浙江專版201x版高考物理大一輪復習第六章靜電場第2課時電場的能的性質

1、第第2課時電場的能的性質課時電場的能的性質一、電勢能和電勢一、電勢能和電勢1.電勢能電勢能(1)電場力做功的特點：電場力做功的特點：電場力做功與電場力做功與_無關，只與無關，只與_有關。有關。(2)電勢能電勢能定義：電荷在定義：電荷在_中具有的勢能，數值上等于將電荷從中具有的勢能，數值上等于將電荷從該點移到該點移到_位置時電場力所做的功。位置時電場力所做的功。電場力做功與電勢能變化的關系：電場力做的功等于電場力做功與電勢能變化的關系：電場力做的功等于_ ，即，即WABEpAEpBEp。 路徑路徑初、末位置初、末位置電場電場零勢能零勢能電勢能的減少量電勢能的減少量2.電勢電勢(1)定義：試探電荷

2、在電場中某點具有的定義：試探電荷在電場中某點具有的_與它的與它的_的比值。的比值。(2)定義式：定義式：_。(3)矢標性：電勢是矢標性：電勢是_，有正、負之分，其正，有正、負之分，其正(負負)表示該表示該點電勢比點電勢比_高高(低低)。(4)相對性：電勢具有相對性：電勢具有_，同一點的電勢因選取，同一點的電勢因選取_的不同而不同。的不同而不同。 電勢能電勢能Ep電荷量電荷量q標量標量零電勢零電勢相對性相對性零電勢點零電勢點3.等勢面等勢面(1)定義：電場中定義：電場中_的各點組成的面。的各點組成的面。(2)四個特點四個特點等勢面一定與等勢面一定與_垂直。垂直。在在_上移動電荷時電場力不做功。上

3、移動電荷時電場力不做功。電場線方向總是從電場線方向總是從_的等勢面指向的等勢面指向_的等勢面。的等勢面。等差等勢面越密的地方電場強度等差等勢面越密的地方電場強度_，反之，反之_。 電勢相等電勢相等電場線電場線同一等勢面同一等勢面電勢高電勢高電勢低電勢低越大越大越小越小二、電勢差二、電勢差1. .定義：電荷在電場中，由一點定義：電荷在電場中，由一點A移到另一點移到另一點B時，時，_與移動電荷的與移動電荷的_的比值。的比值。2.定義式：定義式：UAB_。3.電勢差與電勢的關系：電勢差與電勢的關系：UAB_，UABUBA。4.影響因素：電勢差影響因素：電勢差UAB由電場本身的性質決定，與移動的電荷由

4、電場本身的性質決定，與移動的電荷q及電場力做的功及電場力做的功WAB_，與零電勢點的選取，與零電勢點的選取_。電場力做功電場力做功電荷量電荷量AB無關無關無關無關電場線電場線四、靜電現象四、靜電現象1.靜電感應和靜電平衡靜電感應和靜電平衡把金屬導體放在電場把金屬導體放在電場E中，由于內部自由電子受電場力作用而中，由于內部自由電子受電場力作用而定向移動，使導體的兩個端面出現等量的異種電荷，這種現象定向移動，使導體的兩個端面出現等量的異種電荷，這種現象叫叫_，當自由電子的定向移動停止時，導體處于，當自由電子的定向移動停止時，導體處于_。 2.靜電平衡狀態(tài)下導體的電場強度和電勢靜電平衡狀態(tài)下導體的電

5、場強度和電勢 導體內部的場強處處為導體內部的場強處處為_，整個導體是，整個導體是_，導體，導體的表面是的表面是_，導體表面電場線和帶電體表面，導體表面電場線和帶電體表面_。 靜電感應靜電感應靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài)零零等勢體等勢體等勢面等勢面垂直垂直3.靜電平衡狀態(tài)下靜電荷只分布在外表面。靜電平衡狀態(tài)下靜電荷只分布在外表面。4.尖端放電現象和避雷針尖端放電現象和避雷針電性與尖端相反的粒子被吸引而奔向尖端，與尖端的電荷電性與尖端相反的粒子被吸引而奔向尖端，與尖端的電荷_，相當于尖端相當于尖端_電荷，這就是尖端放電。避雷針就是利用尖端電荷，這就是尖端放電。避雷針就是利用尖端放電的設備。放電的設備。

