B電場線方向一定從b指向aCb點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高D該點(diǎn)電荷的動(dòng)能一定減小C解析本題考查電場強(qiáng)度、電勢等。在靜電場中，將一帶正電的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，根據(jù)功能關(guān)系可知，點(diǎn)電荷的電勢能增大，由電勢能與電勢的關(guān)系可知，b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高，選項(xiàng)C正確；只有電場力做功時(shí)點(diǎn)電荷的電勢能和動(dòng)能之和才保持不變，而題述沒有明確點(diǎn)電荷是否受到其他力，所以不能判定該點(diǎn)電荷

5、的動(dòng)能一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；根據(jù)題述條件，不能判斷出電場線方向一定從b指向a，也不能判斷出a點(diǎn)與b點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小關(guān)系，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。C2 核心考點(diǎn)重點(diǎn)突破1電勢高低的判斷考點(diǎn)一電勢差、電勢、電勢能的理解與應(yīng)用判斷角度判斷方法依據(jù)場源電荷的正負(fù)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)電荷處電勢低依據(jù)電勢能的高低正電荷在電勢較高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢較低處電勢能大2電勢能大小的判斷判斷角度判斷方法做功判斷法電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增大電荷電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大公式法由Epq將q、

6、的大小、正、負(fù)號一起代入公式，Ep的正值越大，電勢能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢能越大能量守恒法在電場中，若只有電場力做功，電荷的動(dòng)能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增大，電勢能減小，反之，動(dòng)能減小，電勢能增大(2020浙江物理7月)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(gè)點(diǎn)，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則()Ae點(diǎn)的電勢大于0Ba點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同Cb點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢D負(fù)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)電勢能增加例1D解析本題考查等量異種點(diǎn)電荷電場的性質(zhì)。由題圖可知，圖中的等勢線并未相交，且二者連線的中垂線可以延伸

7、到無窮遠(yuǎn)處，故該圖為等量異種點(diǎn)電荷的等勢線分布圖。已知無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則正點(diǎn)電荷形成的電場，在點(diǎn)電荷附近電勢大于0，負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場，在點(diǎn)電荷附近電勢小于0，已知Q點(diǎn)處為正電荷，則e點(diǎn)所在直線左側(cè)電勢大于0，右側(cè)電勢小于0，兩電荷連線上電勢從左向右降低，a、b兩點(diǎn)在同一等勢線上，電勢相等且大于0，e點(diǎn)的電勢為0，b點(diǎn)的電勢高于d點(diǎn)的電勢，故A、C錯(cuò)誤；由電場的疊加原理可知，a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，故B錯(cuò)誤；a點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)，由EPq可知，負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)電勢能增加，故D正確。等量同種點(diǎn)電荷與等量異種點(diǎn)電荷的電場線和等勢線立體分布如圖所示。等量異種點(diǎn)電荷電場中，正電荷到

8、負(fù)電荷的連線上電場強(qiáng)度方向不變，大小先減小后增大，電勢一直降低，兩電荷連線中垂線上電勢為零；等量同種點(diǎn)電荷電場中，兩電荷連線上電場強(qiáng)度先減小后增大，中間位置電場強(qiáng)度為零，兩側(cè)對稱位置場強(qiáng)大小相等，兩電荷連線上電勢先降低后升高(同為正電荷)或先升高后降低(同為負(fù)電荷)，連線中垂線上電勢向兩側(cè)降低(同為正電荷)或向兩側(cè)升高(同為負(fù)電荷)。名師點(diǎn)撥變式訓(xùn)練1(多選)某帶電金屬棒所帶電荷均勻分布，其周圍的電場線分布如圖所示，在金屬棒的中垂線上的兩條電場線上有A、B兩點(diǎn)，電場中另有一點(diǎn)C。已知A點(diǎn)到金屬棒的距離大于B點(diǎn)到金屬棒的距離，C點(diǎn)到金屬棒的距離大于A點(diǎn)到金屬棒的距離，則()AA點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的

