高考物理復習第八章電場8.2電場能的性質市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

必考部分電磁學/8-12章第八章電場第2節(jié)電場能性質1/51欄目導航1234抓知識點抓重難點課時跟蹤檢測抓易錯點2/51抓知識點專心研讀領悟細微深處13/51一、電場力做功電勢能1．電場力做功(1)特點：靜電力做功與

無關，只與

相關．(2)計算①W＝qEd，適合用于

電場．②WAB＝qUAB，適合用于任何電場．2．電勢能(1)大小：等于將電荷從該點移到

位置時電場力做功．(2)公式：Ep＝qφ.(3)電場力做功與電勢能改變關系：WAB＝EpA－EpB＝

，即電場力功等于

負值．路徑初、末位置勻強零勢能－ΔEp電勢能改變量4/51加深了解電勢能“四性”系統(tǒng)性電勢能由電場和電荷系統(tǒng)所共有，我們習慣說成電場中電荷所含有相對性電勢能是相正確，與零勢能位置選取相關，但電勢能改變是絕正確，與零勢能位置選取無關矢標性電勢能是標量，有正負，無方向．電勢能正負表示電勢能大小任意性零勢能位置選取理論上是任意，但通常選取大地或無窮遠處為零勢能位置5/51 判斷正誤．1．電場力做功與重力做功相同，均與路徑無關．()2．正電荷含有電勢能一定是正，負電荷含有電勢能一定是負．()3．電場力做正功，電勢能一定增加．()4．電場力做功為零，電荷電勢能也為零．()即時突破√×××6/51標量

零電勢

相對性

7/512．等勢面(1)定義：電場中

相同各點組成面叫做等勢面．(2)等勢面特點①在同一等勢面上移動電荷時，電場力

．②電場線與等勢面

，而且由電勢

等勢面指向電勢

等勢面．③任意兩個等勢面都不

．④等差等勢面越密地方，電場強度

．電勢不做功垂直高低相交越大8/51(3)幾個經典電場等差等勢面分布(以下列圖中虛線所表示)．9/51

判斷正誤．1．電場中電場強度為零地方電勢一定為零．()2．帶電粒子一定從電勢能大地方向電勢能小地方移動．()3．因為靜電力做功跟移動電荷路徑無關，所以電勢差也跟移動電荷路徑無關，只跟這兩點位置相關．()即時突破××√10/51φA－φB

電勢差值

Ed

11/51加深了解1．電場中兩點間電勢差由電場本身決定，與在這兩點間移動電荷電荷量、電場力做功大小均無關．2．電場中某點電勢是相正確，與零電勢點選取相關，而電勢差是絕正確，與零電勢點選取無關．3．電勢差是標量，但有正負之分，電勢差正負表示電場中兩點間電勢高低．4．計算電勢差時，必須明確是哪兩點間電勢差．A、B間電勢差記為UAB，而B、A間電勢差記為UBA，且UAB＝－UBA.5．公式U＝Ed只適用勻強電場，式中d是兩點沿電場方向距離．另外U＝Ed還能夠定性分析非勻強電場問題．6．在勻強電場中，沿任意一條直線電勢降落都是均勻，所以，能夠采取等分間距法求電勢．12/51 判斷正誤．1．電勢差是標量，不過卻有正負，正負表示起點和終點電勢誰高誰低．()2．電勢差值與零電勢選取相關．()3．電勢是標量，有正負，電勢正負不表示大?。?)4．公式U＝Ed只適合用于勻強電場．()即時突破√××√13/51四、靜電感應現象1．靜電感應當把一個不帶電金屬導體放在電場中時，導體兩端分別感應出等量正、負電荷，_________________________________________________________________

_____________，這種現象叫靜電感應．2．靜電平衡(1)定義：當把導體放入電場中時，導體內自由電荷(如金屬導體中自由電子)在電場力作用下將發(fā)生定向移動而重新分布，在導體表面則出現感應電荷，當感應電荷產生附加電場與在導體內部原電場_____________________，使得_______________時，自由電荷不再發(fā)生_____________則導體處于靜電平衡狀態(tài)．“近端”出現與施感電荷異種感應電荷，“遠端”出現與施感電荷同種感應電荷大小相等且方向相反疊加場強為零定向移動14/51(2)處于靜電平衡狀態(tài)導體特點①導體內部場強

；②導體是一個

，導體表面是

；③導體表面處場強方向與導體表面

；④導體內部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導體

上；⑤在導體外表面越尖銳位置，凈電荷密度(單位面積上電荷量)