6、5.處于靜電平衡的導體腔內場強處處為零。處于靜電平衡的導體腔內場強處處為零。6.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部區(qū)域不再受外部電場的影響，處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部區(qū)域不再受外部電場的影響，這種現象叫這種現象叫_ 。中和中和失去失去靜電屏蔽靜電屏蔽【思考判斷】【思考判斷】1.電勢差是個標量，但是有正值和負值之分電勢差是個標量，但是有正值和負值之分( )2.A、B兩點的電勢差是恒定的，所以兩點的電勢差是恒定的，所以UABUBA( )3.A、B兩點的電勢差等于將正電荷從兩點的電勢差等于將正電荷從A點移動到點移動到B點時靜電力所點時靜電力所做的功做的功( )4.電場力做功與重力做功相似，均與路徑無關電

7、場力做功與重力做功相似，均與路徑無關( )5.電場中電場強度為零的地方電勢一定為零電場中電場強度為零的地方電勢一定為零( )6.沿電場線方向電場強度越來越小，電勢逐漸降低沿電場線方向電場強度越來越小，電勢逐漸降低( )7.電勢是矢量，既有大小也有方向電勢是矢量，既有大小也有方向( )8.電場中電勢降低的方向，就是電場強度的方向電場中電勢降低的方向，就是電場強度的方向( )考點一電勢能、電勢考點一電勢能、電勢(b/c)要點突破要點突破一、靜電力做功與電勢能變化的關系一、靜電力做功與電勢能變化的關系1.靜電力做功的特點：靜電力做功與電荷的初、末位置有關，與靜電力做功的特點：靜電力做功與電荷的初、末

8、位置有關，與電荷運動的路徑無關。電荷運動的路徑無關。2.靜電力做的功與電勢能變化的關系：靜電力做的功，等于電勢靜電力做的功與電勢能變化的關系：靜電力做的功，等于電勢能的減少量，即能的減少量，即WABEpAEpB。電荷在某點的電勢能，等于。電荷在某點的電勢能，等于把它從這點移動到零勢能位置時靜電力做的功。把它從這點移動到零勢能位置時靜電力做的功。二、電勢高低及電勢能大小判斷方法二、電勢高低及電勢能大小判斷方法1.電勢能大小的判斷方法電勢能大小的判斷方法(1)做功判斷法：無論正、負電荷，只要靜電力做正功，電荷做功判斷法：無論正、負電荷，只要靜電力做正功，電荷的電勢能一定減??；只要靜電力做負功，電荷

9、的電勢能一定增的電勢能一定減??；只要靜電力做負功，電荷的電勢能一定增大。大。(2)電場線判斷法：正電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐電場線判斷法：正電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大；負電荷順漸減小，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大；負電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小。動時電勢能逐漸減小。(3)電勢判斷法：由公式電勢判斷法：由公式Epq知，正電荷在電勢高的地方電知，正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢高的地方電勢能小。勢能大，負電荷在電勢高的

10、地方電勢能小。 2.電勢高低的判斷方法電勢高低的判斷方法(1)電場線法：沿電場線方向，電勢越來越低。電場線法：沿電場線方向，電勢越來越低。(2)場源電荷判斷法：離場源正電荷越近的點，電勢越高；離場源電荷判斷法：離場源正電荷越近的點，電勢越高；離場源負電荷越近的點，電勢越低。場源負電荷越近的點，電勢越低。(3)電勢能判斷法：對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電電勢能判斷法：對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電勢越高；對于負電荷，電勢能越小，所在位置的電勢越高。勢越高；對于負電荷，電勢能越小，所在位置的電勢越高。 典例剖析典例剖析【例【例1】 (2017溫州模擬溫州模擬)如圖所示，三條平行等距的直

11、虛線表示如圖所示，三條平行等距的直虛線表示電場中的三個等勢面，電勢值分別為電場中的三個等勢面，電勢值分別為10 V、20 V、30 V，實線，實線是一帶負電的粒子是一帶負電的粒子(不計重力不計重力)在該區(qū)域內的運動軌跡，對于這在該區(qū)域內的運動軌跡，對于這條軌跡上的條軌跡上的a、b、c三點來說，下列選項說法正確的是三點來說，下列選項說法正確的是()A.粒子必先過粒子必先過a，再到，再到b，然后到，然后到cB.粒子在三點所受的合力關系為粒子在三點所受的合力關系為FaFbFcC.粒子在三點的動能大小關系為粒子在三點的動能大小關系為EkbEkaEkcD.粒子在三點的電勢能大小關系為粒子在三點的電勢能大

