【名師點(diǎn)金】高考物理一輪復(fù)習(xí) 6.2電場(chǎng)的能的性質(zhì) 新人教

第2講電場(chǎng)的能的性質(zhì)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力做功只與電荷的①始末位置有關(guān),與

電荷經(jīng)過(guò)的②路徑無(wú)關(guān).電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式:a.W=③qU;b.在勻強(qiáng)

電場(chǎng)中,電場(chǎng)力做的功W=④qEd,其中d為沿電場(chǎng)線方向的位移.一、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt3.電荷在某點(diǎn)具有的電勢(shì)能,等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到⑧零勢(shì)能面位

置時(shí)電場(chǎng)力所做的功.電勢(shì)能是相對(duì)的,通常規(guī)定電荷在離場(chǎng)源電荷

無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地表面為零勢(shì)面.二、電勢(shì)2.電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電勢(shì)能⑤減少;電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功,電勢(shì)能

⑥增加.電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能變化的負(fù)值,即⑦WAB=EpA-EpB.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.公式:φ=

=⑩

,單位:伏特(V)電勢(shì)的大小與該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置和零勢(shì)面的選取有關(guān),與試探電

荷無(wú)關(guān).若空間某處的電場(chǎng)由幾個(gè)電荷共同產(chǎn)生,則該點(diǎn)電勢(shì)等于各

電荷單獨(dú)存在時(shí)該點(diǎn)電勢(shì)的代數(shù)和.1.定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,叫做這

一點(diǎn)的電勢(shì),用φ表示.在數(shù)值上等于單位⑨正電荷由該點(diǎn)移到零電

勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功,電勢(shì)是標(biāo)量,只有大小,沒(méi)有方向,但有正負(fù).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt4.電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系:沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)

降低,場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)

降低最快的方向.三、電勢(shì)差3.零電勢(shì)位置的規(guī)定:電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)位置的選取有關(guān),通常取

大地或無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(1)電勢(shì)差:電荷q在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功WAB,跟

它的電荷量q的比值,叫做A、B間的電勢(shì)差,也叫電壓.定義式:UAB=

φA-φB=

;單位:伏(V).電勢(shì)差是標(biāo)量,可以是正值,可以是零,也可以是負(fù)值.電勢(shì)具有相對(duì)

性,而電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān),電勢(shì)差具有絕對(duì)性.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系:勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)

強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積;即U=

Ed,或E=

.四、等勢(shì)面1.定義:電場(chǎng)中

電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.等勢(shì)面的特點(diǎn):①等勢(shì)面一定和電場(chǎng)線

垂直;②等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力

不做功;③電場(chǎng)線的方向總是由電勢(shì)較

高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較

低的等

勢(shì)面;④等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的

強(qiáng)弱.等勢(shì)面密的地方,場(chǎng)強(qiáng)越

強(qiáng);等

勢(shì)面疏的地方,場(chǎng)強(qiáng)越

弱.五、疑難辨析知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)能意義描述電場(chǎng)的

力的性質(zhì)描述電場(chǎng)的

能的性質(zhì)描述電場(chǎng)做

功的本領(lǐng)描述電荷在

電場(chǎng)中的能

量,電荷做功

的本領(lǐng)定義E=

若B點(diǎn)電勢(shì)為

0,則φA=UAB=φ

A-0UAB=

Ep=qφ1.電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的比較知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt矢標(biāo)性矢量:方向?yàn)?/p>

正電荷的受

力方向標(biāo)量:有正負(fù),

正負(fù)只表示

大小標(biāo)量:有正負(fù),

正負(fù)只是比

較電勢(shì)的高

低正電荷在正

電勢(shì)位置有

正電勢(shì)能,簡(jiǎn)

化為:正正得

正,負(fù)正得負(fù),

負(fù)負(fù)得正知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt決定因素由電場(chǎng)本身

決定,與試探

電荷無(wú)關(guān)由電場(chǎng)本身

決定,大小與

參考點(diǎn)的選

取有關(guān),具有

相對(duì)性由電場(chǎng)本身

的兩點(diǎn)間差

異決定,與參

考點(diǎn)的選取

無(wú)關(guān)由電荷量和

該點(diǎn)電勢(shì)二

者決定,與參

考點(diǎn)的選取

有關(guān)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt相互關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)為零的