，凹陷位置幾乎沒有凈電荷．處處為零等勢體等勢面垂直外表面越大15/513．靜電現象應用(1)尖端放電：帶電導體尖端附近電場很強，可使尖端附近空氣

而產生放電現象，即尖端放電．(2)靜電屏蔽：電場中導體

．相當于外部電場影響不到導體內部；好像是外部電場被金屬外殼“遮擋”住了，這種現象叫做靜電屏蔽．發(fā)生電離因為靜電感應，使得導體內部合場強為零16/51抓重難點動手演練掌握提分技巧217/511．電勢高低判斷方法(1)沿電場線方向，電勢越來越低．(2)判斷出UAB正負，再由UAB＝φA－φB，比較φA、φB大小，若UAB>0，則φA>φB，若UAB<0，則φA<φB.(3)依據電勢能高低判斷：正電荷電勢能大地方電勢高，而負電荷電勢能大地方電勢低．重難點1電勢高低與電勢能大小判斷方法

18/512．電勢能大小判斷方法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鲐摴?，電勢能增大電荷電勢法正電荷在電勢高地方電勢能大，負電荷在電勢低地方電勢能大公式法由Ep＝qφp，將q、φp大小、正負號一起代入公式，Ep正值越大，電勢能越大；Ep負值越小，電勢能越大能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時，電荷動能和電勢能相互轉化，動能增大，電勢能減小，反之，電勢能增大場電荷判斷法①離場正電荷越近，正電荷電勢能越大；負電荷電勢能越小，②離場負電荷越近，正電荷電勢能越?。回撾姾呻妱菽茉酱?19/51 (年全國卷Ⅰ)如圖，直線a、b和c、d是處于勻強電場中兩組平行線，M、N、P、Q是它們交點，四點處電勢分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點分別運動到N點和P點過程中，電場力所做負功相等．則()A．直線a位于某一等勢面內，φM>φQB．直線c位于某一等勢面內，φM>φNC．若電子由M點運動到Q點，電場力做正功D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負功【解析】由電子從M點分別運動到N點和P點過程中電場力所做負功相等可知，N、P兩點在同一等勢面上，且電場線方向為M→N，故選項B正確，選項A錯誤；M點與Q點在同一等勢面上，電子由M點運動到Q點，電場力不做功，故選項C錯誤；電子由P點運動到Q點，電場力做正功，故選項D錯誤．【答案】B例120/51 (多項選擇)(年海南卷)如右圖，兩電荷量分別為Q(Q>0)和－Q點電荷對稱地放置在x軸上原點O兩側，a點位于x軸上O點與點電荷Q之間，b點位于y軸O點上方，取無窮遠處電勢為零．以下說法正確是()A．b點電勢為零，電場強度也為零B．正試探電荷在a點電勢能大于零，所受電場力方向向右C．將正試探電荷從O點移到a點，必須克服電場力做功D．將同一正試探電荷先后從O、b兩點移到a點，后者電勢能改變較大例221/51【解析】因為等量異種電荷在其連線中垂線上電場方向為水平指向負電荷，所以電場方向與中垂線方向垂直，故中垂線為等勢線，因為中垂線延伸到無窮遠處，所以中垂線電勢為零，故b點電勢為零，不過電場強度不為零，A錯誤；等量異種電荷連線上，電場方向由正電荷指向負電荷，方向水平向右，在中點O處電勢為零，O點左側電勢為正，右側電勢為負，又知道正電荷在正電勢處電勢能為正，故B正確；O點電勢低于a點電勢，正電荷從O點到a點電場力做負功，所以必須克服電場力做功，C正確；O點和b點電勢相等，所以先后從O、b點移到a點，電勢能改變相同，D錯誤．【答案】BC22/51 (多項選擇)如右圖所表示，①、②、③是兩個等量異種點電荷形成電場中、位于同一平面內三條等勢線，其中③為直線，①與②、②與③間電勢差相等．一個重力不計、帶負電粒子進入電場，運動軌跡如圖中實線所表示，與①、②、③分別交于a、b、c三點．以下判斷正確是()A．粒子在c點時加速度為零B．a點電勢比b點電勢高C．粒子從a到b再到c，電勢能不停增加D．若粒子從a到b電場力做功大小為W1，從b到c電場力做功大小為W2，則W1>W2跟蹤訓練123/51解析：粒子做曲線運動，其加速度不為零，選項A錯誤；粒子所受電場力方向與電場線方向共線，而電場線與等勢面處處垂直，故粒子所受電場力方向也與等勢面垂直，依據曲線運動軌跡特點可知，粒子所受電場力指向軌跡凹一側，綜上，粒子在c點所受電場力方向與等勢面③垂直，指向左側．因為粒子帶負電，故過c點電場線與等勢面③垂直，指向右側，又因為電場線指向電勢低等勢面，故有φa>φb>φc，選項B正確；負電荷在電勢高處電勢能小，故粒子在c點電勢能最大，在a點電勢能最小，選項C正確；因為等勢面①與②、②與③電勢差相等，依據W＝qU可知，將同一粒子由等勢面①移至②和由等勢面②移至③，電場力做功大小相等，選項D錯誤．答案：BC24/51重難點225/5126/51推論2勻強電場中若兩線段AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如圖乙所表示．27/51例328/5129/51提分秘笈30/5131/51 (多項選擇)某電場中等勢面分布如右圖所表示，圖中虛線表示等勢面，過a、b兩點等勢面電勢分別為40V和10V，c點是a、b連線中點，則a、b兩點電場強度Ea、Eb及c處電勢φc，應()A．Ea>Eb B．φc大于25VC．φc小于25V D．Ea<Eb【解析】因為電場線與等勢面垂直，依據等勢面形狀可知，電場線從左向右由密變疏，即從a到c，電場逐步變弱，則Ea>Eb；由U＝Ed可知電勢為25V等勢面應在c點左邊．所以c點電勢應小于25V，故選項A、C正確．【答案】AC例432/51 如圖所表示，a、b、c、d是勻強電場中四個點，它們恰好是一個梯形四個頂點．電場線與梯形所在平面平行．ab平行于cd，且ab邊長為cd邊長二分之一．已知a點電 勢是3V，b點電勢是5V，c點電勢是7V．由此可知，d點電勢為()A．1V B．2VC.3V D．4V解析：ab邊與cd邊相互平行，相等長度兩點電勢差大小相等，a、b兩點電勢差為2V，dc距離為ab2倍，則d、c兩點電勢差也是a、b兩點間電勢差2倍即4V，d點電勢為3V，C正確．故正確答案為C.答案：C跟蹤訓練233/511．求電場力做功幾個方法(1)由公式W＝Flcosα計算，此公式只適合用于勻強電場，可變形為W＝Eqlcosα.(2)由WAB＝qUAB計算，此公式適合用于任何電場．(3)由電勢能改變計算：WAB＝EpA－EpB.(4)由動能定理計算：W電場力＋W其它力＝ΔEk.2．電場中功效關系(1)若只有電場力做功，電場能與動能之和保持不變．(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變．(3)除重力、彈簧彈力之外，其它各力對物體做功等于物體機械能改變．(4)全部外力對物體所做功等于物體動能改變．重難點3電場中功效關系

