2011年高考物理+電勢差+電勢+電勢能+靜電屏蔽總復(fù)習(xí)課件+新人教版

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1、電 勢 差 電 勢 電 勢 能 靜 電 屏 蔽 總 復(fù) 習(xí) 自主學(xué)習(xí) 1電勢差 (1)概念：電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力 與電荷量q的比值，即UAB . (2)物理意義：A、B兩點間的電勢差在數(shù)值上等于移動 電場力所做的功 (3)電壓：指電勢差的 . 所 做 的 功 WAB單 位 正 電 荷 絕 對 值 (4)影 響 因 素 ： 電 勢 差 UAB與 電 場 力 做 功WAB無 關(guān) ， 與 電 荷 所 帶 電 荷 量 q無 關(guān) 它是 由 決 定 的 ， 與 初 、末 位 置 有 關(guān) ， 與 零 勢 點 的 選 取 (5)與 場 強 的 關(guān) 系 ： U Ed 適 用 條 件 ：

2、 勻 速 電 場 中 ， d為 方 向 的 距 離 數(shù) 值 關(guān) 系 ： 勻 強 電 場 中 ， 場 強 等 于 沿 方 向 單 位 距 離 上 的 電 勢 差 電 場 本 身 的 性 質(zhì)無 關(guān)沿 電 場 線 電 場 線 2電勢 (1)定 義 ： 電 場 中 某 點 A與 零 電 勢 點 間 的 (2)大 小 ： 等 于 由 該 點 移 動到 零 電 勢 點 時 電 場 力 所 做 的 功 (3)正 負(fù) ： 電 勢 的 標(biāo) 量 ， 只 有 大 小 ， 沒 有方 向 ， 其 正 (負(fù) )號 表 示 比 高 (低 ) (4)相 對 性 ： 同 一 點 的 電 勢 隨 選 取 的 不 同 而 不 同

3、通 常 選 取 或 )的 電 勢 為 零 電 勢 差 單 位 正 電 荷該 點 電 勢 零 電 勢 點 零 電 勢 點 選地 面 無 窮 遠 處 (5)電 勢 與 電 勢 差 的 關(guān) 系 ： UAB A B 若 UAB0， 即 AB， 表 示 A點 電 勢 A B點 電 勢 B. 若 UAB0， 即 A0， AB； UAB0， AB，UAB200V.因負(fù)電荷從B移到C電場力做正功，必是從低電勢點移到高電勢點，即 B2|W34| C P、 O兩 電 荷 可 能 同 號 ， 也 可 能 異 號 D P的 初 速 度 方 向 的 延 長 線 與 O之 間 的距 離 可 能 為 零答案：B 自主學(xué)習(xí)

4、1定義：電 荷 在 電 場 中 具 有 的 能 它 與電 場 和 電 荷 都 有 關(guān) ， 不 能 描 述 電 場 2特點：電 勢 能 是 相 對 的 ， 與 選 取 有 關(guān) ， 電 勢 能 是 標(biāo) 量 ， 但 有 之 分 3電場力做功與電勢能變化的關(guān)系 在 電 場 中 移 動 電 荷 ， 電 場 力 做 正 功 ， 電勢 能 ； 電 場 力 做 負(fù) 功 ， 電 勢能 零 電 勢 點正 、 負(fù) 減 小增 加 電 場 力 做 功 特 點 ： 電 場 力 做 功 與 路 徑 無關(guān) ， 僅 取 決 于 兩 點 間 的 電 勢 差 和 要 移 送的 電 荷 4單位：J， eV； 1eV 1.6 10 1