12、小關系為EpbEpaEpc 解析因等勢面為等間距的平面解析因等勢面為等間距的平面，所以該電場為勻強電場所以該電場為勻強電場，場強場強方向與等勢面垂直方向與等勢面垂直，故故FaFbFc，選項選項B錯誤；由做曲線運動錯誤；由做曲線運動的條件可知的條件可知，電場力方向向下電場力方向向下，又因粒子帶負電又因粒子帶負電，所以電場方向所以電場方向向上向上，a、b、c三點的電勢關系為三點的電勢關系為cab，粒子在三點的電勢能粒子在三點的電勢能關系為關系為EpbEpaEpc，又因在只有電場力做功的條件下電勢能和動又因在只有電場力做功的條件下電勢能和動能之和守恒能之和守恒，所以，所以EkbEkaEkc，選項選項

13、C錯誤錯誤，D正確；關于粒子正確；關于粒子的運動軌跡的運動軌跡，可能沿可能沿abc方向方向，也可能沿也可能沿cba方向方向，所以選項所以選項A錯錯誤。誤。答案答案D【例【例2】 如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，M、N為對稱為對稱線上的兩點。下列說法正確的是線上的兩點。下列說法正確的是()A.M點電勢一定低于點電勢一定低于N點電勢點電勢B.M點場強一定大于點場強一定大于N點場強點場強C.正電荷在正電荷在M點的電勢能大于在點的電勢能大于在N點的電勢能點的電勢能D.將電子從將電子從M點移動到點移動到N點，電場力做正功點，電場力做正功 解析沿電場線方向電勢逐漸降

14、低解析沿電場線方向電勢逐漸降低，M點電勢一定高于點電勢一定高于N點電勢點電勢，A錯誤；電場線越密的區(qū)域場強越大錯誤；電場線越密的區(qū)域場強越大，由圖可知由圖可知N點場強大于點場強大于M點點場強場強，B錯誤；由錯誤；由Epq可知可知，正電荷在正電荷在M點的電勢能大于在點的電勢能大于在N點的電勢能點的電勢能，C正確；電子從正確；電子從M點移到點移到N點的過程中點的過程中，受到的電場受到的電場力與移動方向相反力與移動方向相反，電場力做負功電場力做負功，D錯誤。錯誤。答案答案C 【例【例3】 如圖所示，虛線如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相

15、等，即鄰等勢面之間的電勢差相等，即UabUbc，實線為一帶負電的，實線為一帶負電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是是這條軌跡上的三點，這條軌跡上的三點，R同時在等勢面同時在等勢面b上，據此可知上，據此可知()A.三個等勢面中，三個等勢面中，c的電勢最低的電勢最低B.帶電質點在帶電質點在P點的電勢能比在點的電勢能比在Q點的小點的小C.帶電質點在帶電質點在P點的動能與電勢能之和比在點的動能與電勢能之和比在Q點的小點的小D.帶電質點在帶電質點在R點的加速度方向垂直于等勢面點的加速度方向垂直于等勢面b 解析根據題意畫出電場線、質點在解

16、析根據題意畫出電場線、質點在P處的受力方向如圖所示處的受力方向如圖所示，可知電場線應垂直等勢面由可知電場線應垂直等勢面由c經經b至至a，所以所以a的電勢最低的電勢最低，選項選項A錯誤；質點帶負電錯誤；質點帶負電，且且PEpQ，故選項故選項B錯誤；由于錯誤；由于質點運動過程中只有電場力做功質點運動過程中只有電場力做功，所以質點的電勢能與動能之和所以質點的電勢能與動能之和保持不變保持不變，選項選項C錯誤；根據電場線與等勢面垂直可知錯誤；根據電場線與等勢面垂直可知，選項選項D正確。正確。答案答案D【巧學妙記】【巧學妙記】電場線、等勢面、運動軌跡的綜合問題分析要點電場線、等勢面、運動軌跡的綜合問題分析

