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1、第2講電場的能的性質(zhì),知識排查,電勢能、電勢,1.電勢能 (1)電場力做功的特點： 電場力做功與______無關(guān)，只與___________有關(guān)。 (2)電勢能 定義：電荷在______中具有的勢能，數(shù)值上等于將電荷從該點移到_________位置時電場力所做的功。,路徑,初、末位置,電場,零勢能,2.電勢 (1)定義：試探電荷在電場中某點具有的____________與它的__________的比值。 (2)定義式： _________。 (3)矢標(biāo)性：電勢是_______，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點電勢比___________高(低)。 (4)相對性：電勢具有__________ ，

2、同一點的電勢因選取__________的不同而不同。,電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：電場力做的功等于_______________，即WABEpAEpBEp。,電勢能Ep,電勢能的減少量,電荷量q,標(biāo)量,零電勢,相對性,零電勢點,3.等勢面,(1)定義：電場中____________的各點組成的面。 (2)四個特點 等勢面一定與__________垂直。 在____________上移動電荷時電場力不做功。 電場線方向總是從_________的等勢面指向_________的等勢面。 等差等勢面越密的地方電場強度________，反之________。,電勢相等,電場線,同一等勢面,電勢高,電勢

3、低,越大,越小,1.定義：電荷在電場中，由一點A移到另一點B時，__________與移動電荷的_______的比值。 2.定義式：UAB __________。 3.電勢差與電勢的關(guān)系：UAB__________，UABUBA。,電勢差,AB,電場力做功,電荷量,2.公式UEd的適用范圍：勻強電場。,勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系,電場線,小題速練,1.思考判斷 (1)電勢為零的物體一定不帶電() (2)電場強度為零的點，電勢一定為零() (3)A、B兩點的電勢差是恒定的，所以UABUBA() (4)沿電場線方向電場強度越來越小，電勢逐漸降低() (5)電勢是矢量，既有大小也有方向() (

4、6)電場中電勢降低的方向，就是電場強度的方向() (7)電場力做功與路徑無關(guān)() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7),2.人教版選修31P22T3改編如圖1所示，下列說法正確的是(),圖1 A.AB B.負(fù)電荷在A點時的電勢能大于在B點時的電勢能 C.負(fù)電荷由B移動到A時靜電力做正功 D.UAB0 答案B,3.某電場的電場線分布如圖2所示，以下說法正確的是(),圖2 A.a點電勢低于b點電勢 B.c點場強大于b點場強 C.若將一檢驗電荷q由a點移至b點，它的電勢能增大 D.若在d點再固定一點電荷Q，將一檢驗電荷q由a移至b的過程中，電勢能減小,解析沿著電場線的方向電勢逐漸降低，由題

5、圖可知由a到b電勢降低，故選項A錯誤；電場線密集的地方電場強度大，故選項B錯誤；電荷q由a點移至b點，則電場力做正功，其電勢能將減小，故選項C錯誤；若在d點再固定一點電荷Q，則由合場強的方向可知電荷q由a移至b的過程中，電場力將做正功，其電勢能將減小，故選項D正確。 答案D,判斷電場力做功與電勢能的大小,1.靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系 (1)靜電力做功的特點：靜電力做功與電荷的初、末位置有關(guān)，與電荷運動的路徑無關(guān)。 (2)靜電力做的功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功，等于電勢能的減少量，即WABEpAEpB。電荷在某點的電勢能，等于把它從這點移動到零勢能位置時靜電力做的功。,2.判斷電場力做

6、功的正負(fù),(1)根據(jù)電場力與速度夾角：夾角是銳角，電場力做正功。夾角是鈍角，電場力做負(fù)功。 (2)根據(jù)WABqUAB：由q和UAB的正負(fù)，判斷WAB的正負(fù)。,3.電勢能大小的判斷方法,(1)做功判斷法：無論正、負(fù)電荷，只要靜電力做正功，電荷的電勢能一定減小；只要靜電力做負(fù)功，電荷的電勢能一定增大。 (2)電場線判斷法：正電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大；負(fù)電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小。 (3)電勢判斷法：由公式Epq知，正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢高的地方電勢能小。,4.電勢高低的判斷