9、電勢BB點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于C點(diǎn)的電場強(qiáng)度C負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能小于其在B點(diǎn)的電勢能D將正電荷沿AC方向從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電場力做正功BD解析由題圖結(jié)合電場線的特點(diǎn)可知，該題中金屬棒兩側(cè)的電場是對稱的。根據(jù)電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小，可知B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于C點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項(xiàng)B正確；根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系可知，負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于其在B點(diǎn)的電勢能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將正電荷沿AC方向從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電場力做正功，選項(xiàng)D正確。考點(diǎn)二電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(2021河北邢臺(tái)月考)如圖所示，在紙面內(nèi)有一直角三角形ABC，P1為AB

10、的中點(diǎn)，P2為AP1的中點(diǎn)，BC2 cm，A30。紙面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，電子在A點(diǎn)的電勢能為5 eV，在C點(diǎn)的電勢能為19 eV，在P2點(diǎn)的電勢能為3 eV。下列說法正確的是()AA點(diǎn)的電勢為5 VBB點(diǎn)的電勢為19 VC該電場的電場強(qiáng)度方向由B點(diǎn)指向A點(diǎn)D該電場的電場強(qiáng)度大小為800 V/m例2 D名師點(diǎn)撥變式訓(xùn)練2(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示，三點(diǎn)的電勢分別為10 V、17 V、26 V。下列說法正確的是()A電場強(qiáng)度的大小為2.5 V/cmB坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1 VC電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7 eVD電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做功為9

11、 eVABD1求電場力做功的幾種方法(1)由公式WFlcos 計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為WEqlcos 。(2)由WABqUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場。(3)由電勢能的變化計(jì)算：WABEpAEpB。(4)由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場力W其他力Ek?？键c(diǎn)三電場中的功能關(guān)系2電場中的功能關(guān)系(1)若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)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(dòng)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(jī)械能的變化。(4)所有外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。(多選)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑

12、MN水平。a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷)。b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零。則小球a()A從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B從N到P的過程中，速率先增大后減小C從N到Q的過程中，電勢能一直增加D從P到Q的過程中，動(dòng)能減少量小于電勢能增加量例3 BC延伸思考(1)在例3中小球a從N到Q的過程中機(jī)械能守恒嗎？(2)在例3中，若把b球固定在圓心O點(diǎn)(其他條件不變)，小球a從N點(diǎn)靜止釋放，小球a到達(dá)何處時(shí)的速度為零？在此過程中機(jī)械能守恒嗎？為什么？解析小球a從N點(diǎn)靜止釋放，過P點(diǎn)后到Q點(diǎn)速度為零，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程只有重力

13、和庫侖力做功，庫侖力方向與小球a速度方向夾角一直大于90，所以庫侖力整個(gè)過程做負(fù)功。小球a從N到Q的過程中，庫侖力增大，庫侖力與重力的夾角從90一直減小，所以它們的合力一直增大，故A錯(cuò)誤。帶電小球a受力如圖所示，在靠近N點(diǎn)的位置，合力與速度夾角小于90，在P點(diǎn)合力與速度夾角大于90，所以小球a從N到P的過程中，速率應(yīng)先增大后減小，故B正確。從N到Q的過程中，庫侖力一直做負(fù)功，所以電勢能一直增加，故C正確。根據(jù)能量守恒定律可知，P到Q的過程中，動(dòng)能的減少量等于重力勢能和電勢能的增加量之和，故D錯(cuò)誤。延伸思考提醒：(1)機(jī)械能不守恒。(2)小球a到達(dá)M點(diǎn)時(shí)速度為零，在此過程中機(jī)械能守恒，因?yàn)閹靵隽?/p>

14、、軌道的支持力都不做功。3 名師講壇素養(yǎng)提升靜電場中的四類圖像問題類型一Ex圖像1反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律。2E0表示場強(qiáng)沿x軸正方向；Ex0的部分電場方向向右C兩個(gè)點(diǎn)電荷的電性D兩個(gè)點(diǎn)電荷在x軸上的位置例6 ACD(2021安徽天柱山中學(xué)月考)(多選)如圖甲所示，Q1、Q2是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度v0沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從a點(diǎn)開始向上做直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖像如圖乙所示，下列說法正確的是()A兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，但電荷量不一定相等Bt1時(shí)刻試探電荷所在位置電場強(qiáng)度一定最大，t1時(shí)刻與t2時(shí)刻試探電荷在同一位置C試探電荷做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，0t2與t2t4時(shí)

