導(dǎo)學(xué)教程高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 靜電場 第二節(jié) 電場能的性質(zhì) 新人教

第二節(jié)電場能的性質(zhì)編輯ppt課前預(yù)習(xí)·基礎(chǔ)落實(shí)［主干回顧］路徑初末位置勻強(qiáng)零電勢能零電勢電勢相等WAB/qφA－φBEd編輯ppt1．判斷下列說法的正誤。(1)電場力做功與重力做功相似，均與路徑無關(guān)。()(2)電勢差是一個矢量，有正值和負(fù)值之分。()(3)靜電場中A、B兩點(diǎn)的電勢差是恒定的，所以UAB＝UBA。(

)［自我檢測］√××編輯ppt(4)沿電場線方向電勢越來越低，電場強(qiáng)度越來越小。(

)(5)電場力與速度方向夾角小于90°時(shí)，電場力做正功。(

)(6)某等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向均與此處等勢面垂直。(

)√√×編輯ppt2．(2016·徐州檢測)如圖6－2－1所示，在M、N處固定著兩個等量異種點(diǎn)電荷，在它們的連線上有A、B兩點(diǎn)，已知MA＝AB＝BN。下列說法正確的是圖6－2－1編輯pptA．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相同B．A、B兩點(diǎn)電勢相等C．將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做負(fù)功D．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能編輯ppt解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相同，A、B兩點(diǎn)電勢不相等，選項(xiàng)A正確、B錯誤；將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功，選項(xiàng)C錯誤；負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能，選項(xiàng)D錯誤。答案

A編輯ppt3．

(多選)如圖6－2－2所示，虛線a、b、c表示電場中的三個等勢面與紙平面的交線，且相鄰等勢面之間的電勢差相等。實(shí)線為一帶正電荷粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則下列說法中正確的是編輯ppt圖6－2－2編輯pptA．三個等勢面中，a的電勢最高B．對于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過M點(diǎn)時(shí)電勢能較大C．對于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過M點(diǎn)時(shí)動能較大D．帶電粒子由M運(yùn)動到N時(shí)，加速度增大答案

CD編輯ppt4．如圖6－2－3所示是某電場中的一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離均為2cm，A和P點(diǎn)間的距離為1.5cm，則該電場的場強(qiáng)E和P點(diǎn)的電勢φP分別為圖6－2－3編輯ppt答案

B編輯ppt課堂互動·考點(diǎn)突破考點(diǎn)一電勢高低及電勢能大小的比較1．電勢高低的判斷編輯ppt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)電勢能的大小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編輯ppt2.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，電勢能減小；電場力做負(fù)功，電勢能增加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Ep＝qφp將q、φp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，若只有電場力做功時(shí)，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增加，電勢能減小，反之，電勢能增加編輯ppt考向1由電場判斷電勢高低[例1]

(多選)(2015·江蘇單科)兩個相同的負(fù)電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖6－2－4所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則編輯ppt圖6－2－4A．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C．c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D．c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低編輯ppt[答案]

ACD編輯ppt考向2電場力做功和電勢能的變化[例2]

(多選)(2015·四川理綜)如圖6－2－5所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平。a、b是兩個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編輯ppt圖6－2－5編輯pptA．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，動能減少量小于電勢能增加量編輯ppt[解析]小球a從N到Q的過程中，重力不變，庫侖力F逐漸增大，庫侖力F與重力的夾角逐漸變小，因此，F(xiàn)與mg的合力逐漸變大，A錯誤。從N到P的過程中，重力沿速度方向的分力等于F沿速度反方向的分力時(shí)，速率最大，B正確；從N到Q，F(xiàn)一直做負(fù)功，電勢能一直增加，C正確；從P到Q，根據(jù)能量守恒知電勢能的增加量和重力勢能的增加量之和等于動能的減少量，所以電勢能的增加量小于動能的減少量，D錯誤。[答案]