17、要點(1)帶電粒子軌跡的切線方向為該點處的速度方向。帶電粒子軌跡的切線方向為該點處的速度方向。(2)帶電粒子所受合力應指向軌跡曲線的凹側帶電粒子所受合力應指向軌跡曲線的凹側，再根據電場力與場再根據電場力與場強方向的關系強方向的關系(同向或反向同向或反向)，或電場力做正功還是負功等或電場力做正功還是負功等，進一進一步確定其他量。步確定其他量。針對訓練針對訓練1.如圖所示，真空中有兩個等量異種點電荷，如圖所示，真空中有兩個等量異種點電荷，A、B分別為兩電荷分別為兩電荷連線和連線中垂線上的點，連線和連線中垂線上的點，A、B兩點電場強度大小分別是兩點電場強度大小分別是EA、EB，電勢分別是，電勢分別是

18、A、B，下列判斷中，正確的是，下列判斷中，正確的是()A.EAEB，AB B.EAEB，ABC.EAB D.EAEB，AB，故故UBA5 V，選項選項C正確。正確。答案答案C2.如圖所示，沿如圖所示，沿x軸正向的勻強電場中，有一動點以軸正向的勻強電場中，有一動點以O為圓心，半為圓心，半徑為徑為r沿逆時針轉動一周，沿逆時針轉動一周，A點為連線點為連線OA與與x軸正向成軸正向成角時圓角時圓周上的一點，電場強度為周上的一點，電場強度為E，則此圓周上各點與，則此圓周上各點與A點間最大的電點間最大的電勢差為勢差為()A.UEr B.UEr(sin 1)C.UEr(cos 1) D.U2Er 解析由解析由

19、UEd知知，與與A點間電勢差最大的點應是沿場強方向點間電勢差最大的點應是沿場強方向與與A點相距最遠的點點相距最遠的點，dmaxrrcos ，所以所以UmaxEr(cos 1)，選項選項C正確。正確。答案答案C 考點四靜電現象的應用考點四靜電現象的應用(/a)要點突破要點突破1.兩種現象兩種現象現象現象1：由于靜電感應，導體外表面感應電荷的電場與外電場：由于靜電感應，導體外表面感應電荷的電場與外電場在導體內部任一點的場強的疊加結果為零，從而外部電場影響在導體內部任一點的場強的疊加結果為零，從而外部電場影響不到導體內部，如圖所示。不到導體內部，如圖所示。 現象現象2：由于靜電感應，接地導體殼內表面

20、感應電荷與殼內電：由于靜電感應，接地導體殼內表面感應電荷與殼內電場在導體殼外表面以外空間疊加結果為零，從而使接地的封閉場在導體殼外表面以外空間疊加結果為零，從而使接地的封閉導體殼內部電場對殼外空間沒有影響，如圖所示。導體殼內部電場對殼外空間沒有影響，如圖所示。2.應用：有的電學儀器和電子設備外面套有金屬罩，有的通信電應用：有的電學儀器和電子設備外面套有金屬罩，有的通信電纜的外面包有一層鉛皮等都是用來防止外電場的干擾，起屏蔽纜的外面包有一層鉛皮等都是用來防止外電場的干擾，起屏蔽作用的。作用的。 典例剖析典例剖析【例【例1】 請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是請用學過的電學知識判斷下列說法正確

21、的是()A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C.小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D.打雷時，呆在汽車里比呆在木屋里要危險打雷時，呆在汽車里比呆在木屋里要危險 解析由靜電屏蔽的知識可知解析由靜電屏蔽的知識可知，A、D選項均錯；金屬可以消選項均錯；金屬可以消除多余的靜電除多余的靜電，B項正確；單根高壓輸電線上相距較近的兩點項正確；單根高壓輸電線上相距較近的兩點之間電阻很小之間電阻很小，因而電壓較小因而電壓較小，小鳥不會被電死小鳥不會被電死，C選項錯誤。選項錯誤。 答案答案B

22、 【例【例2】 晚間脫衣時常能見到閃光并聽到噼啪聲，但人一般不會晚間脫衣時常能見到閃光并聽到噼啪聲，但人一般不會受到傷害，這是由于受到傷害，這是由于()A.靜電電壓很高，且聚集的電荷量很多靜電電壓很高，且聚集的電荷量很多B.靜電電壓很高，但聚集的電荷量很少靜電電壓很高，但聚集的電荷量很少C.靜電電壓不高，但聚集的電荷量較多靜電電壓不高，但聚集的電荷量較多D.靜電電壓不高，且聚集的電荷量較少靜電電壓不高，且聚集的電荷量較少解析靜電電壓很高解析靜電電壓很高，但聚集的電荷量很少但聚集的電荷量很少，對人體不會產生對人體不會產生危害危害，B正確。正確。答案答案B 針對訓練針對訓練1.用金屬箔做成一個不帶