5、9J.【特別提醒】雖然電勢、電勢能具有相對性，但電勢能的改變和電勢差具有絕對性，與零電勢點的選取無關(guān) 深化拓展一、電勢與電勢能的比較 物 理 量 電 勢 電 勢 能 Ep決 定因 素 電 場 中 某 點 的 電 勢 的 大 小 ，只 跟 電 場 本 身 有 關(guān) ， 跟該 點 電 荷 無 關(guān) 電 勢 能 的 大 小 是由 點 電 荷 q和該 點 電 勢 共同 決 定 的變 化 量 電 勢 差 U是 指 電 場 中 兩 點間 的 電 勢 之 差 ， 即 UAB A B.取 B 0時 ， A UAB 電 勢 能 差 Ep是指 點 電 荷 在 電場 中 兩 點 間 的電 勢 能 之 差 ，即 Ep E

6、pBEpA， EpWAB， 取 EpB0時 ， EpA Ep WAB正 電 荷 ( q)： 電勢 能 的 正 負(fù) 跟電 勢 的 正 負(fù) 相同負(fù) 電 荷 ( q)： 電勢 能 的 正 負(fù) 跟電 勢 的 正 負(fù) 相反 【特別提醒】(1)電勢能是相對的，與電勢零點的選取有關(guān) (2)電勢能不可作為描述電場性質(zhì)的物理量，因為電勢能的大小、正、負(fù)都與檢驗電荷有關(guān)二、電勢能大小的比較 1場電荷判斷法 (1)由 Ea q， 離 場 正 電 荷 越 近 ， 檢 驗 正電 荷 的 電 勢 能 越 大 ； 檢 驗 負(fù) 電 荷 的 電 勢能 越 小 (2)由 E a q， 離 場 負(fù) 電 荷 越 近 ， 檢 驗 正電

7、 荷 的 電 勢 能 越 小 ； 檢 驗 負(fù) 電 荷 的 電 勢能 越 大 2電場線法 (1)正 電 荷 順 著 電 場 線 的 方 向 移 動 時 ， 電勢 能 逐 漸 減 小 ； 逆 著 電 場 線 的 方 向 移 動時 ， 電 勢 能 逐 漸 增 大 (2)負(fù) 電 荷 順 著 電 場 線 的 方 向 移 動 時 ， 電勢 能 逐 漸 增 大 ； 逆 著 電 場 線 的 方 向 移 動時 ， 電 勢 能 逐 漸 減 小 3做功判斷法 無 論 正 、 負(fù) 電 荷 ， 電 場 力 做 正 功 ， 電 荷從 電 勢 能 較 大 的 地 方 移 向 電 勢 能 較 小 的地 方 ， 反 之 ， 如

8、 果 電 荷 克 服 電 場 力 做 功 ，那 么 電 荷 將 從 電 勢 能 較 小 的 地 方 移 向 電勢 能 較 大 的 地 方 針對訓(xùn)練帶電粒子M只在電場力作用下由P點運動到Q點，在此過程中克服電場力做了2.6108J的功，那么() AM在P點的電勢能一定小于它在Q點的電勢能 BP點的場強一定小于Q點的場強 CP點的電勢一定高于Q點的電勢 DM在P點的動能一定大于它在Q點的動能 思路點拔：根據(jù)電場力做功(也是合力的功)能判斷電勢能和動能的變化；因不知電場線的疏密和電場力的大小，無法判斷場強的大小關(guān)系；粒子電性未知，也無法比較電勢高低解析：帶電粒子M只在電場力作用下從P點到Q點，克服電

9、場力做功，其電勢能增加，動能減小，故A、D正確；場強的大小與電場力做功正、負(fù)無關(guān)，故B選項錯；在C選項中，由于帶電粒子的電性未知，故無法確定P點到Q點電勢的高低，C錯答案：AD 總結(jié)提升：題目涉及了電勢能、場強和電勢等基本概念以及對動能定理的運用，考查了考生對基礎(chǔ)知識的掌握程度和利用基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題的能力. 自主學(xué)習(xí)靜電屏蔽 1導(dǎo)體中(包括表面)沒有 的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為 2空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩(無論接地與否)可以把外部電場遮住，使其內(nèi)部不受 的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽 電 荷 的 定 向 移 動零 外 電 場 深化拓展分析靜電平衡問題的核心是內(nèi)部

