（江苏专版）2019年高考物理总复习 第26讲 电场能的性质讲义.doc

《（江苏专版）2019年高考物理总复习 第26讲 电场能的性质讲义.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专版）2019年高考物理总复习 第26讲 电场能的性质讲义.doc（12页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1第第 2626 讲讲 电场能的性质电场能的性质考情剖析考查内容考纲要求及变化考查年份考查详情能力要求匀强电场中电势差与电场 强度的关系电势差, 13 年,T6选择，考查点电荷周围电势、电势能的大小比较及电场力做功的判断 14 年,T4选择，考查电势和场强的关系 17 年,T8选择，考查根据电势随距离的变化关系图分析电场强度、电势能的变化 15 年,T8选择考查电势和场强以及他们之间的相互关系 16 年,T3选择，考查点电荷周围电势高低的判断、电场线与等势面的关系及电场力做 功的判断,推理、理解 弱项清单,1.电场力做功与电势能变化的关系； 2如何根据电场线以及电势的定义式判断电势的高低； 3

2、匀强电场中电势差与电场强度的关系； 4不能很好的掌握电场线、电场强度、电势、电势差的概念及它们之间的关系知识整合一、静电力做功与电势能1静电力做功的特点 静电力做功与路径_，只与电荷的_有关(电荷及电场一定时) 2电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于_ _. 通常取电荷在_处电势能为零2(2)电场力做功与电势能变化的关系： 电场力做的功等于_，即 WAB_(静电力对电荷做正 功，电荷的电势能_，静电力对电荷做负功，电荷的电势能_) 二、电势 等势面 1电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的_与它的_的比值 (2)定义式：_ (3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选

3、取_的不同而不同，通常选 取_处为零电势点 (4)矢标性：电势是_，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比 _ (5)公式中的 q 要代入正负号 2等势面：电场中电势相等的点构成的面叫等势面 (1)等势面一定与电场线_ (2)在同一等势面上移动电荷静电力_ (3)电场线方向总是从_的等势面指向_的等势面 (4)等差等势面越密的地方电场强度_，反之越小3几种常见的典型电场的等势面分布电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场_于电场线的一簇_点电荷的电场以点电荷为_的一簇_等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势_等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势_，而在 连线的中垂线上，中点电势_三、电势差3

4、1电势差定义式：_ 2电势差特点 (1)电势差与电场中的两点位置及电场本身有关，而与移动的电荷_ (2)电势差也等于电势之差 UABAB，有正负，但无方向，是_量 3匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)公式：_，只适用于_ (2)d 为某两点沿_方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离 (3)匀强电场中 E_，电场强度的方向是_最快的方向 方法技巧考点 1 电势高低、电势能大小的判断方法 1电势高低的判断判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功根据 UAB，将 WAB、q 的正负号代入，由 UAB的正负判断 A、B的WAB q高低依据场源电荷的正负取无穷远处电势

5、为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值； 靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据电势能的高低正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大2.电势能大小的判断判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加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公式法由 Epqp将 q、p的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势 能越大；Ep的负值越小，电势能越大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，动能增加， 电势能减小，反之，电势能增加3.从电场线看电场强度、电场力、电势高低以及等势面的疏密

6、【典型例题 1】 (17 年盐城模拟)如图所示，一对等量正点电荷电场的电场线(实线)和 等势线(虚线)图中 A、B 两点电场强度大小分别为 EA、EB电势分别为 A、B.下列判断正 确的是( )4AEAEB，AB BEAEB，AB DEAFc，EaFb，EaEbCFbFc，EbEc 考点 3 匀强电场中电势差与场强的关系 1在匀强电场中，不与电场线垂直的同一直线上的距离相同的两点间的电势差相等， 相互平行的相等线段的两端点电势差也相等 2在匀强电场中，不与电场线垂直的同一条直线上或几条相互平行的直线上两点间的5电势差与两点间的距离成正比如图所示 ACPR，则.UAB xABUBC xBCUPQ

7、 xPQUQR xQR【典型例题 3】 (多选)一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内 a、b、c 三点的位 置如图所示，三点的电势分别为 10 V、17 V、26 V下列说法正确的是( )A电场强度的大小为 2.5 V/cmB坐标原点处的电势为 1 VC电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eVD电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV 考点 4 用功能关系分析带电粒子的运动 1电场力做功的计算方法 (1)由公式 WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场可变形为 WqEd(dlcos)， 式中 d 为电荷初、末位置在电场方向上的位移 (2)由公式 WqU 计算时有两