BC編輯ppt考點(diǎn)二勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系1．勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(1)UAB＝Ed，d為A、B兩點(diǎn)沿電場方向的距離。(2)沿電場強(qiáng)度方向電勢降落得最快。(3)在同一直線上或相互平行的兩條直線上距離相等的兩點(diǎn)間電勢差相等。編輯ppt編輯ppt編輯ppt考向1非勻強(qiáng)電場中定性判問題[例3]

(多選)下列關(guān)于電勢差的說法中正確的是圖6－2－6編輯pptA．在圖中，若AB＝BC，則UAB>UBCB．在圖中，若AB＝BC，則UAB＝UBCC．在圖中，若AB＝BC，則UAB<UBCD．在勻強(qiáng)電場中，與電場垂直的方向上任意兩點(diǎn)間的電勢差為零

編輯ppt[解析]由電場線的疏密可知，A、B之間比B、C之間的平均電場強(qiáng)度大，由U＝Ed可知，AB＝BC時(shí)，UAB>UBC，即A對，B、C錯。等勢面與電場線始終相互垂直，故D對。[答案]

AD編輯ppt編輯ppt[審題探究]①電場線與等勢線垂直；②線段ab的中點(diǎn)電勢為2V，與c等勢；③畫出三角形的外接圓，確定電勢最高和電勢最低的點(diǎn)。編輯ppt[解析]如圖，圓心O是ab的中點(diǎn)，所以圓心O點(diǎn)的電勢為2V，所以O(shè)c是等勢線，則電場線如圖中MN所示，方向由M指向N。沿電場線方向電勢均勻降低，過圓心的電勢為2V，則圓周上電勢最低為N，最高為4V，選B。[答案]

B編輯ppt規(guī)律總結(jié)(1)在勻強(qiáng)電場中，電勢沿直線是均勻變化的，即直線上距離相等的線段兩端的電勢差值相等。(2)等分線段找等勢點(diǎn)法：將電勢最高點(diǎn)和電勢最低點(diǎn)連接后根據(jù)需要平分成若干段，必能找到第三點(diǎn)電勢的等勢點(diǎn)，它們的連線即等勢面(或等勢線)，與其垂直的線即為電場線。編輯ppt考點(diǎn)三電場中的功能關(guān)系的應(yīng)用1．電場力做功的計(jì)算方法編輯ppt 2．電場中的功能關(guān)系(1)如果只有電場力做功，則動能和電勢能之間相互轉(zhuǎn)化，動能(Ek)和電勢能(Ep)的總和守恒，即：①ΔEp＝－ΔEk。②電場力做正功，電勢能減少，動能增加。③電場力做負(fù)功，電勢能增加，動能減少。編輯ppt(2)除電場力之外其他力做正功，動能和電勢能之和變大；除電場力之外其他力做負(fù)功，動能和電勢能之和變小。(3)如果只有電場力和重力做功，則電勢能和機(jī)械能之和保持不變。編輯ppt考向1電場中功能關(guān)系的定性分析

[例5]

(多選)(2015·海南單科)如圖6－2－8所示，兩電荷量分別為Q(Q>0)和－Q的點(diǎn)電荷對稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè)，a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間，b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零。下列說法正確的是編輯ppt圖6－2－8編輯pptA．b點(diǎn)電勢為零，電場強(qiáng)度也為零B．正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢能大于零，所受電場力方向向右C．將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場力做功D．將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電勢能的變化較大編輯ppt[解析]由兩等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布知：過Q和－Q連線的垂直平分線Ob的等勢面為零勢能面，因此將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)做的功相同，因此正試探電荷電勢能的變化相同，D錯。點(diǎn)b在零勢能面上，b點(diǎn)電勢為零，由場強(qiáng)的合成法則知，b點(diǎn)的場強(qiáng)不為零，方向平行x軸向右，A錯。在a點(diǎn)放一正的試探電荷，所受的電場力方向向右，當(dāng)沿x軸正方向移動時(shí)，電場力做正功電勢能減少，在O點(diǎn)減為零，過了O點(diǎn)電勢能為負(fù)值，所以正的試探電荷在a點(diǎn)電勢能大于零，反之若從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，電場力與運(yùn)動方向相反，因此電場力做負(fù)功即克服電場力做功，B、C正確。[答案]