10、場強為零，分析思路：導(dǎo)體帶電情況電場線電勢 電子的移動方向點撥：兩導(dǎo)體連接時電子由低電勢移向高電勢，與接觸處帶電正負(fù)無關(guān) 針對訓(xùn)練如圖所示，在真空中把一原來不帶電的絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的金屬小球P緩慢地靠近(不相碰)下列說法正確的是() AB端的感應(yīng)電荷越來越多 B導(dǎo)體內(nèi)場強越來越大 C導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強恒大于在N點產(chǎn)生的場強 D導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點場強相 等 解析：導(dǎo)體AB靠近電荷P時，導(dǎo)體中電荷受到外電場力變大，使電荷不斷移動，A、B兩端的感應(yīng)電荷越來越多，A正確由于導(dǎo)體緩慢移動，導(dǎo)體AB總是處于靜電平衡狀態(tài)，其導(dǎo)體內(nèi)部場強為零，B錯誤導(dǎo)體內(nèi)部場強為零，即外加場強與感應(yīng)電

11、荷的附加場強大小相等，方向相反合場強為零，外加電場產(chǎn)生的場強EkQ/r2，因此外加電場在M點的場強比在N點大，所以導(dǎo)體上感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的附加場強恒大于在N點產(chǎn)生的附加場強，C正確而D錯誤答案：AC 規(guī)律方法電勢高低判斷方法： (1)根據(jù)電場線來判斷沿著電場線的方向，電勢逐漸降落在同一等勢面上電勢相等，電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面 (2)根據(jù)電勢差的定義UABWAB/q若UAB0，則A點電勢比B點電勢高；若U ABbc B a b b c C E aEbEc D Ea Eb Ec (2)如 圖 甲 ， a、 b是 同 一 條 電 場 線 (直 線 )上 的 兩 個 點 ，

12、 將 一 負(fù) 電 荷 從 a點 由 靜 止 釋放 ， 負(fù) 電 荷 由 a向 b運 動 過 程 中 的 vt圖 象如 圖 乙 所 示 ， 比 較 a、 b兩 點 的 電 勢 ()和場 強 (E)的 大 小 ， 有 ( ) A ab EaEb B abEaEb C aEb D abEaEb.又知：電場力應(yīng)做正功，由UabWab/q知：Uab0，所以aEQ， UpUQ B EpEQ， UpUQ C EpUQ D EpEQ， UpEQ.題圖中，電場線的方向是由P指向Q，根據(jù)順著電場線的方向，電勢依次降落，有P點電勢大于Q點電勢【答案】A 規(guī)律方法電場力做功的計算方法 (1)用功的定義式：WFscosq

13、Escos(只適用于勻強電場) (2)根據(jù)WABqUAB計算(適用于一切電場) (3)根據(jù)電場力做功與電勢能變化量的關(guān)系，即WEp. (4)由動能定理，得W電W非Ek. 【特別提醒】利用WABqUAB計算電場力的功時，可將q、UAB的正負(fù)號一起代入，計算出WAB的正、負(fù)；也可只代入q、UAB的絕對值，然后根據(jù)電荷的性質(zhì)、電場力方向和移動方向判斷功的正、負(fù) 【例2】 (2008上海市虹口區(qū)模擬)勻強 電 場 中 的 三 點 A、 B、 C是 一 個 三 角 形的 三 個 頂 點 ， AB的 長 度 為 1m， D為 AB的 中 點 ， 如 圖 所 示 已 知 電 場 線 的 方 向平 行 于 A