地方電勢(shì)不

一定為零電勢(shì)為零的

地方場(chǎng)強(qiáng)不

一定為零零場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域

兩點(diǎn)電勢(shì)差

一定為零,電

勢(shì)差為零的

區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)不

一定為零場(chǎng)強(qiáng)為零,電

勢(shì)能不一定

為零,電勢(shì)為

零,電勢(shì)能一

定為零聯(lián)系勻強(qiáng)電場(chǎng)中U=Ed(d為A、B間沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離);電勢(shì)

沿場(chǎng)強(qiáng)方向降低最快;UAB=φA-φB;UAB=

;WAB=EpA-EpB知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt電場(chǎng)等勢(shì)面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場(chǎng)

垂直于電場(chǎng)線的一簇平

面點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

以點(diǎn)電荷為球心的一簇

球面2.典型電場(chǎng)等勢(shì)面的比較知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

連線中垂面上的電勢(shì)為

零等量同種正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

連線上,中點(diǎn)電勢(shì)最低,

而在中垂線上,中點(diǎn)電

勢(shì)最高知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.由如圖所示的電場(chǎng)線可判定

(

)A.該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)B.A點(diǎn)的電勢(shì)一定低于B點(diǎn)的電勢(shì)C.負(fù)電荷放在B點(diǎn)的電勢(shì)能比放在A點(diǎn)的電勢(shì)能大D.負(fù)電荷放在B點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向右【解析】由圖可知,該電場(chǎng)線為直線,可能是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線,也

可能是點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電勢(shì)的高低可根據(jù)電場(chǎng)線

由高電勢(shì)指向低電勢(shì)判斷,則φA>φB,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于φA>φB,故正

電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大,而負(fù)電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能大,因此選項(xiàng)C正知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt確;負(fù)電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向相反,故

選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【答案】C知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.(2011年泉州市四校聯(lián)考)一帶電粒子射入一固定的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

中,沿如圖所示的虛線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn).a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離分

別為ra和rb且ra>rb.若不計(jì)重力,則

(

)A.帶電粒子一定帶正電B.庫(kù)侖力先做正功后做負(fù)功C.帶電粒子在b點(diǎn)的動(dòng)能大于在a點(diǎn)的動(dòng)能D.帶電粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt粒子電性無(wú)法確定.綜上所述,選D.【答案】D【解析】由圖可知,帶電粒子進(jìn)入點(diǎn)電荷的電場(chǎng)后,庫(kù)侖力對(duì)粒子

先做負(fù)功后做正功,電勢(shì)能先增大后減小,動(dòng)能先減小后增大,由于

ra>rb,帶電粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能,粒子在b點(diǎn)的動(dòng)

能小于在a點(diǎn)的動(dòng)能,故選項(xiàng)D正確.但場(chǎng)源電荷Q的電性未知,帶電知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt3.如圖甲所示,A、B是一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),若在A點(diǎn)釋放一初速度

為零的電子,電子僅受電場(chǎng)力作用,并沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到B,其速度

隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、

EB,電勢(shì)分別為φA、φB,則

(

)A.EA=EB

B.EA<EB

C.φA=φB

D.φA<φB

【解析】由v—t圖線可看出,電子在電場(chǎng)力作用下做勻加速直線運(yùn)

動(dòng),其所受電場(chǎng)力是一恒力,該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相

等,A正確;電子所受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,所以電場(chǎng)線方

向由B指向A,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì),D正

確.【答案】AD知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt4.(2011年上海模擬)如圖所示,真空中存在范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),

虛線A、B為該勻強(qiáng)電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面.現(xiàn)有三個(gè)完全相同的帶等量

正電荷的小球a、b、c,從等勢(shì)面A上的某點(diǎn)同時(shí)以相同速率v0向不

同方向開始運(yùn)動(dòng),其中a的初速度方向垂直指向等勢(shì)面B,b的初速度

方向平行于等勢(shì)面,c的初速度方向與a相反.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,三個(gè)小球

先后通過(guò)等勢(shì)面B,已知三個(gè)小球始終在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),不計(jì)重

力,則下列判斷正確的是

(

)A.等勢(shì)面A的電勢(shì)高于等勢(shì)面B的電勢(shì)B.a、c兩小球通過(guò)等勢(shì)面B時(shí)的速度相同C.開始運(yùn)動(dòng)后的任一時(shí)刻,a、b兩小球的動(dòng)能總是相同D.開始運(yùn)動(dòng)后的任一時(shí)刻,三個(gè)小球電勢(shì)能總是相等知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【解析】由a、b、c三球經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后均通過(guò)等勢(shì)面B,可知它

