高考物理复习课件 专题七(第2讲 电势能 电势 电势差)

(1)特点：电场力做功与电荷移动的______无关，只取决于初、末位置的________和被移动电荷的______．(2)电场力做功的表达式：WAB＝(φA－φB)·q＝UAB·q..第2讲电势能电势电势差考点1电场力做功与电势能1．电场力做功路径电势差电量智浪教育--普惠英才文库2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移动到_______位置时所做的功．零势能标量(2)矢标性：电势能是_____，但有正负之分，负值表明比零电势能低，正值表示比零电势能高．智浪教育--普惠英才文库重力做功电场力做功相同点①重力做功与路径无关②重力对物体做正功，物体的重力势能减少；重力对物体做负功，物体的重力势能增加③只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，机械能守恒①电场力做功与路径无关②电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加③只有电场力做功时，动能和势能相互转化，动能和电势能电守恒同点重力只有引力，正负功比较容易判断．如物体上升，重力对物体做负功电荷有两种，电场力有引力也有斥力．在相同两点间移动正负电荷，电场力做功的正负情况不同3．重力做功与电场力做功的比较智浪教育--普惠英才文库考点2电势、电势差、等势面1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势．(2)定义式：________.(3)矢标性：电势是_____，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)．标量零势点(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因______选取的不同而不同．φ＝Epq智浪教育--普惠英才文库2．电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值称为这两点的电势差．(2)表达式：UAB＝__________＝______.φA－φB(3)影响因素：电势差UAB与电场力做功WAB无关，与电场所带电量q无关，它由电场本身的性质决定，与初、末位置有关，与零势点的选取无关．(4)与场强的关系：U＝Ed.(适用条件：匀强电场，其中d为沿电场线方向的距离)WABq智浪教育--普惠英才文库3．等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．(2)特点．①等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．④在空间中两等势面不相交．越大越小⑤等差等势面越密的地方电场强度______，越疏的地方电场强度______．智浪教育--普惠英才文库物理量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FE＝—qEpφ＝—(Ep为电q荷的电势能)WABUAB＝——qEp＝qφ矢标性矢量，方向为正电荷的受力方向标量，但有正负，正负只表示高低标量，但有正负，正负只反映A、B两点电势的高低标量，但有正负，正负只表示大小考点3描述电场的各物理量间的区别与联系1．电场强度、电势、电势差、电势能的对比智浪教育--普惠英才文库物理量电场强度电势电势差电势能决定因素场强由电场本身决定，与试探电荷无关由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与零势点的选取有关,有相对性由电场本身两点间的差异决定，与试探电荷无关，与零势点的选取无关由电荷量和该点电势两者共同决定，与零势点的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的地方，电势能不一定为零；电势能为零的地方，电场强度不一定为零联系①匀强电场中，UAB＝Ed(d为AB间沿电场方向的距离)②电势沿场强方向降低最快③关系式：UAB＝φA－φB，WAB＝EpA－EpB＝qUAB续表智浪教育--普惠英才文库2.电场线、电场强度、电势、等势面的关系(1)电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向．(2)沿着电场线方向，电势越来越低．(3)电场线总与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面．(4)电场线越密的地方，等势面也越密．(5)沿等势面移动电荷，电场力不做功；沿电场线移动电荷，电场力一定做功．智浪教育--普惠英才文库题组1对应考点11．(2011年上海模拟)一带电粒子射入一固定的点电荷Q的电场中，沿如图7－2－1所示的虚线由a点运动到b点．a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb且ra＞rb.若不计重力，则()A．带电粒子一定带正电图7－2－1B．带电粒子所受电场力先做正功后做负功C．带电粒子在b点的动能大于在a点的动能D．带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能智浪教育--普惠英才文库解析：由带电粒子运动轨迹可知，其与点电荷Q带同种电荷，但无法确定正负，A错误；鉴于两者带同种电荷，静电力表现为斥力，则带电粒子由a→b过程中，靠近Q时电场力做负功，动能减小，电势能增加；远离Q时，电场力做正功，动能增加，电势能减小，且a→b过程中粒子总能量不变，当ra＞rb，则Epa＜Epb，Eka＞Ekb，故B、C错误，D正确．答案：D智浪教育--普惠英才文库2．(2011年惠州一模)一电荷在电场中只在电场力作用下从静止开始运动，则它一定()A．向场强小的地方运动B．向电势低的地方运动C．向其电势能小的地方运动D．沿某条电场线运动答案：C智浪教育--普惠英才文库题组2对应考点23．(2011年上海卷)电场线分布如图7－2－2所示，已知电场中a，b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则()A．EaEb，φaφbB．EaEb，φaφbC．EaEb，φaφbD．EaEb，φaφb解析：根据电场线疏密表示电场强度大小，EaEb；根据沿电场线方向电势降低，φaφb，所以本题选C.答案：C图7－2－2智浪教育--普惠英才文库4．(2011年佛山一模)在图7－2－3中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是()A．