23、電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當距離約為慢靠近圓環(huán)，當距離約為0.5 cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現象的判斷與分析，下列說法錯誤的是所示。對上述現象的判斷與分析，下列說法錯誤的是()A.摩擦使筆套帶電摩擦使筆套帶電B.筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓圓環(huán)被吸引到筆套的過程中

24、，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力環(huán)的重力D.筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和 解析筆套帶電是因為筆套與頭發(fā)摩擦起電解析筆套帶電是因為筆套與頭發(fā)摩擦起電，選項選項A正確；筆套正確；筆套靠近圓環(huán)時靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上表面感應出與筆套帶電性質相反的電荷圓環(huán)上表面感應出與筆套帶電性質相反的電荷，下下表面感應出與筆套帶電性質相同的電荷表面感應出與筆套帶電性質相同的電荷，選項選項B正確；圓環(huán)被吸正確；圓環(huán)被吸引到筆套的過程中引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力，選選項項C正確；筆套碰到圓環(huán)后兩物體接

25、觸帶電正確；筆套碰到圓環(huán)后兩物體接觸帶電，筆套一部分電荷轉筆套一部分電荷轉移到圓環(huán)上移到圓環(huán)上，而不是被全部中和而不是被全部中和，選項選項D錯誤。錯誤。答案答案D2.為了防止靜電的危害，應盡快把靜電導走，下列措施中不是為為了防止靜電的危害，應盡快把靜電導走，下列措施中不是為了防止靜電危害的是了防止靜電危害的是()A.油罐車后面裝一條拖地鐵鏈油罐車后面裝一條拖地鐵鏈B.電工鉗柄上有一絕緣膠套電工鉗柄上有一絕緣膠套C.飛機輪采用導電橡膠飛機輪采用導電橡膠D.印染廠車間保持相當的濕度印染廠車間保持相當的濕度解析解析A、C、D項的做法都是為了防止靜電的危害項的做法都是為了防止靜電的危害，應盡快應盡快把

26、靜電導走的方法把靜電導走的方法，只有只有B項的不是靜電的問題項的不是靜電的問題，而是防止觸而是防止觸電的防護措施。電的防護措施。答案答案B 1.如圖所示，一導體如圖所示，一導體AB在點電荷在點電荷Q的電場中發(fā)生靜電感應，下列的電場中發(fā)生靜電感應，下列說法正確的是說法正確的是()A.導體中導體中M、N兩點的電場強度不相等兩點的電場強度不相等B.感應電荷在感應電荷在M點產生的場強大于感應電荷在點產生的場強大于感應電荷在N點產生的場強點產生的場強C.如果在如果在AB間用一導線連接，則導線中將有電流產生間用一導線連接，則導線中將有電流產生D.N點的電勢大于點的電勢大于M點的電勢點的電勢答案答案B 2.

27、(2017杭州聯(lián)考杭州聯(lián)考)如圖所示，如圖所示，O為兩個等量同種正點電荷連線的為兩個等量同種正點電荷連線的中點，中點，a、b、c、d是以是以O為圓心的圓周上的四個點，設無窮遠為圓心的圓周上的四個點，設無窮遠處電勢為零，則下列說法正確的是處電勢為零，則下列說法正確的是()A.a、c電場強度相同電場強度相同B.b、O、d三點電勢相等三點電勢相等C.O點的電場強度，電勢均為零點的電場強度，電勢均為零D.把電子從把電子從a點移動到點移動到b點，電子的電勢能增大點，電子的電勢能增大 解析解析a、c電場強度大小相等電場強度大小相等，方向相反方向相反，A錯誤；錯誤；b、d電勢相電勢相等等，O點電勢高于點電勢高于b、d，B錯誤；錯誤；O點的電場強度為零點的電場強度為零，但電勢大但電勢大于零于零，C錯誤；把電子從錯誤；把電子從a點移動到點