14、BC所 在 平 面 ， A、 B、 C三 點的 電 勢 分 別 為 14V、 6V和 2V.設(shè) 場 強 大 小為 E， 一 電 量 為 1 10 6C的 正 電 荷 從 D點移 到 C點 電 場 力 所 做 的 功 為 W， 則( ) A W 8 10 6J， E8V/m B W 6 10 6J， E6V/m C W 8 10 6J， E8V/m D W 6 10 6J， E6V/m 解析根據(jù)A、B、C三點的電勢大小關(guān)系，將線段AC三等分，則靠近A的等分點與D點等電勢，靠近C的等分點與B點等電勢，D點電勢為10V.DC之間電勢差為8V，正電荷從D點移到C點電場力所做的功為WqU1106C8V8

15、 106J.由A、B之間的電勢差等于8V，線段AB與等勢線不垂直可知E8V/m，所以A正確 答案A 規(guī)律總結(jié)根據(jù)WqU計算電場力所做的功，根據(jù)EU/d(d為沿電場線方向的距離)判斷電場強度的大小勻強電場中任一條直線上經(jīng)過相等的距離電勢差大小相等在勻強電場中，任意一組平行線上等距離的兩點之間的電勢差相等電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功，電勢能增加；動能的變化取決于合外力做的功，機械能的變化取決于除重力以外其他力做的功 如 圖 所 示 ， 一 光 滑 絕 緣 細(xì) 桿 豎 直 放 置 ，它 與 以 正 電 荷 Q為 圓 心 的 某 一 圓 周 交 于 B、C兩 點 質(zhì) 量 為 m、 帶 電 荷

16、 量 為 q的 有孔 小 球 沿 桿 從 A點 由 靜 止 開 始 下 滑 ， 已 知q Q， AB h， 小 球 滑 到 B點 的 速 度 大小 為 求 ： (1)小 球 由 A到 B的 過 程 中 電 場 力 做 的 功 ； (2)A、 C兩 點 間 的 電 勢 差 解析：(1)由動能定理：得 (2)由于B、C位于同一等勢面上，所以，A、C間的電勢差等于A、B間電勢差，即 總結(jié)提升：借助動能定理，間接求解變化的電場力做功；借助等勢面性質(zhì)將問題轉(zhuǎn)化，同時，對運動形式復(fù)雜而初末狀態(tài)清晰的電場問題要善于用能量的觀點處理. 【例3】 如 圖 所 示 ， a、 b、 c是 勻 強 電場 中 的 三

17、點 ， 并 構(gòu) 成 一 等 邊 三 角 形 ， 邊長 L 將 一 帶 電 荷 量 q 2 10 6C的 電 荷 從 a點 移 到 b點 ， 電 場 力 做 功Wab 1.2 10 5J； 若 將 同 一 點 電 荷 從a點 移 到 c點 ， 電 場 力 做 功 Wac 6 106J， 試 求 勻 強 電 場 的 電 場 強 度 E. 解析因為 ca，所以Uab9V.將cb分成三等份，每一等份的電勢差為3V，如圖所示，連接ad，并從c點開始依次作ad的平行線，得到各等勢線，作等勢線的垂線ce，場強方向由c指向e，所以 得3cos2cos，又60，故3cos2cos(60)cos 2cos解得co

18、s 答案200V/m 總結(jié)提升如果利用UEd計算A、B兩點間的電勢差，U的正負(fù)，要由電場線的方向作出確定 如 圖 所 示 ， 虛 線 方 框 內(nèi) 有 一 勻 強 電 場 ， A、B、 C為 該 電 場 中 的 三 個 點 已 知 A12V， B 6V， C 6V.試 在 該 方 框 中作 出 該 電 場 的 示 意 圖 (即 畫 出 幾 條 電 場 線 )，并 要 求 保 留 作 圖 時 所 用 的 輔 助 線 若 將一 個 電 子 從 A點 移 到 B點 ， 電 場 力 做 多 少電 子 伏 特 的 功 ？ 思維點拔：由于電場線與等勢面垂直，而且在勻強電場中與等勢點連線垂直的線一定是電場線電