BC編輯ppt規(guī)律總結(jié)處理電場中能量問題的四點(diǎn)注意①應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功(或總功)。②應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化。③應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應(yīng)關(guān)系。④有電場力做功的過程機(jī)械能不守恒，但機(jī)械能與電勢能的總和可以守恒。編輯ppt考向2電勢能和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用(規(guī)范答題)[例6]

(17分)在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的足夠長的粗糙絕緣水平槽中，長為2L的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿兩端各連接一個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，如圖為俯視圖(槽兩側(cè)光滑)。A球的電荷量為＋2q，B球的電荷量為－3q(均可視為質(zhì)點(diǎn)，也不考慮兩者間相互作用的庫侖力)?，F(xiàn)讓A處于如圖6－2－9所示的①有界勻強(qiáng)電場區(qū)域MPQN內(nèi)，已知虛線MP②恰位于細(xì)桿的中垂線，MP和NQ的距離為3L，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E＝，方向水平向右。釋放帶電系統(tǒng)，讓A、B③從靜止開始運(yùn)動(忽略小球運(yùn)動中所產(chǎn)生的磁場造成的影響)。求：編輯ppt圖6－2－9(1)小球B第一次到達(dá)電場邊界MP④所用的時(shí)間；(2)小球A第一次⑤離開電場邊界NQ時(shí)的速度大小；(3)帶電系統(tǒng)運(yùn)動過程中，B球⑥電勢能增加量的最大值。編輯ppt關(guān)鍵信息信息挖掘題干①有界勻強(qiáng)電場區(qū)域MPQN內(nèi)說明在空間MPQN內(nèi)有電場，其他地方?jīng)]有電場②恰位于細(xì)桿的中垂線明確了系統(tǒng)開始運(yùn)動的空間位置，此時(shí)只有A球受電場力③從靜止開始運(yùn)動系統(tǒng)開始運(yùn)動時(shí)的初速度為零問題④所用的時(shí)間可利用牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)公式求解⑤離開電場邊界NQ時(shí)的速度大小分析A球在離開NQ前的運(yùn)動情況：先加速運(yùn)動，再減速運(yùn)動⑥電勢能增加量的最大值B球進(jìn)入電場后受電場力方向向左，只要B球向右運(yùn)動，電勢能就會增加編輯ppt找切入點(diǎn)：(1)小球B第一次到達(dá)電場邊界MP所用時(shí)間的求解。①求B球進(jìn)入電場前的加速度。a．研究對象：______________________________；b．列動力學(xué)方程：__________________________。②求B第一次到達(dá)電場邊界MP所用時(shí)間，列運(yùn)動學(xué)方程：______________________。編輯ppt(2)小球A第一次離開電場邊界NQ時(shí)的速度大小求解。①研究過程：______________________________。②小球B剛進(jìn)入電場的速度v1的求解。a．選擇規(guī)律：_____________________________；b．方程式：______________________________。③小球A第一次離開電場的速度v2的求解。a．選擇規(guī)律：__________________________；b．動力學(xué)方程式：______________________；運(yùn)動學(xué)方程式：__________________________。編輯ppt(3)如何求帶電系統(tǒng)運(yùn)動過程中，B球電勢能增加量的最大值？編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt1．

