2012届高考物理总复习重难点诠释、典例剖析课件：第九章 电场 第2讲 电场的能的性质

第九章：电场重点难点诠释………………04典型例题剖析………………11适时仿真训练………………15重点难点诠释跟踪练习1如图为场源电荷+Q的电场，A、B为某一条电场线上的两点，则()A.正电荷在A点具有的电势能较在B点处大B.正电荷在A点具有的电势能较在B点处小C.负电荷在A点具有的电势能较在B点处大D.负电荷在A点具有的电势能较在B点处小［答案］AD［解析］将正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电荷的电势能减小，选项A对B错.将负电荷从A点移到B点，电场力做负功，电荷的电势能增加，选项C错D对，故本题正确选项为AD.跟踪练习2将一电荷量为－2×10－8C的点电荷，从零电势点S移到M点要反抗电场力做功4×10－8J，则M点的电势φM=V.若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×10－8J，则N点的电势φN=V.该电荷在M点处具有的电势能为J.重点难点诠释［解析］(1)S、M间的电势差又USM=φS－φM∴φM=－USM=－2V.V2V10210488qWUSMSM重点难点诠释［答案］－25－1.0×10－7(2)又UMN=φM－φN∴φN=φM－UMN=－2V－(－7)V=5V.(3)M、S之间的电势差UMS=φM－φS=5V将电荷从M点移到S点，电场力做功WMS=qUMS=－2×10－8×5J=－1.0×10－7J即从M→S电场力做负功，电势能增加，1.0×10－7J.故在M点具有的电势能为ε=－1.0×10－7J.V7V102101488qWUMNMN跟踪练习3在静电场中，下列说法正确的是()A.电场强度为零的位置，电势一定为零B.电势为零的位置电场强度一定为零C.同一等势面上的各点电场强度一定相等D.电场力对电荷做了功，则电荷的初末位置一定不在同一等势面上重点难点诠释［解析］因电场强度是客观的，而电势是主观的，其值与零电势的选取有关.故选项AB均不对；也可以用例举法进行分析，可通过对等量同种电荷及等量异种电荷连线中垂线上电场线的分布来分析，在等量正点电荷连线的中点场强为零,如果选重点难点诠释无穷远处电势为零，则该点电势为正，因为从这一点沿中垂线向无穷远处移动正电荷电场力做正功，由WAB=qUAB0可知该点电势为正，A错；用同样的方法研究等量异种点电荷连线的中点及中垂线，可知中垂线是等势线，如选无穷远处电势为零，则中垂线电势为零，所以B、C错；由WAB=qUAB≠0知UAB≠0，φA≠φB，故D正确.［答案］D重点难点诠释跟踪练习4(2007·广东)图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直.下列说法正确的是()A.AD两点间电势差UAD与AA′两点间电势差UAA′相等B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电场力做正功C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电势能减小D.带电的粒子从A点移到C′点，沿对角线AC′与沿路径A→B→B′→C′电场力做功相同［答案］BD［解析］平面ABCD为一等势面，平面A′B′C′D′也为一等势面，AD两点间电势差UAD=0，AA′两点间电势差UAA′0，选项A不对；电势差UAD′=UAA′带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′，移动D′点与从A点移到A′点电场力做功相等且电场力做正功，选项B对；用同样的方法可以分析选项C错D对.重点难点诠释典型例题剖析例2如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把10－8C的负电荷从A点移至B点，电场力做功6×10－8J，AB长6cm，AB与AC成60°角.求：(1)场强方向；(2)设B处电势为1V，则A处电势为多少？(3)场强为多少？电子在A点电势能为多少？［解析］(1)将负电荷从A移至B，电场力做正功，故所受电场力方向沿A至C.又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向应为沿C至A方向.典型例题剖析(2)由W=qU，得且UAB=φA－φB=－6V.故φA=1V－6V=－5V，即A处的电势为－5V.(3)由B向AC作垂线交AC于D，D与B在同一等势面上.UDA=UBA=U=6V，沿场强方向A、D两点间距离为AB·cos60°=0.06m×=0.03m，所以，场强=200V/m.电子在A点的电势能为：=qU=(－e)×(－5V)=5eV.［答案］(1)沿C指向A(2)－5V(3)200V/m5eVV-6V1010688qWUAB21m0.03V6dUEAPE典型例题剖析例3如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V，φB=3V，φC=－3V，由此可得D点电势φD=V.［解析］本题考查匀强电场的特点及U=Ed的应用，有多种解法：①利用W=F·scosα=qU.②找出D点所在等势面的电势.③由U=Ed可知匀强电场中，在一条直线上移动相同距离电势差相等.解法一：假设在此电场中移动一正点电荷q，从A点移到B点，设AB与电场方向夹角为θ.则WAB=qE·AB·cosθ=qE·DCcosθ=WDC即从A点移到B点与从D点移到C点电场力做功相同，所以有WAB=qUAB=qUDC=q(φD－φC).典型例题剖析即φD=UAB+φC=［15－3+(－3)］V=9V.解法二：设此正方形对角线的交点为O点，则由U=Ed可知φA－φO=UAO=UOC=φO－φCUBO=UOD=φB－φO=φO－φD即上式代入数据得φD=9V.UAE=UEF=UFC=解得φF=3V,φE=9V.连接BF和DE，因φB=φF=3V，所以BF是等势面，又因为BF∥DE，所以DE也是等势面，即φD=9V.［答案］9V22DBCAO3ACU解法三：如图所示，连接AC，在AC上取E、F两点，使AE=EF=FC，则UAC=UAE+UEF+UFC2.［答案］A适时仿真训练1.［答案］AD3.［答案］B