19、勢相等的點可以根據(jù)勻強電場電勢均勻降低的特點，把線段等分來尋找 解析：如圖所示，用虛線連接AC.因A12V，C6V，把AC線段分為三等份，得D點的電勢D6V.連接DB，則DB為一條等勢線，可以畫出與等勢線垂直的電場線，如圖中實線所示，電勢降低的方向為場強方向?qū)⒁浑娮訌腁點移到B點，電場力做的功WeUABe(126)V6eV.答案：見 解 析 圖 6eV 【例4】 如 圖 所 示 ， 虛 線 表 示 電 場 中 的一 簇 等 勢 線 ， 相 鄰 等 勢 線 之 間 的 電 勢 差相 等 ， 一 電 子 以 一 定 的 初 速 度 進 入 電 場中 ， 只 在 電 場 力 的 作 用 下 由 M點

20、 運 動 到 N點 ， 運 動 軌 跡 如 圖 中 實 線 所 示 由 此 可判 斷 ( ) A M點 電 勢 低 于 N點 電 勢 B 電 子 在 M點 受 到 的 電 場 力 大 于 在 N點受 到 的 電 場 力 C 電 子 在 M點 的 電 勢 能 小 于 在 N點 的 電勢 能 D 電 子 在 M點 的 動 能 小 于 在 N點 的 動 能 解析由電場線和等勢線的關(guān)系，畫出電場線的大致分布，再由曲線運動知識畫出電子受電場力的方向，從而判斷出電場線的方向，由此即可知M點電勢高于N點，故A錯；由于M點的等勢線疏于N點，故M點的場強小于N點，電子在M點受電場力就小于在N點受的電場力，故B錯

21、；由于電子由M到N電場力做負(fù)功，其電勢能增加，故電子在M點的電勢能小于在N點的電勢能，故C對；由能量守恒知電子在M點的動能大于在N點的動能，故D錯 答案C 總結(jié)提升由運動軌跡判斷物體的運動情況應(yīng)牢記物體做曲線運動的條件，物體在軌跡上任一點所受合外力一定指向軌跡的凹側(cè) (2009高考全國 )圖 中 虛 線 為 勻 強 電 場中 與 場 強 方 向 垂 直 的 等 間 距 平 行 直 線 ，兩 粒 子 M、 N質(zhì) 量 相 等 ， 所 帶 電 荷 的 絕 對值 也 相 等 現(xiàn) 將 M、 N從 虛 線 上 的 O點 以相 同 速 率 射 出 ， 兩 粒 子 在 電 場 中 運 動 的軌 跡 分 別 如

22、 圖 中 兩 條 實 線 所 示 點 a、 b、c為 實 線 與 虛 線 的 交 點 已 知 O點 電 勢 高于 c點 ， 若 不 計 重 力 ， 則( ) A M帶 負(fù) 電 荷 ， N帶 正 電 荷 B N在 a點 的 速 度 與 M在 c點 的 速 度 大 小相 同 C N在 從 O點 運 動 至 a點 的 過 程 中 克 服 電場 力 做 功 D M在 從 O點 運 動 至 b點 的 過 程 中 ， 電 場力 對 它 做 的 功 等 于 零 解析：本題考查帶電粒子在勻強電場中的運動，意在考查考生運用電場力和功能關(guān)系等解決實際問題的能力；因為O點電勢高于c點電勢，可知場強方向豎直向下，正電荷受到的電場力向下，負(fù)電荷受到的電場力向上，可知M是正電荷，N是負(fù)電荷，故A錯誤；M運動到c點電場力做正功，N運動到a點電場力也做正功，且M、N電量相等，勻強電場中相等間距的等勢線間的電勢差也相等，所以做功相等，B正確、C錯誤；由于O、b點在同一等勢面上，故M在從O點運動到b點的過程中電場力做功為零，D正確 答案：BD 請同學(xué)們認(rèn)真完成課后強化作業(yè)