8、种方法： 三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方 向间的夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功 代入符号，将公式写成 WABqUAB，特别是在比较 A、B 两点电势高低时更为方便：先计算 UAB，若 UAB0，即 AB0，则 AB；若 UAB0，即 AB0，则WAB qAB. (3)由动能定理计算：W电场力W其他力Ek. (4)由电势能变化计算：WEp. 2功能关系 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变； (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者总和保持不变； (3)除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化； (4)所有外

9、力对物体所做的功，等于物体动能的变化 【典型例题 4】 如图所示，直线上有 O、a、b、c 四点，ab 间的距离与 bc 间的距离相 等在 O 点处有固定点电荷，已知 b 点电势高于 c 点电势若一带负电荷的粒子仅在电场力 作用下先从 c 点运动到 b 点，再从 b 点运动到 a 点，则( )6A两过程中电场力做的功相等B前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C前一过程中，粒子电势能不断减小D后一过程中，粒子动能不断减小2.(多选)如图所示，在竖直平面内 xOy 坐标系中分布着与水平方向成 45角的匀强电场，将一质量为 m、带电荷量为 q 的小球，以某一初速度从 O 点竖直向上抛出，

10、它的轨迹恰好满足抛物线方程 ykx2，且小球通过点 p( ， )已知重力加速度为 g，1 k1 k则( )A电场强度的大小为mg qB小球初速度的大小为g 2kC小球通过点 p 时的动能为5mg 4kD小球从 O 点运动到 p 点的过程中，电势能减少2mgk考点 5 静电场中的图象 1主要类型 (1)vt 图象；(2)x 图象；(3)Ex 图象 2应对策略 (1)vt 图象：根据 vt 图象的速度变化、斜率变化(即加速度的变化)，确定电荷所受 电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变 化 (2)x 图象：电场强度的大小等于 x 图线的斜率大小，电场强度为零

11、处，x 图线存在极值，其切线的斜率为零在 x 图象中可以直接判断各点电势的大小，并可 根据电势大小关系确定电场强度的方向在 x 图象中分析电荷移动时电势能的变化， 可用 WABqUAB，进而分析 WAB的正负，然后作出判断 (3)Ex 图象：根据 Ex 图象中 E 的正负确定电场强度的方向，再在草纸上画出对应电 场线的方向，根据 E 的大小变化，确定电场的强弱分布 【典型例题 5】 一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取 该直线为 x 轴，起始点 O 为坐标原点，其电势能 Ep与位移 x 的关系如图所示下列图象中 合理的是( )7A电场强度与位移关系 B粒子动能与位移关系C

12、粒子速度与位移关系 D粒子加速度与位移关系3.两电荷量分别为 q1和 q2的点电荷放在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线 上各点电势 随 x 变化的关系如图所示，其中 A、N 两点的电势均为零，ND 段中的 C 点电 势最高，则( )AN 点的电场强度大小为零BA 点的电场强度大小为零CNC 间场强方向指向 x 轴正方向D将一负点电荷从 N 点移到 D 点，电场力先做正功后做负功8当堂检测 1.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内 的电场线分布如图所示容器内表面为等势面，A、B 为容器内表面上的两点，下列说法正 确的是( )第 1 题图AA 点的电场强度比 B 点

13、的大B小球表面的电势比容器内表面的低CB 点的电场强度方向与该处内表面垂直D将检验电荷从 A 点沿不同路径移到 B 点，电场力所做的功不同 2(17 年南京模拟)如图所示实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷 为中心的圆，M 点是两点电荷连线的中点，若将一试探正点电荷从虚线上 N 点移动到 M 点， 则( )第 2 题图A电荷所受电场力大小不变B电荷电势能大小不变C电荷电势能逐渐减小D电荷电势能逐渐增大 3(多选)如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条方向未标出的电场线， 虚线 AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹设电子在 A、B 两点的加速度大小分别为 a