15、間內(nèi)加速度方向相反Dt2時(shí)刻試探電荷的電勢能最大，但加速度不為零例7 BD解析本題考查帶電粒子在等量點(diǎn)電荷形成的電場中的運(yùn)動(dòng)分析。由題圖乙可知，粒子先向上做減速運(yùn)動(dòng)，再反向做加速運(yùn)動(dòng)，且向上運(yùn)動(dòng)過程加速度先增大后減小，粒子僅受電場力，則電場力應(yīng)向下，故兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷均帶負(fù)電，由于電場線只能沿豎直方向，說明兩點(diǎn)電荷帶等量電荷，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，t1時(shí)刻加速度最大，則場強(qiáng)E最大，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性知試探電荷t3時(shí)刻回到t1時(shí)刻的位置，故B正確；vt圖線的斜率表示加速度，由題圖乙可知0t2與t2t4時(shí)間內(nèi)加速度方向相同，故C錯(cuò)誤；0t2時(shí)間內(nèi)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，故t2時(shí)刻試探電荷的電勢

16、能最大，但此時(shí)試探電荷仍受電場力作用，則加速度不為零，故D正確。4 2年高考1年模擬1(2020課標(biāo)，20)(多選)如圖，豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷。a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個(gè)點(diǎn)，c、d為豎直直徑上的兩個(gè)點(diǎn)，它們與圓心的距離均相等。則()Aa、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等Ba、b兩點(diǎn)的電勢相等Cc、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等Dc、d兩點(diǎn)的電勢相等ABC解析本題考查圓環(huán)形帶電體的電場與電勢分布。由題圖可知，帶電圓環(huán)上半部分帶正電，下半部分帶負(fù)電，電勢由上至下降低，在圓環(huán)上關(guān)于ab對稱地截取兩小段，ab連線直徑上的點(diǎn)為等量異種點(diǎn)電荷電場的連線中點(diǎn)，可知ab連線為等勢線，電勢相等，故B正

17、確；同理可知，c、d兩點(diǎn)并不在等勢線上，故D錯(cuò)誤；由電場疊加原理和對稱規(guī)律可知，a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向相同，同理可知，c、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向相同，故A、C正確。2(2020課標(biāo)，21)(多選)如圖，M是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q(q0)的點(diǎn)電荷固定在P點(diǎn)。下列說法正確的是()A沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場強(qiáng)度的大小逐漸增大B沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電勢先增大后減小C正電荷在M點(diǎn)的電勢能比其在N點(diǎn)的電勢能大D將正電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力所做的總功為負(fù)BC3(2020山東，10)(多選)真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷，電荷量不相等。一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷置于二者

18、連線上的O點(diǎn)時(shí)，僅在電場力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)。過O點(diǎn)作兩正電荷連線的垂線，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓與連線和垂線分別交于a、c和b、d，如圖所示。以下說法正確的是()Aa點(diǎn)電勢低于O點(diǎn)Bb點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)C該試探電荷在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能D該試探電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在d點(diǎn)的電勢能BD解析由題意可知O點(diǎn)合場強(qiáng)為零，根據(jù)同種電荷之間電場線的分布可知aO之間電場線由a到O，故a點(diǎn)電勢高于O點(diǎn)電勢，故A錯(cuò)誤；根據(jù)同種電荷電場線分布可知b點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢，故B正確；根據(jù)電場線分布可知負(fù)電荷從a到b電場力做負(fù)功，電勢能增加，即該試探電荷在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電場線分布可知負(fù)電荷從c點(diǎn)到d點(diǎn)電場力做負(fù)功，電勢能增加，即該試探電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在d點(diǎn)的電勢能，故D正確。故選BD。4(2020江蘇單科，9)(多選)如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等