高考物理一輪復(fù)習(xí)-專(zhuān)題七-第2講-電勢(shì)能-電勢(shì)-電勢(shì)差課件

電勢(shì)電勢(shì)差考點(diǎn)1

電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能第2講電勢(shì)能

1．電場(chǎng)力做功 (1)特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與電荷移動(dòng)的

無(wú)關(guān)，只取決于初、末位置的

和被移動(dòng)電荷的

． (2)電場(chǎng)力做功的表達(dá)式：WAB＝(φA－φB)·q＝UAB·q.

路徑電勢(shì)差電量1.(1)定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到

位置時(shí)所做的功．(2)矢標(biāo)性：電勢(shì)能是

，但有正負(fù)之分，負(fù)值表明比零電勢(shì)能還要低，正值表示比零電勢(shì)能高．2．電勢(shì)能零勢(shì)能標(biāo)量2.3．重力做功與電場(chǎng)力做功的比較3.

1．(單選)(2011年上海模擬)一帶電粒子射入一固定的點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，沿如圖7－2－1所示的虛線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)．a(chǎn)、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為ra

和rb

且ra＞rb.若不計(jì)重力，則(

)圖7－2－14.B．帶電粒子所受電場(chǎng)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

解析：由帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知，其與點(diǎn)電荷Q

帶同種電荷，但無(wú)法確定正負(fù)，A錯(cuò)；鑒于二者帶同種電荷，靜電力表現(xiàn)為斥力，則帶電粒子由a→b

過(guò)程中，靠近Q

時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加；遠(yuǎn)離Q

時(shí)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，且a→b

過(guò)程中粒子總能量不變，當(dāng)ra＞rb，則Epa＜Epb，Eka＞Ekb，故B、C錯(cuò)，D正確．A．帶電粒子一定帶正電答案：D5.用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則它一定(

) A．向場(chǎng)強(qiáng)小的地方運(yùn)動(dòng) B．向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng) C．向其電勢(shì)能小的地方運(yùn)動(dòng) D．沿某條電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)2電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面

1．電勢(shì)

(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)．2．(單選)(2011年惠州一模)一電荷在電場(chǎng)中只在電場(chǎng)力作C6.(2)定義式：

.(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是

，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)高(低)．(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因

選取的不同而不同．2．電勢(shì)差(1)定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值稱(chēng)為這兩點(diǎn)的電勢(shì)差．(2)表達(dá)式：UAB＝

＝

.

(3)影響因素：電勢(shì)差UAB

與電場(chǎng)力做功WAB無(wú)關(guān)，與電場(chǎng)所帶電量q無(wú)關(guān)．它由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與初、末位置有關(guān)，與零勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)．qφ＝

Ep標(biāo)量零勢(shì)點(diǎn)φA－φBWAB/q7.(4)與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系：U＝Ed.適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d為沿電場(chǎng)線方向的距離．3．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．(2)特點(diǎn)：①等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直；②在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功；③電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面；④在空間中兩等勢(shì)面不相交；⑤等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度

；反之

．越大越小8.

3．(單選)(2011年佛山一模)在圖7－2－2中，實(shí)線和虛線分別表示等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)線，則下列有關(guān)P、Q兩點(diǎn)的相關(guān)說(shuō)法中正確的是(

)圖7－2－2A．兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向B．P

點(diǎn)電場(chǎng)更強(qiáng)C．兩點(diǎn)電勢(shì)一樣高D．Q點(diǎn)的電勢(shì)較低C9.

4．(雙選)如圖7－2－3甲所示，AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線．若有一電子以某一初速度并且僅在電場(chǎng)力的作用下，沿AB由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度－時(shí)間圖象如圖乙所示．下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)φ和電場(chǎng)強(qiáng)度E大小的判斷正確的是(

)A．EA>EBC．φA>φBB．EA<EBD．φA<φBAC圖7－2－310.

解析：要比較電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低，關(guān)鍵在于判斷電場(chǎng)線的方向．從v－t

圖象易知電子做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，故電子所受電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向相反，場(chǎng)強(qiáng)的方向由A

指向B.因?yàn)檠刂妶?chǎng)線的方向電勢(shì)降低，故φA>φB，又因?yàn)榧铀俣戎饾u減小，故EA>EB.11.考點(diǎn)3電場(chǎng)中各物理量的關(guān)系1．電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的對(duì)比12.13.2.電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、等勢(shì)面的關(guān)系(1)電場(chǎng)線越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向．(2)沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低．(3)電場(chǎng)線總與等勢(shì)面垂直，且從高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面．(4)電場(chǎng)線越密的地方，等勢(shì)面也越密．(5)沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功；沿電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力一定做功．14.