們所受的電場(chǎng)力向下,則電場(chǎng)方向豎直向下,故A正確;由動(dòng)能定理

得,三個(gè)小球通過(guò)等勢(shì)面B時(shí),電場(chǎng)力做功相等,三球的速度大小相

同,且a、c方向相同,B正確;對(duì)a、b兩球,由于運(yùn)動(dòng)方向不同,同一時(shí)

間,電場(chǎng)力做功不同,因此同一時(shí)刻的動(dòng)能不相同,C錯(cuò)誤;三個(gè)小球

運(yùn)動(dòng)的方向不同,大小也不相同,不可能在同一時(shí)刻位于同一等勢(shì)

面上,故電勢(shì)能不可能相等,D錯(cuò)誤.【答案】AB知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt一、等勢(shì)面、電勢(shì)高低的判斷知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

?例1如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi),由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間,電場(chǎng)方向與面ABCD垂直.

下列說(shuō)法正確的是

(

)A.A、D兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與A、A'兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA'相等B.帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C.帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D'移到D'點(diǎn),電勢(shì)能減小D.帶電粒子從A點(diǎn)移到C'點(diǎn),沿對(duì)角線A→C'與沿路徑A→B→B'→C'

電場(chǎng)力做功相同知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【名師點(diǎn)金】根據(jù)電場(chǎng)線與電勢(shì)、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化等

基本關(guān)系進(jìn)行判斷.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,因AD垂直于電場(chǎng)線方向,則φA=φD,UAD=

0,而UAA'≠0,故A錯(cuò);因φD>φD',則從A→D→D'移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正

功,B對(duì);從A→D→D'移動(dòng)負(fù)電荷,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,C錯(cuò);電

場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),只與兩點(diǎn)間電勢(shì)差有關(guān),故D正確.【答案】BD知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.依據(jù)電場(chǎng)線方向:沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低.

方法概述一、判斷電勢(shì)高低的方法2.依據(jù)電場(chǎng)力做功:因UAB=

,若UAB>0且q是正電荷,則φA>φB;若UAB<0,則φA<φB.3.依據(jù)電勢(shì)能判斷:正電荷在電勢(shì)較高處電勢(shì)能較大,負(fù)電荷在電勢(shì)

較低處電勢(shì)能較大.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt4.依據(jù)點(diǎn)電荷位置判斷:取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,正電荷周圍電勢(shì)為正

值,負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值,靠近正電荷處電勢(shì)高.靠近負(fù)電荷處電勢(shì)

低.注意:從電場(chǎng)線的分布情況可以直觀地看出兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和

電勢(shì)的高低:由疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小;由方向判斷電勢(shì)的高低.二、等勢(shì)面的應(yīng)用1.利用等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直的特性確定場(chǎng)強(qiáng)方向2.利用等勢(shì)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零的特性確定感應(yīng)電場(chǎng)線知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt3.利用等勢(shì)面沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低的特性確定電荷運(yùn)動(dòng)方向知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt變式訓(xùn)練1

(2011年山東濟(jì)南一模)一帶電粒子在電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)

力作用下,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,tA、tB

分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,則下列說(shuō)法中正確的

有

(

)A.A處的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B處的場(chǎng)強(qiáng)B.A處的電勢(shì)一定高于B處的電勢(shì)C.帶電粒子在A處的電勢(shì)能一定小于在B處的電勢(shì)能D.帶電粒子在由A到B過(guò)程中,電場(chǎng)力一定對(duì)其做正功知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】由v-t圖可知,aA>aB,由a=

可知,選項(xiàng)A正確;從A到B,粒子動(dòng)能增加,故電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由

于帶電粒子電性未知,故無(wú)法確定兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.【答案】AD知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

?例2電荷量q=-2.0×10-5C的電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的功為6.0×10-4J,若把它從A點(diǎn)移至電場(chǎng)中的C點(diǎn),

電場(chǎng)力做的功為-3.0×10-4J,已知A、B連線與A、C連線成120°夾角,

AB=9.0cm,AC=4.5cm,求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度.二、電勢(shì)、電勢(shì)差和電勢(shì)能的計(jì)算及比較知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【名師點(diǎn)金】由于電場(chǎng)力做功W=qU與路徑無(wú)關(guān),只與初、末位置間

的電勢(shì)差有關(guān),故依據(jù)已知電場(chǎng)力做功求出電勢(shì)差,再根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)