14、A、aB，电势能分别为 EpA、EpB.下列说法正确的是( )第 3 题图A电子一定从 A 向 B 运动B若 aAaB，则 Q 靠近 M 端且为正电荷C无论 Q 为正电荷还是负电荷一定有 EpAFaFc；沿电场线的方向电势降低，由图可知，右侧的电势高，左侧的电势低， 所以c处的电势最高，a处的电势最低，电子带负电，在电势高的地方的电势能小，所以 FaFbFc，故 D 正确 典型例题 3ABD 【解析】 如图所示，设a、c之间的d点电势与b点相同，则 ，d点坐标为(3.5 cm，6 cm)，过c点作cfbd于f，由几何关系可得ab dc1017 17267 9cf3.6 cm，则电场强度E V/

15、cm2.5 V/cm，A 正确；因为四边形Oacb是矩U d2617 3.6形，所以有UacUob，解得坐标原点O处的电势为 1 V，B 正确；a点电势比b点电势低 7 V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高 7 eV，C 错误；b点电势比c点电 势低 9 V，电子从b点运动到c点，电场力做功为 9 eV，D 正确典型例题 4C 变式训练 2BC 【解析】 由轨迹方程ykx2可知小球运动轨迹为初速度向上的抛物线，合力向右，如图所示，由受力分析可知mgEq，E，A 错误联立方程2mgqgt2， v0t，解得v0，B 正确；据动能定理mgEkmv，得Ek，C 正确；1 k1 21 kg

16、 2k1 k1 22 05mg 4kEpWEqmg，D 错误2k22k2mg k典型例题 5D 【解析】 粒子的电势能随位移变化的图象斜率对应粒子所受的静 电力大小，故可知电场力、电场强度及粒子加速度随位移变化应该是越来越小，故 A 错， D 对；粒子动能随位移变化的图象斜率对应粒子所受合外力的大小，而此时的合外力即为 粒子所受静电力，故 B 错；粒子沿x轴的运动是一个加速度减小的加速运动，故速度与位 移不一定是线性关系，C 错 变式训练 3 D 【解析】 图象某点切线斜率的绝对值表示电场强度， A、N点的 电势等于零，电场强度大小不为零，选项 A、B 错误；从N到C电势升高，NC间场强方向

17、指向x轴负方向，选项 C 错误；从N到C电势升高，从C到D电势降低，将一负点电荷从 N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电场力做负功，选项 D 正确故选 D. 当堂检测 1C 【解析】 电场线的疏密反映电场的强弱，电场线越密，电场越强，据图可知， B点的电场强度比A点大，选项 A 错误；沿电场线电势降低，小球表面的电势比容器内表 面的高，选项 B 错误；容器内表面为等势面，而电场线总与等势面垂直，故B点的电场强 度方向与该处内表面垂直，选项 C 正确；A、B两点等电势，将检验电荷从A点沿不同路径 移到B点，电场力做功均为零，选项 D 错误故选 C. 2C 【解析】 由电场线的分布情况可知

18、，N处电场线比M处电场线疏，则N处电 场强度比M处电场强度小，由电场力公式FqE可知正点电荷从虚线上N点移动到M点， 电场力逐渐增大，故 A 错误根据顺着电场线方向电势降低，知虚线上各点的电势比正电 荷处的电势低，根据UEd知：N与正电荷间的电势差小于M与正电荷的电势差，所以N 点的电势高于M点的电势，从N点到M点，电势逐渐降低，正电荷的电势能逐渐减小，故 C 正确，B、D 错误 3BC 【解析】 电子在电场中做曲线运动，虚线AB是电子只在静电力作用下的运 动轨迹，电场力沿电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示，第 3 题图 由所知条件无法判断电子的运动方向，故 A 错误

19、；若aAaB，说明电子在M点受到的电 场力较大，M点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M端为场源电荷的位 置，应带正电，故 B 正确；无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势AB，电子电势能 Epe，电势能是标量，所以一定有EpAEb，FaqEaFbqEb，选项 C 正确；电场方向总是由高电势点指向低电 势点，在a点的电场强度方向向左，在b点的电场强度方向向右，故Exa与Exb方向相反， 电势的高低与电场强度的大小没有关系，故 A、B 错；当点电荷是负电荷时，沿x轴从a移 到b的过程中，电场先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故 D 错故选 C. 6BC 【解析】 根据电场的叠加可知 B 移走前 F 点的场强比移走后单独 A 产生的场强 大，所以 E 减小，加速度 a 减小，A、D 错误；移走前 F 点电势为零，移走后 F 点电势大于 零， B 正确；电势升高，负电荷的电势能增大，C 正确