两点的场强等大、反向B．P点电场更强C．两点电势一样高D．Q点的电势较低答案：C图7－2－3智浪教育--普惠英才文库题组3对应考点35．在静电场中()A．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零B．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同C．电场强度的方向总是跟等势面垂直D．电势降低的方向就是电场强度的方向智浪教育--普惠英才文库解析：电场强度的大小和电势的高低没有直接关系，不能根据电场强度的大小判断电势的高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，A、B均错误．电场强度的方向一定跟等势面垂直，C正确．沿电场强度的方向电势降低，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向，电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D错误．答案：C智浪教育--普惠英才文库6．(2010年全国卷Ⅰ)关于静电场，下列结论普遍成立的是()A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零答案：C智浪教育--普惠英才文库7．如图7－2－4所示，P、Q是电荷量相等的两个正点电荷，它们的连线中点为O点，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OAOB，用EA、EB、φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势，则()图7－2－4A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA一定大于EB，φA不一定大于φBC．EA不一定大于EB，φA一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB智浪教育--普惠英才文库解析：如图31所示，找到A的对称点C，A点和C点的场强和电势大小都相等．等量同种电荷的连线的中垂线上存在有场强极大值的点，它可能在C点上方，也可能在C点下方，故B和C两点场强大小不确定．将一带正电的点电荷从C移至B，电场力做正功，所以电势能减小，电势降低．答案：C图31智浪教育--普惠英才文库热点1电场能的性质【例1】(双选，2011年山东卷)如图7－2－5所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是()A．b点场强大于d点场强图7－2－5B．b点场强小于d点场强C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能智浪教育--普惠英才文库思路点拨：根据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理解题．解析：根据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知A错误，B正确；因为a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，C正确；根据等量异种点电荷的电场的分布特点，可知a点的电势高于c点的电势，所以试探电荷＋q在a点的电势能大于在c点的电势能，D错误．答案：BC智浪教育--普惠英才文库备考策略：(1)判断电势高低的方法有多种：①沿着电场线的方向，电势越来越低．②根据UAB＝φA－φB，若UAB0，则φAφB；若UAB0，则φAφB.(2)判断电势能变化的方法也有多种：①根据Ep＝qφ判断．注意：要把电势、电荷的正负号代入计算，电势能的正负表示电势能的大小．②根据电场力做功来判断：不管是正电荷还是负电荷，电场力做正功，该电荷的电势能一定减小，电场力做负功，该电荷的电势能一定增加．③利用推论判断：正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小．智浪教育--普惠英才文库1．如图7－2－6所示，某区域电场线左右对称分布，M、)图7－2－6N为对称线上的两点．下列说法正确的是(A．M点电势低于N点电势B．M点场强大于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，电场力做正功智浪教育--普惠英才文库解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A错误；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由图可知，M点场强一定小于N点场强，B错误；若把正电荷由M点移到N点电场力做正功，电荷的电势能减小，所以EpMEpN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，电场力做负功，D错误．答案：C智浪教育--普惠英才文库线与虚线的交点，已知O点电势高于c点．若不计重力，则(热点2结合带电粒子运动轨迹分析问题【例2】(双选)图7－2－7中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实)图7－2－7智浪教育--普惠英才文库A．M带负电荷，N带正电荷B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零思路点拨：由O、c两点的电势可判断出电场方向，由粒子的轨迹可判断出两粒子的带电性质．智浪教育--普惠英才文库解析：图中的虚线为等势线，由于等势线与电场线垂直，而O点电势高于c点，所以电场线方向竖直向下，根据M、N粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M受到的电场力向下，M带正电荷，N带负电荷，A错误．O、a两点的电势差与O、c两点的电势差大小相等，由于M和N电荷和质量大小相等，电场力做的正功相等，由动能定理可得N在a点的速度与M在c点的速度大小相同，但方向不同，B正确，C错误．O和b位于同一等势面上，M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零，D正确．答案：BD智浪教育--普惠英才文库备考策略：结合带电粒子在电场中的运动轨迹来分析问题，一般的方法是：先画出入射点的轨迹切线，即画出初速度v0的方向，再根据轨迹弯曲方向，确定电场力的方向，从而利用分析力学的方法来分析粒子的带电性质、电场力做功的正负、电势能变化、动能变化、电势大小变化等问题．此类问题一定要