中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系確定場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系.反之亦然.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】據(jù)題意作圖,由WAB=qUAB

得UAB=

=-30V又由WAC=qUAC

得UAC=

=15V延長(zhǎng)BA至D,使AD=

=4.5cm由E=

知

=2得UAD=

=

=15V故UAC=UAD,即φA-φC=φA-φD,φC=φD

連接C和D,CD即為此電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線,過(guò)A作CD的垂線與CD交知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt于P.根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面(線)垂直,且指向低電勢(shì)一方,故應(yīng)有一條

電場(chǎng)線沿此垂線,且場(chǎng)強(qiáng)方向由A指向P,由E=

,其中dAP=ACcos30°,故場(chǎng)強(qiáng)E的大小為E=?=

V/m≈3.8×102V/m.【答案】-30V

3.8×102V/m知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(1)UAB=φA-φB

方法概述一、計(jì)算電勢(shì)差的方法(2)UAB=

知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)U=Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),非勻強(qiáng)電場(chǎng)不能使用.d是沿電場(chǎng)線兩點(diǎn)

間的距離,如果不沿著電場(chǎng)線方向,應(yīng)投影在電場(chǎng)方向上,看投影距

離.二、電勢(shì)能大小的判斷方法知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(1)場(chǎng)源電荷判斷法:離場(chǎng)源正電荷越近,試探正電荷的電勢(shì)能越大,

試探負(fù)電荷的電勢(shì)能越小.(2)電場(chǎng)線法:正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小;逆

著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)做功判斷法:無(wú)論正負(fù)電荷,電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能就一定

減小;電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能就一定增大.三、電勢(shì)與電勢(shì)能1.電勢(shì)與電勢(shì)能的關(guān)系(1)電勢(shì)由電場(chǎng)本身決定,與零電勢(shì)的選取有關(guān).電勢(shì)能由電荷與電勢(shì)共同決定,其表達(dá)式Ep=qφ.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化(2)正電荷在電勢(shì)越高處,電勢(shì)能越大,而負(fù)電荷在電勢(shì)越高處,電勢(shì)

能越小.(1)電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),與重力做功十分相似.(2)電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí),電荷的電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功

時(shí),電荷的電勢(shì)能增加.電勢(shì)能增加或減少的數(shù)值等于電場(chǎng)力做功的

數(shù)值.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)電荷在電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),它的電勢(shì)能的變化量是確定的,

因此移動(dòng)電荷做功的數(shù)值也是確定的,所以電勢(shì)能的變化僅與電場(chǎng)

力做功有關(guān),與是否有其他力的作用及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)都沒(méi)有關(guān)系,且僅由

電場(chǎng)力做功來(lái)量度,即W=-ΔEp.說(shuō)明:①電勢(shì)能是相對(duì)的,與電勢(shì)零點(diǎn)的選取有關(guān).②電勢(shì)能不可作為

描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,因?yàn)殡妱?shì)能的大小、正、負(fù)都與檢驗(yàn)電荷

有關(guān).四、勻強(qiáng)電場(chǎng)中幾何圖形的電勢(shì)規(guī)律規(guī)律一:勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一直線上任意線段兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩

點(diǎn)間的距離成正比.推論1:勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意線段中點(diǎn)的電勢(shì)等于該線段兩端點(diǎn)電勢(shì)代數(shù)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt和的一半.推論2:勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意三角形重心的電勢(shì)等于該三角形各頂點(diǎn)

電勢(shì)之代數(shù)和的三分之一.規(guī)律二:勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意平行直線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)間的

距離成正比.推論1:勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩條平行直線上距離相等的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

相等.推論2:勻強(qiáng)電場(chǎng)中平行四邊形的對(duì)邊兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等.推論3:勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意平行四邊形對(duì)角線上的兩端點(diǎn)電勢(shì)之和相

等.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt變式訓(xùn)練2如圖所示,AB、CD為一圓的兩條直徑,且互相垂直,O點(diǎn)

為圓心.空間存在一未知靜電場(chǎng),方向與圓周所在平面平行.現(xiàn)讓一電

子先從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn),電勢(shì)能減少了Ep;又從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能

增加了Ep;那么此空間存在的靜電場(chǎng)可能是

(

)A.勻強(qiáng)電場(chǎng),方向垂直于AB由O點(diǎn)指向C點(diǎn)B.勻強(qiáng)電場(chǎng),方向垂直于AB由C點(diǎn)指向O點(diǎn)C.位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)D.位于D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】由題意WAC=Ep,WCB=-Ep,所以UAC=

