高考物理總復(fù)習(xí) 第2講 電場(chǎng)的能的性質(zhì)課件 新人教版選修31

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1、路徑路徑 初、末位置初、末位置 重力重力 qEd 電場(chǎng)線方向電場(chǎng)線方向 零勢(shì)能零勢(shì)能 減少量減少量 無窮遠(yuǎn)處無窮遠(yuǎn)處 地球地球 (1)求電場(chǎng)力做功的幾種方法由公式WFlcos計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，可變形為WEqlcos.由WABqUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場(chǎng)由電勢(shì)能的變化計(jì)算：WABEpAEpB.由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場(chǎng)力W其他力Ek.(2)電場(chǎng)中的功能關(guān)系若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變?nèi)糁挥须妶?chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變除重力、彈簧彈力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化電勢(shì)能電勢(shì)能Ep 電荷量電荷量q 標(biāo)量標(biāo)量 零電勢(shì)零電勢(shì) 相對(duì)性相

2、對(duì)性 零電勢(shì)點(diǎn)零電勢(shì)點(diǎn) 電勢(shì)相等電勢(shì)相等 電場(chǎng)線電場(chǎng)線 同一等勢(shì)面同一等勢(shì)面 電勢(shì)高電勢(shì)高 電勢(shì)低電勢(shì)低 越大越大 越小越小 幾種常見的電場(chǎng)的等勢(shì)面分布電場(chǎng)電場(chǎng)等勢(shì)面等勢(shì)面(實(shí)線實(shí)線)圖樣圖樣重要描述重要描述勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直于電場(chǎng)線的一簇平垂直于電場(chǎng)線的一簇平面面點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)以點(diǎn)電荷為球心的一簇以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面球面電場(chǎng)電場(chǎng)等勢(shì)面等勢(shì)面(實(shí)線實(shí)線)圖樣圖樣重要描述重要描述等量異種等量異種點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)連線的中垂面為等勢(shì)面連線的中垂面為等勢(shì)面等量同種等量同種正點(diǎn)電荷正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的電場(chǎng)連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最低，而在中垂線上，中低，而在中垂線上，中點(diǎn)電

3、勢(shì)最高點(diǎn)電勢(shì)最高力做的功力做的功WAB 電場(chǎng)電場(chǎng) 電荷量電荷量q AB 無關(guān)無關(guān) 無關(guān)無關(guān) 電勢(shì)電勢(shì) 沿電場(chǎng)方向沿電場(chǎng)方向 降低降低 電場(chǎng)電場(chǎng) 判斷方法判斷方法具體應(yīng)用具體應(yīng)用依據(jù)電場(chǎng)依據(jù)電場(chǎng)線方向線方向沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)線由電勢(shì)高的沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面判斷方法判斷方法具體應(yīng)用具體應(yīng)用依據(jù)電場(chǎng)依據(jù)電場(chǎng)力做功力做功正電荷只在靜電力作用下且初速度為零，由高電勢(shì)正電荷只在靜電力作用下且初速度為零，由高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng)，負(fù)電荷相反靜電力對(duì)正電荷做正向低電勢(shì)移動(dòng)，負(fù)電荷相反靜電力對(duì)正電荷做正功，正電荷一定從高電勢(shì)向低電

4、勢(shì)移動(dòng)，負(fù)電荷相功，正電荷一定從高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng)，負(fù)電荷相反反依據(jù)電勢(shì)依據(jù)電勢(shì)能大小能大小正電荷在電勢(shì)較高處電勢(shì)能較大，負(fù)電荷在電勢(shì)較正電荷在電勢(shì)較高處電勢(shì)能較大，負(fù)電荷在電勢(shì)較低處電勢(shì)能較大低處電勢(shì)能較大依據(jù)場(chǎng)依據(jù)場(chǎng)源電荷源電荷的正、負(fù)的正、負(fù)取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，正電荷周圍電勢(shì)為正值，取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，正電荷周圍電勢(shì)為正值，且離正電荷越近電勢(shì)越高；負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)且離正電荷越近電勢(shì)越高；負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值，且離負(fù)電荷越近電勢(shì)越低值，且離負(fù)電荷越近電勢(shì)越低2.電勢(shì)能大小的判斷方法判斷方法判斷方法具體應(yīng)用具體應(yīng)用根據(jù)電場(chǎng)線根據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷的方向判斷(1)正電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)電勢(shì)能

5、減小正電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)電勢(shì)能減小(2)負(fù)電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)電勢(shì)能增加負(fù)電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)電勢(shì)能增加根據(jù)做功判斷根據(jù)做功判斷(1)靜電力做正功，電勢(shì)能必減小靜電力做正功，電勢(shì)能必減小(2)靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能必增加靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能必增加根據(jù)公式判斷根據(jù)公式判斷由由Epq知，正電荷，電勢(shì)越高，電勢(shì)能越大；負(fù)電知，正電荷，電勢(shì)越高，電勢(shì)能越大；負(fù)電荷，電勢(shì)越高，電勢(shì)能越小荷，電勢(shì)越高，電勢(shì)能越小根據(jù)能量根據(jù)能量守恒判斷守恒判斷在電場(chǎng)中，若只有靜電力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相在電場(chǎng)中，若只有靜電力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，反之，電勢(shì)能增加互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能

