2011届高考物理第一轮单元知识点复习课件11

应用WAB=qUAB计算电场力做功时通常有两种方法：①把q、UAB的符号及数值一起代入，如WAB0，则电场力做正功；如WAB0，则电场力做负功；②q、UAB都代入绝对值，计算出的WAB为功的绝对值，功的正、负由电场力与位移方向另作判断。要点一公式WAB=qUAB的使用方法1.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图6-2-3所示。已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V。设场强大小为E，一带电量为1×10-6C的正电荷从D点移到C点过程电场力所做的功为W，则()A.W=8×10-6JE＞8V/mB.W=6×10-6JE＞6V/mC.W=8×10-6JE≤8V/mD.W=6×10-6JE≤6V/mA＊体验应用＊图6-2-3要点二电场强度、电势、电势差、电势能的对比与联系电场强度电势电势差电势能意义描述电场力的性质描述电场能的性质描述电场能的性质描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领定义E=F/qφ=Ep/q(Ep为电荷的电势能)UAB=WAB/qEp=qφ矢标性矢量：方向为正电荷所受的静电力方向标量，但有正负，正负只表示电势高低标量，但有正负，正负只反映A、B两点电势的高低标量，但有正负，正负只表示大小决定因素场强由电场本身决定，与试探电荷无关电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与电势零点的选取有关，有相对性由电场本身两点间的差异决定，与试探电荷无关，与电势零点选取无关由电荷量和该点电势二者共同决定，与电势零点选取有关关系场强为零的地方电势不一定为零电势为零的地方场强不一定为零零场强区域两点间的电势差一定为零，电势差为零的区域场强不一定为零电场强度为零，电势能不一定为零；电势能为零，电场强度不一定为零联系匀强电场中：UAB=Ed(d为AB间沿电场方向的距离)；关系式：UAB=φA-φB，WAB=EpA-EpB=qUAB2.［2009年高考北京理综卷］某静电场的电场线分布如图6-2-4所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则()A.EPEQ,φPφQB.EPEQ,φPφQC.EPEQ,φPφQD.EPEQ,φPφQA＊体验应用＊图6-2-41.依据电场线方向:沿电场线方向电势降低。2.依据电场力做功：因UAB=WAB/q，若UAB0且q是正电荷，则φAφB；若UAB0，则φAφB。3.依据电势能判断：正电荷在电势较高处电势能较大，负电荷在电势较低处电势能较大。4.依据点电荷位置判断：取无穷远处电势为零，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。要点三电势高低的判断方法3.［2009年高考全国理综卷Ⅰ］如图6-2-5所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。则()A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动AD＊体验应用＊图6-2-5【例1】［2009年高考山东理综卷］如图6-2-6所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于-Q的右侧。下列判断正确的是()A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同C.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小热点一场强大小、电势高低的判断【名师支招】电势能的变化看电场力的功ΔEp=-WE。【解析】本题考查电场强度的合成、电势的高低判断、电势能，考查学生的理解能力和抽象思维能力，中等难度。判断P点合场强方向及O、P点电势高低，是解答本题的关键。P点场强方向沿x轴的负方向，在x轴上+Q的左侧，还有一点与P点电场强度相同，该点与P点以O点对称，选项A正确，选项B错误。由于O点电势高于P点电势，将试探电荷+q从P点移至O点的过程中，电势能增大，选项C正确，选项D错误。AC图6-2-6图6-2-7中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力AD图6-2-7【例2】如图6-2-8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()A.φAφBΦcB.ECEBEAC.UABUBCD.UAB=UBC热点二电场线、等势面与场强、电势差【名师支招】电场线的方向反映了电势的高低，电场线和等差等势面的疏密反映了场强的大小。【解析】考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律。A、B、C三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降低，故φAφBφC，A正确；由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为ECEBEA，B对；电场线密集的地方电势降落较快，故UBCUAB，C对、D错。ABC图6-2-8如图6-2-9所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点，下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点场强一定大于N点场强C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点，电场力做正功AC图6-2-9【解析】带电微粒的轨迹向上弯曲，说明带电微粒所受的合力向上，微粒竖直方向上做匀加速运动，相等时间内在竖直方向上的位移不相等，A、B均错；因微粒所受的合力向上，所以电场力大于重力，故电场力做的功大于重力做的功，C对D错。答案为C。【例3】空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图6-2-10所示，在相等的时间间隔内()A.重力做的功相等B.电场力做的功相等C.电场力做的功大于重力做的功D.电场力做的功小于重力做的功热点三电场中的功能关系图6-2-10【名师支招】电场中的功能关系有以下几种情况：①只有电场力做功，电势能和动能之和不变。②只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和不变。③除重力外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。C［2009年高考浙江理综卷］空间存在匀强电场，有一电荷量q(q0)，质量m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0。现有另一电荷为-q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0。若忽略重力的影响，则()A.在O、A、B三点中，B点电势最高B.在O、A、B三点中，A点电势最高C.OA间的电势差比BO间的电势差大D.OA间的电势差比BA间的电势差小AD【例4】如图6-2-11所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ＜NQ。下列叙述正确的是()A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变热点四电势能的改变与电场力做功的关系【名师支招】(1)应用WAB=qUAB计算电场力的功时，须注意各量的正负及电荷的初末位置。(2)一般根据电场力做功与电势能改变的关系，判断电势能的变化情况。【解析】由点电荷产生的电场的特点可知，M点的电势高，N点的电势低，所以正电荷从M点到N点，电场力做正功，电势能减少，故A对、B错；负电荷由M点到N点，克服电场力做功，电势能增加，故C错；电场力做功与路径无关，负点电荷又回到M点，则整个过程中电场力不做功，电势能不变，故D对。AD图6-2-11如图6-2-12所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和φc,φaφbφc,一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知()A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功B.粒子从L到M的过程中，电场力做负功C.粒子从K到L的过程中，电势能增加D.粒子从L到M的过程中，动能减少AC图6-2-12【例5】电荷量q=-2.0×10-5C的电荷在匀强电场中由A点移动至B点时电场力做的功为6.0×10-4J，若把它从A点移至电场中的C点，电场力做的功为-3.0×10-4J，已知A、B连线与A、C连线夹角为120°，AB=9.0cm，AC=4.5cm，求A、B两点的电势差和电场强度。热点五匀强电场中的电场强度和电势差的关系【名师支招】公式E=U/d只适用于匀强电场，非匀强电场不能使用。d是沿电场线两点间的距离，如果不沿着电场线的方向，应投影在电场方向上，看投影距离。【解析】据题意作出图6-2-13，由WAB=qUAB，得UAB=WAB/q=6.0×10-4/(-2.0×10-5)V=-30V又由WAC=qUAC，得UAC=WAC/q=-3.0×10-4/(-2.0×10-5)V=15V延长BA至D，使AD=AB/2=(9.0/2)cm=4.5cm。由E=U/d知UBA/UAD=2得UAD=UBA/2=-UAB/2=15V故UAC=UAD,即φA-φC=φA-φD，φC=φD。连接C和D,CD即为此电场中的一条等势线，过A作CD的垂线与CD交于P。根据电场线和等势面(线)垂直，且指向低电势一方，故应有一条电场线沿此垂线，且场强方向由A指向P，由E=UAP/dAP，其中dAP=ACcos30°，故场强E的大小为E=UAP/ACcos30°=15/(4.5×10-2×/2)V/m≈3.8×102V/m。【答案】-30V3.8×102V/m图6-2-133如图6-2-14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。9图6-2-14