=-

,UCB=

=

=-UAC.所以φA=φB<φC,若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),則AB為等勢(shì)面,電場(chǎng)方向與AB

垂直,方向由C指向O,B對(duì),A錯(cuò);若電場(chǎng)為位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的,

因?yàn)镺A=OB=OC,則φA=φB=φC,C錯(cuò);若電場(chǎng)為位于D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形

成的,因?yàn)镈A=DB<DC,所以φA=φB<φC,D對(duì).【答案】BD知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt

?例3有一帶負(fù)電的小球,其帶電荷量q=-2×10-4C.如圖所示,開始時(shí)靜止在場(chǎng)強(qiáng)E=2×103V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的P點(diǎn),靠近電場(chǎng)極

板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=4cm,與A板的距離H=36cm,小

球的重力忽略不計(jì).在電場(chǎng)力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),每次與擋板S相

碰后電荷量減少到碰前的k倍,已知k=

,碰撞過(guò)程中小球的機(jī)械能沒(méi)有損失.三、電場(chǎng)中的功能關(guān)系知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球第一次被彈回到達(dá)最右端時(shí)距S板的距離為多少?(1)設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中擋板S所在位置的電勢(shì)為零,則小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)

能為多少?(3)小球經(jīng)過(guò)多少次碰撞后,才能抵達(dá)A板?(已知lg

=0.058)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【名師點(diǎn)金】(1)取S所在位置的電勢(shì)為零,電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為

負(fù)值,而負(fù)電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能為正值;(2)本題主要考查動(dòng)能定理

在電場(chǎng)中的應(yīng)用.(3)采用不完全歸納法求解.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】(1)SP間的電勢(shì)差U=φS-φP=Eh=2×103×0.04V=80V因φS=0,所以φP=-80V,UP=-80V小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能:EP=qUP=-2×10-4×(-80)J=0.016J.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球第一次從P到S有qEh=

mv2

小球第一次被彈回至最右端距S板的距離為h1

有q1Eh1=kqEh1=

mv2

得h1=

h=4.6cm.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)同理小球第二次碰撞后有h2=

h1=(

)2h推得hn=(

)nh有h+H=(

)nhn=

=

=17.2所以小球經(jīng)過(guò)18次碰撞后,才能抵達(dá)A板.【答案】(1)0.016J

(2)4.6cm

(3)18次知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt1.功能關(guān)系

方法概述(1)若只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變.(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功,電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不

變.(3)除重力之外,其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt2.電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法(4)所有力對(duì)物體所做的功,等于物體動(dòng)能的變化.(1)由公式W=Fscosθ計(jì)算,此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),可變形為W=

qEs,式中s為電荷初末位置在電場(chǎng)方向上的距離.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)由動(dòng)能定理計(jì)算:W電場(chǎng)力+W其他力=ΔEk.(2)由電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系計(jì)算,WAB=-ΔEAB=qUAB,對(duì)任何電

場(chǎng)都適用.3.帶電粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)正負(fù)功的判斷知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)電場(chǎng)力與速度方向間夾角小于90°,電場(chǎng)力做正功,夾角大于90°,電

場(chǎng)力做負(fù)功.(1)粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向,粒子受力方向一定沿電場(chǎng)

線指向軌跡凹側(cè).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt變式訓(xùn)練3如圖所示,一根長(zhǎng)L=1.5m的光滑絕緣細(xì)直桿MN豎直固

定在場(chǎng)強(qiáng)E=1.0×105N/C、方向與水平方向成θ=30°角斜向上的勻強(qiáng)

電場(chǎng)中.桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A,其電荷量Q=+4.5×10-6C;另

一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng),其電荷量q=+1.0×10-6C,質(zhì)量m=1.