34/51 (多項選擇)(年四川卷)如圖所表示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平．a、b是兩個完全相同帶正電小球(視為點電荷)，b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經過P點抵達某點Q(圖中未畫出)時速度為零．則小球a()A．從N到Q過程中，重力與庫侖力協(xié)力先增大后減小B．從N到P過程中，速率先增大后減小C．從N到Q過程中，電勢能一直增加D．從P到Q過程中，動能降低許小于電勢能增加量例535/51【解析】

a從N點靜止釋放，過P點后到Q點速度為零，整個運動過程只有重力和庫侖力做功，庫侖力方向與a速度方向夾角一直大于90°，所以庫侖力整個過程做負功．小球a從N到Q過程中，庫侖力增大，庫侖力與重力夾角從90°一直減小，所以它們協(xié)力一直增大，故A錯誤；帶電小球a受力如圖所表示，在靠近N點位置，協(xié)力與速度夾角小于90°，在P點協(xié)力與速度夾角大于90°，所以小球a從N到P過程中，速率應先增大后減小，故B正確；從N到Q過程中，庫侖力一直做負功，所以電勢能一直增加，故C正確；依據能量守恒可知，P到Q過程中，動能降低許等于重力勢能和電勢能增加量之和，故D錯誤．【答案】BC36/51力電綜合問題兩條基本解題思緒1．由牛頓運動定律和運動學規(guī)律綜合求解．注意庫侖力隨電荷間距離改變而改變，將恒力作用下運動拓展到變力作用下運動．2．由做功與能量改變關系求解．提分秘笈37/51跟蹤訓練338/5139/5140/51抓易錯點親身體會擊破微弱步驟341/51 (多項選擇)(屆山東齊魯名校協(xié)作體第二次聯(lián)考)如圖所表示，在光滑絕緣水平面上，兩個帶等量負電點電荷分別固定在A、B兩點，O為AB連線中點，MN為AB連線垂直平分線．在MN上C點由靜止釋放一個帶正電小球(可視為質點)，若不計空氣阻力，則()A．C點場強大于O點場強，C點電勢高于O點電勢B．小球從C點運動至距離該點最遠位置過程中，其所經過各點所受電場力先減小后增大C．小球從C點運動至距離該點最遠位置過程中，其電勢能先減小后增大D．若在小球運動過程中，兩個點電荷所帶電荷量同時等量地遲緩增大，則小球往復運動過程中最大速度將逐步減小例1易錯點1等量電荷連線中垂線上，場強、電勢等物理量改變最易錯

42/51【解析】依據電場線疏密和方向可知選項A正確；因為從M到N點場強改變有兩種可能，或者先增大再減小再增大再減小，或者先減小再增大，故選項B錯誤；依據電場力先做正功后做負功特點以及電場力做功與電勢能改變量之間關系可知選項C正確；若在小球運動過程中，兩個點電荷所帶電荷量同時等量地遲緩增大，同一位置電場強度都會增大，假如小球從最遠處開始運動，電場力做功增多，則小球往復運動過程中最大速度將增大，故選項D錯誤．【答案】AC43/51【錯后感悟】等量負