5．(單選)如圖7－2－4所示，P、Q是電荷量相等的兩個(gè)正點(diǎn)電荷，它們的連線中點(diǎn)為O點(diǎn)，A、B是PQ連線的中垂線上的兩點(diǎn)，OA<OB，用EA、EB、φA、φB

分別表示A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，則(

)A．EA

一定大于EB，φA一定大于φBB．EA

一定大于EB，φA不一定大于φBC．EA

不一定大于EB，φA

一定大于φBD．EA

不一定大于EB，φA

不一定大于φBC圖7－2－415.圖25

解析：如圖25所示，找到A

的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C，A點(diǎn)和C

點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)大小都相等．等量同種電荷的連線的中垂線上存在有場(chǎng)強(qiáng)極大值的點(diǎn)，它可能在C

點(diǎn)上方，也可能在C

點(diǎn)下方，故B和C

兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不確定．將一帶正電的點(diǎn)電荷從C

移至B，電場(chǎng)力做正功，所以電勢(shì)能減小，電勢(shì)降低．16.6．(單選)(2010年全國(guó)卷Ⅰ)關(guān)于靜電場(chǎng)，下列結(jié)論普遍成立的是(

)A．電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高，電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低B．電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)C．在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向D．將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零C17.7．(單選)(2010年天津卷)在靜電場(chǎng)中，將一正電荷從a移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則(

)A．b

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比a

點(diǎn)大B．電場(chǎng)線方向一定從b指向aC．b點(diǎn)的電勢(shì)一定比

a點(diǎn)高D．該電荷的動(dòng)能一定減小解析：正電荷從a

移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，電勢(shì)能增加，說(shuō)明b點(diǎn)的電勢(shì)一定比a

點(diǎn)高，選項(xiàng)C正確．C18.熱點(diǎn)1帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的判斷

【例1】(雙選)(2009年全國(guó)卷Ⅰ)如圖7－2－5所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱(chēng)，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OM＝MN，P點(diǎn)在y軸的右側(cè)，MP⊥ON，則(

)圖7－2－519.A．M

點(diǎn)的電勢(shì)比P

點(diǎn)的電勢(shì)高B．將負(fù)電荷由O

點(diǎn)移動(dòng)到P

點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功C．M、N

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．在O

點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y

軸做直線運(yùn)動(dòng)答案：AD

解析：本題考查電場(chǎng)、電勢(shì)、等勢(shì)線、以及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．由圖和幾何關(guān)系可知M和P兩點(diǎn)不處在同一等勢(shì)線上，而且有φM>φP，A對(duì)．將負(fù)電荷由O點(diǎn)移到P要克服電場(chǎng)力做功，即電場(chǎng)力做負(fù)功，B錯(cuò)．根據(jù)U＝Ed，O到M的平均電場(chǎng)強(qiáng)度大于M到N的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，所以有UOM>UMN，C錯(cuò)．從O點(diǎn)釋放正電子后，電場(chǎng)力做正功，該粒子將沿y軸做加速直線運(yùn)動(dòng)．20.這類(lèi)題考查的是根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)來(lái)判斷力的方向、電場(chǎng)方向、電荷的正負(fù)、電勢(shì)的高低、電場(chǎng)力做功的正負(fù)、電勢(shì)能的增減、動(dòng)能的增減等． 一般判斷方法有：做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，通過(guò)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的一側(cè)來(lái)判斷電場(chǎng)力的方向．根據(jù)力的方向與電荷正負(fù)以及電場(chǎng)的方向關(guān)系來(lái)相互判斷．例如判斷出力的方向，根據(jù)電場(chǎng)方向，力與電場(chǎng)方向相同則粒子帶正電，力與電場(chǎng)方向相反則粒子帶負(fù)電．21.22.

1．(雙選)(2010年廣州二模)a、b、c、d四個(gè)帶電液滴在如圖7－2－6所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，分別水平向左、水平向右、豎直向上、豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則(

)圖7－2－6A．a(chǎn)、b

為同種電荷，c、d

為異種電荷B．a(chǎn)、b

的電勢(shì)能、機(jī)械能均不變C．c

的電勢(shì)能減少，機(jī)械能增加D．d

的電勢(shì)能減少，機(jī)械能減少BC23.解析：a、b、c、d四個(gè)帶電液滴在電場(chǎng)力和重力作用下，做勻速直線運(yùn)動(dòng)則重力與電場(chǎng)力大小相等方向相反．所以a、b、c、d四個(gè)帶電液滴電場(chǎng)力都向上，都帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)．a(chǎn)、b水平勻速重力電場(chǎng)力都不做功，B項(xiàng)正確．c向上運(yùn)動(dòng)重力做負(fù)功，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，機(jī)械能增加，所以C項(xiàng)正確．而d向下運(yùn)動(dòng)重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，D項(xiàng)錯(cuò)．24.乙所帶電荷量q＝2.0×10C，g