0×10-2kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N由靜止釋放,小球B開始運(yùn)動(dòng).(靜電

力常量k=9.0×109N·m2/C2,g取10m/s2)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球B的速度最大時(shí),距M端的高度h1為多大?(1)小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大?(3)小球B從N端運(yùn)動(dòng)到距M端的高度h2=0.61m時(shí),速度v=1.0m/s,此過(guò)

程中小球B的電勢(shì)能改變了多少?知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】(1)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電

場(chǎng)力作用,沿桿方向運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:mg-k

-qEsinθ=ma解得a=g-

-

代入數(shù)據(jù)解得a=3.2m/s2.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)小球B的速度最大時(shí)所受合力為零,即:k

+qEsinθ=mg解得h1=

代入數(shù)據(jù)解得h1=0.9m.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(3)小球B從開始運(yùn)動(dòng)到速度為v的過(guò)程中,設(shè)重力做功為W1,電場(chǎng)力做

功為W2,庫(kù)侖力做功為W3,根據(jù)動(dòng)能定理有:W1+W2+W3=

mv2

W1=mg(L-h2)設(shè)小球B的電勢(shì)能改變了ΔEp,則:ΔEp=-(W2+W3)=mg(L-h2)-

mv2

代入數(shù)據(jù)解得ΔEp=8.4×10-2J.【答案】(1)3.2m/s2

(2)0.9m

(3)8.4×10-2J知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt高考真題1

(2011年高考·山東理綜卷)如圖所示,在兩等量異種點(diǎn)電

荷的電場(chǎng)中,MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點(diǎn)所在直線平行

于兩電荷的連線,且a和c關(guān)于MN對(duì)稱,b點(diǎn)位于MN上,d點(diǎn)位于兩電荷

的連線上.以下判斷正確的是

(

)A.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差D.試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【命題分析】場(chǎng)的思想的建立和電場(chǎng)線模型的引入,對(duì)電磁學(xué)的研

究意義非凡、影響深遠(yuǎn).此題在未給出等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

線和等勢(shì)面的條件下,考查了電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差、電勢(shì)能等知

識(shí),對(duì)考生的理解能力、分析綜合能力和思維方法是一種很好的測(cè)

試.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【規(guī)范全解】根據(jù)電場(chǎng)線在等量異種電荷連線及中垂線上的分布

特點(diǎn),連線上中點(diǎn)最稀,中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小,中垂線上中點(diǎn)最密,中

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,即除中點(diǎn)外,中垂線上任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均比

連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度小,A錯(cuò)、B正確;根據(jù)對(duì)稱性,C正確;a點(diǎn)電勢(shì)高于

c點(diǎn)電勢(shì),所以正電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能高于c點(diǎn)的電勢(shì)能,D錯(cuò)誤.【答案】BC【解析提示】畫出等量異種電荷的電場(chǎng)線,根據(jù)電場(chǎng)線分析判斷.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt考向預(yù)測(cè)1

(2011年山東泰安模擬)如圖為一勻強(qiáng)電場(chǎng),某帶電粒子

從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為2.0J,電場(chǎng)力

做的功為1.5J.則下列說(shuō)法正確的是

(

)A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少1.5JC.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)少0.5JD.粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.5J知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt械能的增加,所以D正確.【答案】D【解析】粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,故粒子帶正電,所以

A錯(cuò)誤;粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,故粒子在

A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)多1.5J,故B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理,WG+W電=ΔEk,-2.

0J+1.5J=EkB-EkA,所以C錯(cuò)誤;其他力(在這里指電場(chǎng)力)做功等于機(jī)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt高考真題2

(2011年高考·北京理綜卷)靜電場(chǎng)方向平行于x軸,其電

勢(shì)φ隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線,圖中φ0和d為已知量.一個(gè)帶

負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng).已知

該粒子質(zhì)量為m、電荷量為-q,其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為-A(0<A<qφ0).

忽略重力.求:知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt(2)粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間.(1)粒子所受電場(chǎng)力的大小.(3)粒子的運(yùn)動(dòng)周期.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【命題分析】本題考查靜電場(chǎng)的知識(shí),創(chuàng)新地在靜電場(chǎng)中放入了一

個(gè)周期性運(yùn)動(dòng)的模型,給出了電勢(shì)隨距離變化的圖象,要求考生通過(guò)

圖象解題.要正確解決問(wèn)題,對(duì)考生的知識(shí)與能力要求都很高,除非深

刻了解到電勢(shì)分布與電場(chǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系和數(shù)學(xué)關(guān)系,否則難以解

答.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)編輯ppt【解析提示】對(duì)于第(1)問(wèn),要求考生理解電勢(shì)圖象的物理意義,知道

電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系,由圖可知電勢(shì)隨距離成線性變化,可知該電

場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),根據(jù)E=

,F=qE來(lái)解題.第(2)問(wèn),要理解電勢(shì)能的定義,根據(jù)圖象寫出電勢(shì)的變化規(guī)律,從而

確定電勢(shì)能的表達(dá)式,然后根據(jù)動(dòng)能與電勢(shì)能之