2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:第七章 第2节 电场能的性质 .ppt
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1、第2节 电场能的性质,基础过关,考点研析,素养提升,基础知识,一、静电力做功与电势能 1.静电力做功 (1)特点:静电力做功与重力做功相似,均与 无关,只与 有关.,基础过关 紧扣教材自主落实,路径,初末位置,(2)计算方法. W=qEd,只适用于 ,其中d为沿 的距离. WAB=qUAB,适用于 .,匀强电场,电场方向,任何电场,2.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到 位置时静电力所做的功.,零势能,(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于 ,即WAB=EpA-EpB=-Ep. (3)电势能的相对性:电势能是 的,通常把电荷离场源电荷 处的电势
2、能规定为零,或把电荷在 表面的电势能规定为零. 二、电势与等势面 1.电势 (1)定义与定义式:试探电荷在电场中某点具有的 与它的 的 比值,即 = .,电势能的减小量,相对,无穷远,大地,电势能,电荷量,(2)矢标性:电势是 ,有正负之分,其正(负)表示该点电势比_高(低).,标量,(3)相对性:电势具有 ,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同. (4)电场中电场强度为零的位置电势 为零,电场强度相同的区域电势 相同. 2.等势面 (1)定义:电场中 的各点组成的面. (2)特点 等势面一定与电场线 . 在 移动电荷时电场力不做功. 电场线总是从 的等势面指向 的等势面. 等差等势面越密的
3、地方 越大,反之越小.,零电势,相对性,不一定,不一定,电势相等,垂直,同一等势面上,电势高,电势低,电场强度,三、电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.电势差,(1)定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时, 与移动的电荷的 的比值.,电场力做的功,电荷量,(2)定义式:UAB= .,(4)电势差是标量,但有正、负之分,正负表示两点电势的高低,如UAB为正(负),表示A点电势高于(低于)B点电势.,(5)影响因素:电势差UAB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功WAB ,与零电势点的选取 .,无关,无关,2.匀强电场中电势差与电场强度的关系,(1)电势差与电场强度的关
4、系式:E= ,其中d为电场中两点间_的距离.,沿电场方向,(2)公式只适用于 .,匀强电场,(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向.,如图所示,匀强电场的电场强度为E,A,B两点的距离为l,A,B两点沿电场方向的距离为d,A,B两点的电势差为UAB.现将电荷q从A点移动到B点. (1)电场力做的功W与A,B两点的电势差UAB有什么关系? (2)电场力做的功W与电场强度E有什么关系? (3)比较以上两个问题中功的两个计算结果,可以得到UAB与E有什么关系?,答案:(1)电场力做的功W与A,B两点的电势差UAB的关系为W=qUAB. (2)电荷q所受的电场力F=qE,电荷q在电场力F方向上的位移
5、为d,所以电场力做的功为W=Fd=qEd. (3)比较W=qUAB及W=qEd可得UAB=Ed,或写作E= .,(1)电场强度处处为零的区域内,电势一定也处处为零.( ) (2)电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同.( ) (3)电场强度的方向总是跟等势面垂直.( ) (4)电势降低的方向就是电场强度的方向.( ) (5)A,B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B时电场力所做的功.( ),过关巧练,1.思考判断,2.(多选)某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图,带负电的粉尘被吸附时由b点运动到a点,以下说法正确的是( ),AC,A.a点电场强度小于b点的电场强度 B.a点电场强
6、度大于b点的电场强度 C.电场力对粉尘做正功 D.粉尘的电势能增大,解析:电场线的疏密表示电场强度大小,选项A正确,B错误;带负电的粉尘受到的电场力方向与电场方向相反,电场力对粉尘做正功,粉尘的电势能减少,选项C正确,D错误.,3.一个带正电的质点,电荷量为q=2.010-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除电场力做功外,其他力做的功为6.010-5 J,质点的动能增加了8.010-5 J,则a,b两点间的电势差Uab为( ) A.3104 V B.1104 V C.4104 V D.7104 V,B,C,考点一 电势、电势能、等势面,1.电势高低的四种判断方法 (1)据电场线的
7、方向判断:电场线由高电势面指向低电势面,或者说沿电场线方向电势逐渐降低.,考点研析 核心探究重难突破,(3)据电场力做功来判断:电场力对正电荷做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处.对于负电荷,情况恰好相反.,(4)根据电势能判断:正电荷在电势高处电势能较大;负电荷在电势低处电势能较大. 2.电势能高低的四种判断方法 (1)做功判断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大. (2)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大.,(4)能量守恒法:在电场中,若只有电场力做功时,电荷的 动能和电势能相互转化,动能
8、增大时,电势能减小,反之电势能增大.,【典例1】 (2018山西太原二模)空间中P,Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P,Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a,b,c,d为电场中的四个点,则( ) A.P,Q两点处的电荷等量同种 B.a点和b点的电场强度相同 C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c,电势能减少,D,解析:由电场的等势面分布图可判断P,Q为等量异种点电荷,Q带负电,选项A错误;a,b两点的电场强度方向不同,选项B错误;由正电荷到负电荷电势逐渐降低知cd,选项C错误;负电荷从a到c,电场力做正功,电势能减少,选项D正确.,【针对训练】 (2018广东茂名二模
9、)如图所示,aefd和ebcf是两个等边长的正方形,在a点固定一个电荷量为q的正点电荷,在c点固定一个电荷量为q的负点电荷,则下列说法正确的是( ) A.e,f两点的电场强度相同 B.b,d两点的电势相同 C.将一个负电荷由e点沿直线移动到f点,电场力先做正功后做负功 D.将一个负电荷由b点沿直线移动到d点,电场力先做负功后做正功,A,解析:根据等量异种点电荷电场线分布的对称性可知e,f两点电场强度相同;电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势越来越低,由b点沿直线到d点,电场力先做负功后做正功再做负功,由e点沿直线到f点,电势一直降低,电场力对负电荷会一直做负功.,考点二 带电粒子的运动轨
10、迹问题,带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 (1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负.,(2)结合轨迹、速度方向与电场力的方向,确定电场力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等. (3)根据动能定理、能量守恒定律或功能关系判断动能的变化.,【典例2】 (2018辽宁大连一模)(多选)如图所示,虚线a,b,c表示电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P,Q是轨迹上的两点.下列说法中正确的是( ) A.三个等势面中,等势面a的电势最高 B.带电质点通过P点时的电势能比
11、通过Q点时的小 C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的小 D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时的大,CD,审题图示,解析:电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于质点带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故c等势面的电势最高,a等势面的电势最低,选项A错误;从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,选项C正确,B错误;等势线密的地方电场线密,电场强度大,则P点电场强度大于Q点电场强度,则P点的加速度大,选项D正确.,题组训练,D,2.仅由运动轨迹分析受力和能量变化(2016全国卷,20)(多选)如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直
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