6、減小，反之，電勢(shì)能增加根據(jù)場(chǎng)源根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷電荷判斷(1)離場(chǎng)源正電荷越近，試探正電荷電勢(shì)能越大，試探負(fù)離場(chǎng)源正電荷越近，試探正電荷電勢(shì)能越大，試探負(fù)電荷電勢(shì)能越小電荷電勢(shì)能越小(2)離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，試探正電荷電勢(shì)能越小，試探負(fù)離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，試探正電荷電勢(shì)能越小，試探負(fù)電荷電勢(shì)能越大電荷電勢(shì)能越大A三個(gè)等勢(shì)面中，c的電勢(shì)最高B帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小C帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)的小D帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q點(diǎn)的加速度小嘗試解答由于帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)，其所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌跡的凹側(cè)，且和等勢(shì)面垂直，考慮到質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，所以電場(chǎng)線方向是從c指向b再指向a，根

7、據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸減小，可知UcUbUa，故選項(xiàng)A正確；質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，且P點(diǎn)的電勢(shì)低于Q點(diǎn)，根據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大，可知帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，帶電質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中各點(diǎn)處的功能與電勢(shì)能之和保持不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，P點(diǎn)處的等勢(shì)線較密，所以EPEQ，qEpqEQ，根據(jù)牛頓第二定律，帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q點(diǎn)的加速度大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤本題答案為A.答案 A(2012廣西柳鐵一中月考)如下圖所示，真空中M，N處放置兩等量異號(hào)電荷，a，b，c表示電場(chǎng)中的3條等勢(shì)線，d點(diǎn)和e點(diǎn)位于等勢(shì)線a上，f點(diǎn)位于等勢(shì)線c上，d

8、f平行于MN.已知：一帶正電的試探電荷從d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn)時(shí)，試探電荷的電勢(shì)能增加，則以下判斷正確的是()AM點(diǎn)處放置的是正電荷B若將帶正電的試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)，則電場(chǎng)力先做正功、后做負(fù)功Cd點(diǎn)的電勢(shì)高于f點(diǎn)的電勢(shì)Dd點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與f點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全相同解析根據(jù)題意，帶正電的試探電荷在f點(diǎn)的電勢(shì)能高于d點(diǎn)的電勢(shì)能，又因?yàn)檎姾傻碾妱?shì)能越高，代表這個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)越高，所以f點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)閒點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)，這說明c等勢(shì)線上各點(diǎn)電勢(shì)高于a等勢(shì)線上各點(diǎn)電勢(shì)，又因?yàn)轫樦妶?chǎng)線方向電勢(shì)越來越低，所以連接M，N處兩點(diǎn)的電場(chǎng)線由N指向M，故N點(diǎn)處放置的是正電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 根據(jù)

9、等量異種電荷周圍電場(chǎng)線的分布情況，可知，d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與f點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向肯定不同，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由于電場(chǎng)線由N指向M，所以正電荷在沿直線由d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能先減小后增大，即電場(chǎng)力先做正功、后做負(fù)功，或者根據(jù)電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向間的夾角判斷，選項(xiàng)B正確答案 B(2)連接等勢(shì)點(diǎn)，畫出等勢(shì)線(3)根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直畫出電場(chǎng)線(4)根據(jù)UEd及UABAB求所求點(diǎn)的電勢(shì)1.功能關(guān)系(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變；(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變；(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化(4)所有力對(duì)物體所做的功，等于物體

10、動(dòng)能的變化A動(dòng)能減少B電勢(shì)能增加C動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少D重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加思路啟迪(1)由軌跡判斷電場(chǎng)力方向及油滴電性(2)由功能關(guān)系及能量守恒判斷動(dòng)能及電勢(shì)能、重力勢(shì)能的變化情況嘗試解答該油滴從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，根據(jù)其軌跡的彎曲趨勢(shì)，結(jié)合力學(xué)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，可以判斷電場(chǎng)力一定豎直向上，且電場(chǎng)力大于重力，所以油滴帶負(fù)電荷. 運(yùn)動(dòng)過程中合力向上做正功，根據(jù)動(dòng)能定理，油滴動(dòng)能增加，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能必然減少，B錯(cuò)誤；該處能量守恒的形式表現(xiàn)為電勢(shì)能、機(jī)械能(動(dòng)能重力勢(shì)能)之和守恒，根據(jù)能量守恒定律，既然動(dòng)能增加，則重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和一定減少，D錯(cuò)誤；油滴上升，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能和