(2015·課標(biāo)Ⅰ)如圖6－2－10所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中，電場力所做的負(fù)功相等。則［隨堂鞏固］課后訓(xùn)練·能力達(dá)標(biāo)編輯ppt圖6－2－10編輯pptA．直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM>φQB．直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM>φNC．若電子由M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做正功D．若電子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做負(fù)功編輯ppt解析由電子從M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中，電場力所做的負(fù)功相等可知，φM>φN＝φP，故過N、P點(diǎn)的直線d位于某一等勢面內(nèi)，則與直線d平行的直線c也位于某一等勢面內(nèi)，選項(xiàng)A錯、B正確；φM＝φQ，則電子由M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力不做功，選項(xiàng)C錯誤；由于φP<φM＝φQ，電子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電勢能減小，電場力做正功，選項(xiàng)D錯誤。答案

B編輯ppt2．

(多選)(2015·廣東理綜)如圖6－2－11所示的水平勻強(qiáng)電場中，將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置，釋放后，M、N保持靜止，不計(jì)重力，則圖6－2－11編輯pptA．M的帶電量比N的大B．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷C．靜止時(shí)M受到的合力比N的大D．移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功編輯ppt解析不考慮重力，取整體為研究對象，外力只有勻強(qiáng)電場的電場力，由平衡條件可知M、N所受電場力必等大反向，故M、N必帶有等量異種電荷，A錯誤；隔離出M，因N對其靜電引力向右，則電場E對其電場力必向左，即與場強(qiáng)方向反向，故M帶負(fù)電，則N帶正電，B正確；靜止時(shí)，M、N所受合力都為0，C錯誤；因勻強(qiáng)電場對M的電場力方向與M移動方向成鈍角，電場力對其負(fù)功，故D正確。答案

BD編輯ppt3．

(多選)(2014·課標(biāo)Ⅰ)如圖6－2－12所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場中有M、N、P、F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，∠M＝30°。M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示．已知φM＝φN，φP＝φF，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則編輯ppt圖6－2－12A．點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上B．連接PF的線段一定在同一等勢面上C．將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場力做負(fù)功D．φP大于φM編輯ppt解析

根據(jù)題意φM=φN，φP=φF，可知點(diǎn)電荷Q一定在MN的中垂線與PF連線的中垂線的交點(diǎn)處，作PF連線的中垂線交MP于點(diǎn)O，連結(jié)O、F兩點(diǎn)，由幾何知識知OF為MN的中垂線，故點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上的O點(diǎn)，A正確，點(diǎn)電荷形成的電場的等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的同心球面，直線不可能在球面上，故B選項(xiàng)錯誤；由圖可知OF<OM，故φF=φP>φM=φN，將正試探電荷從高電勢搬運(yùn)到低電勢，電場力做正功，選項(xiàng)C錯、D對。編輯ppt答案

AD編輯ppt編輯pptA．b、d兩點(diǎn)處的電勢相同B．四個點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢最低C．b、d兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度相同D．將一試探電荷＋q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，＋q的電勢能減小編輯ppt解析由等量異種電荷的電場線分布及等勢面特點(diǎn)知，A、B正確，C錯誤。四點(diǎn)中a點(diǎn)電勢最高、c點(diǎn)電勢最低，正電荷在電勢越低處電勢能越小，故D正確。答案

ABD編輯ppt編輯ppt9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2022/12/202022/12/202022/12/2012/20/20226:46:14PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2022/12/202022/12/202022/12/20Dec-2220-Dec-2212、故人江海別，幾度隔山川。。2022/12/202022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2022/12/202022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。20十二月20222022/12/202022/12/202022/12/2015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十二月222022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202216、行動出成果，工作出財(cái)富。。2022/12/202022/12/2020December202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2022/12/202022/12/202022/12/202022/12/209、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2022/12/202022/12/202022/12/2012/20/20226:46:14PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2022/12/202022/12/202022/12/20Dec-2220-Dec-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2022/12/202022/12/202022/12/20Tuesday,December20,202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2022/12/202022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。20十二月20222022/12/202022/12/202022/12/2015、楚塞三湘接，荊門九派通。。。十二月222022/12/202022/12/202022/12/2012/20/202216