取10m/s.(水平軌道足夠長(zhǎng)，

熱點(diǎn)2力電綜合問(wèn)題 【例2】(2010年安徽卷)如圖7－2－7所示，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R＝0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝5.0×103V/m.一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞．已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m＝1.0×10－2kg，－52甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移)25.圖7－2－7(1)甲乙兩球碰撞后，乙恰能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)D，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B

點(diǎn)的距離；(2)在滿足(1)的條件下．求的甲的速度v0；

(3)若甲仍以速度v0

向右運(yùn)動(dòng)，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B

點(diǎn)的距離范圍．26.27.28.(3)設(shè)甲的質(zhì)量為M，碰撞后甲、乙的速度分別為vM、vm，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有：Mv0＝MvM＋mvm⑩?聯(lián)立⑩?得：?由?和M≥m，可得：v0≤vm＜2v0?29.30.解決力電綜合問(wèn)題的一般方法

(1)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系：牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的結(jié)合．受力情況決定運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況，根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)列方程．

(2)功和能關(guān)系：做功引起能量的轉(zhuǎn)化，而能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量守恒；根據(jù)功與能轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)列方程，根據(jù)能量守恒列方程．

這類(lèi)問(wèn)題一般比較難，要分析好物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程與狀態(tài)，在過(guò)程或狀態(tài)中找物理量的關(guān)系，再運(yùn)用上面的兩個(gè)方法列方程聯(lián)立求解．尤其注意分析臨界狀態(tài)．31.

2．(2010年佛山二模)A、B

兩金屬板如圖7－2－8所示豎直固定在絕緣底座上，與底座的總質(zhì)量為m.將其靜放在光滑水平面上．已知兩金屬板間的電壓為U，極板間距為d.在A板底端上有一小孔，質(zhì)量也為m、帶正電、電荷量為q

的小滑塊以v0的速度從小孔水平滑入極板間，小滑塊最遠(yuǎn)可滑到距A

板為x的P

點(diǎn)．已知小滑塊與底座間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，極板外側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.不計(jì)電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)以及小滑塊電荷對(duì)電場(chǎng)的影響．求：32.(1)x

的值；(2)小滑塊在極板間運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，因與底座間的摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.圖7－2－833.

解：(1)解法一：因底座與水平面無(wú)摩擦，系統(tǒng)動(dòng)量守恒．當(dāng)小滑塊滑到P

點(diǎn)時(shí)，與底座共速，設(shè)此速度為v.則由動(dòng)量守恒定律得mv0＝(m＋m)v系統(tǒng)克服電場(chǎng)力及摩擦力做功

又E＝Ud解得x＝

mdv204(qU＋μmgd)34.35.易錯(cuò)點(diǎn)：粒子運(yùn)動(dòng)與受力情況的分析

【例1】(單選)如圖7－2－9所示，圖中實(shí)線表示一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，一帶負(fù)電的粒子射入電場(chǎng)，虛線是它的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若粒子受重力不計(jì)，那么正確的判斷是(

)圖7－2－9A．電場(chǎng)線方向向下B．粒子一定從a

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b

點(diǎn)C．a(chǎn)

點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高D．粒子在a

點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b

點(diǎn)的電勢(shì)能D36.

錯(cuò)解分析：錯(cuò)解一：根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，聯(lián)想到重力場(chǎng)中的平拋運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為粒子一定是從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，錯(cuò)選B. 錯(cuò)解二：混淆電勢(shì)與電勢(shì)能的概念，認(rèn)為a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，是類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)動(dòng)能大，所以a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高，錯(cuò)選C.

正確解析:無(wú)論粒子從a點(diǎn)或者從b點(diǎn)射入電場(chǎng)中，由于運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲，說(shuō)明粒子受電場(chǎng)力的方向向下，粒子帶負(fù)電可判明電場(chǎng)線的方向向上，A項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子既可以從a

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b

點(diǎn)，也可以從b

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)；由于順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于是負(fù)電荷，電勢(shì)越大處電勢(shì)能越?。蔇項(xiàng)正確．37.

本題的關(guān)鍵是從運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向入手，運(yùn)用曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)確定粒子受力方向并進(jìn)而確定電場(chǎng)方向，