11、電勢(shì)能之和必然減少，所以本題正確選項(xiàng)是C.答案 C(2012臺(tái)州4月調(diào)考)如右圖所示，一質(zhì)量為m的塑料球形容器放在桌面上，它的內(nèi)部有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，彈簧直立地固定于容器內(nèi)壁的底部，彈簧上端用絕緣體系住一個(gè)帶正電q、質(zhì)量也為m的小球. 從加一個(gè)豎直向上的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)起，到容器對(duì)桌面壓力減為零時(shí)為止，求：(1)小球的電勢(shì)能改變量；(2)容器對(duì)桌面壓力減為零時(shí)小球的速度大小(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P119)物理思想建模綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和動(dòng)能觀點(diǎn)分析電場(chǎng)問題最近幾年的高考命題，突出考查力、電兩個(gè)主干知識(shí)的同時(shí)，電場(chǎng)性質(zhì)與力學(xué)問題的綜合考查的幾率越來越高，特別是對(duì)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)、動(dòng)能定理、牛頓第二定律

12、等力學(xué)問題考查分析、理解和應(yīng)用能力，挖掘隱含信息能力(1)小滑塊與水平面間滑動(dòng)摩擦力的大小(2)小滑塊剛要到達(dá)b點(diǎn)時(shí)加速度的大小和方向(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程l路AM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CM、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)靜止釋放一帶正電的粒子，該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)分析 錯(cuò)解一：認(rèn)為P點(diǎn)與M點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同則電勢(shì)相同而漏選A項(xiàng). 錯(cuò)解二：認(rèn)為OMMN，則M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；或者知道沿OMN方向場(chǎng)強(qiáng)減小，但不能由UEd利用微元法判斷M、N與O、M間電勢(shì)差的關(guān)系錯(cuò)解三：認(rèn)為在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子是不能做直

13、線運(yùn)動(dòng)的而漏選D項(xiàng)正確解答 由于MPON，等勢(shì)面垂直于電場(chǎng)線，故過M點(diǎn)的等勢(shì)面在P點(diǎn)下方，M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高，A項(xiàng)正確；負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，與OP方向成大于90的角，電場(chǎng)力做負(fù)功，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于沿OMN方向電場(chǎng)強(qiáng)度變小，由UEd可判斷UOMUMN，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電的粒子，粒子所受電場(chǎng)力始終沿y軸正方向，因此粒子沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)，D正確答案為AD.不明確常見的電場(chǎng)線和等勢(shì)線的分布特點(diǎn)；對(duì)等量同種電荷和異種電荷在電場(chǎng)線上、中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)變化的規(guī)律不清楚(2012河北摸底)電場(chǎng)中等勢(shì)面如下圖所示，下列關(guān)于該電場(chǎng)描述正確的是()AA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的小B負(fù)

14、電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能比C點(diǎn)電勢(shì)能大C電荷沿等勢(shì)面AB移動(dòng)過程中，電場(chǎng)力始終不做功D正電荷由A移到C，電場(chǎng)力做負(fù)功解析根據(jù)等電勢(shì)差處距離越近電場(chǎng)強(qiáng)度越大可知，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；負(fù)電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能比C點(diǎn)電勢(shì)能小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電荷沿等勢(shì)面AB移動(dòng)過程中，電場(chǎng)力始終不做功，選項(xiàng)C正確；正電荷由A移到C，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案 C易錯(cuò)點(diǎn)2：對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系不明確AB、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC3 VBA點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)C負(fù)電荷由C點(diǎn)移到A點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加D該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1 V/m易錯(cuò)分析 錯(cuò)解一：對(duì)電場(chǎng)力做功的計(jì)算不規(guī)范，沒有代入“”、“”號(hào)計(jì)算，導(dǎo)致錯(cuò)選A、B

15、項(xiàng)；錯(cuò)解二：對(duì)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系不明確，認(rèn)為電場(chǎng)力對(duì)正電荷做功，正電荷電勢(shì)能減少；對(duì)負(fù)電荷做功，負(fù)電荷電勢(shì)能增加，從而錯(cuò)選C項(xiàng)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任意一條直線(這條直線不與等勢(shì)面平行)的電勢(shì)都均勻變化，電勢(shì)差與長(zhǎng)度成正比，且沿著電場(chǎng)線方向有UEd.(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P120)1(2012福建卷)如右圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1，q2分別置于A，B兩點(diǎn)，虛線為等勢(shì)線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1，q2移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則下列說法正確的是 ()AA點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)BA，B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點(diǎn)的電勢(shì)

16、能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能答案答案 C3.(2012常州模擬)如右圖所示，在粗糙的斜面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無初速度釋放帶有恒定電荷的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中沿斜面運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)停下，則從M到N的過程中，下列說法正確的是()A小物塊所受的電場(chǎng)力減小B小物塊的電勢(shì)能可能增加CM點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)D小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定小于克服摩擦力做的功解析小物體所受的摩擦阻力不變，它先加速后減速，說明它所受合外力先向下后向上，又由于遠(yuǎn)離點(diǎn)電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力越來越小，故電場(chǎng)力方向沿斜面向下，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，A對(duì)，B錯(cuò)；由于小物體及Q的電性無法確定，故C錯(cuò)；由功能關(guān)系，小物體減少的電勢(shì)能與重力勢(shì)能之和等于克服摩擦力做的功，D對(duì)答案 AD(1)小球在B點(diǎn)的速度vB；(2)小球進(jìn)入電場(chǎng)后滑行的最大距離x2；(3)小球從A點(diǎn)滑至C點(diǎn)的時(shí)間