7、方法,(1)電場線法：沿電場線方向，電勢越來越低。 (2)場源電荷判斷法：離場源正電荷越近的點，電勢越高；離場源負(fù)電荷越近的點，電勢越低。 (3)電勢能判斷法：對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電勢越高；對于負(fù)電荷，電勢能越小，所在位置的電勢越高。,1.(201811月浙江選考)等量異種電荷的電場線如圖3所示，下列表述正確的是(),圖3 A.a點的電勢低于b點的電勢 B.a點的場強大于b點的場強，方向相同 C.將一負(fù)電荷從a點移到b點電場力做負(fù)功 D.負(fù)電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能,解析沿電場線方向電勢降低，a點的電勢高于b點的電勢，選項A錯誤；電場線的疏密表示電場強弱，故a點的場強大

8、于b點的場強；電場線在某一點的切線方向為該點的場強方向，故a、b兩點的場強方向不同，選項B錯誤；把一負(fù)電荷從a點移到b點電場力做負(fù)功，電勢能增大，選項C正確，D錯誤。 答案C,2.(2018河南六市聯(lián)考)在真空中A、B兩點分別放有異種點電荷Q和2Q，以A、B連線中點O為圓心作一圓形路徑acbd，如圖4所示，則下列說法正確的是(),A.場強大小關(guān)系有EaEb、EcEd B.電勢高低關(guān)系有ab、cd C.將一負(fù)點電荷沿圓弧由a運動到b的過程中電場力做正功 D.將一正點電荷沿直線由c運動到d的過程中電勢能始終不變,圖4,解析對比等量異種點電荷的電場分布可知，題圖中場強大小關(guān)系有EbEa，EcEd，選

9、項A錯誤；因沿著電場線方向電勢逐漸降低可知，a

10、，煙塵顆粒在A點的速度小于B點的速度。下列說法正確的是(),圖5,A.A點電勢高于B點電勢 B.A點的場強大于B點的場強 C. 該煙塵顆粒在B點的電勢能大于在A點的電勢能 D. 該煙塵顆粒在除塵裝置中的運動是勻變速曲線運動 解析由沿電場線方向電勢降低可知，A點電勢低于B點電勢，故A錯誤；由圖可知，A點電場線比B點密集，因此A點的場強大于B點場強，故B正確；煙塵顆粒帶負(fù)電，A點電勢低于B點電勢，則煙塵顆粒在A點的電勢能大于在B點的電勢能，故C錯誤；該煙塵顆粒在除塵裝置中運動時，受電場力是變化的，加速度是變化的，則其運動是非勻變速曲線運動，故D錯誤。 答案B,1.電場力做功特點：電場力做功與運動路

11、徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)。 2.電場力做功的計算方法 (1)WEqd，只適用于勻強電場，其中d為沿電場線方向的距離。 (2)WABqUAB，適用于任何電場。 (3)由動能定理來計算：W電場力W其他力Ek。 (4)由電勢能的變化來計算：WABEpAEpB。,電場中的功能關(guān)系電勢差,3.電場中的功能關(guān)系,(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變。 (2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變。 (3)除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化。 (4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化。,【典例】如圖6所示，在O點處固定一個正電荷，在過O

12、點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球下落的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，BOC30，A距離OC的豎直高度為h。若小球通過B點時的速度為v，試求：,(1)小球通過C點時的速度大??； (2)小球由A到C的過程中電場力做的功。,圖6,1.如圖7所示，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為M、N、P、Q。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，靜電力所做的負(fù)功相等。則(),A.直線a位于某一等勢面內(nèi)，MQ B.直線c位于某一等勢

13、面內(nèi)，MN C.若電子由M點運動到Q點，電場力做正功 D.若電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功,圖7,解析由電子從M點分別運動到N點和P點的過程中靜電力所做的負(fù)功相等可知，N、P兩點在同一等勢面上，且電場線方向為MN，故選項B正確，選項A錯誤；M點與Q點在同一等勢面上，電子由M點運動到Q點，靜電力不做功，故選項C錯誤；電子由P點運動到Q點，靜電力做正功，故選項D錯誤。 答案B,2.一電子飛經(jīng)電場中A、B兩點，電子在A點的電勢能為4.81017 J，電子經(jīng)過B點時電勢能為3.21017 J，電子在A點的動能為3.21017 J，如果電子只受靜電力作用，則() A.電子在B點時動能為4.81017

14、 J B.由A到B靜電力做功為1 000 eV C.電子在B點時動能為1.61017 J D.A、B兩點間電勢差為100 V,答案A,3.如圖8所示的勻強電場，等勢面是一簇互相平行的豎直平面，間隔均為d，各等勢面電勢已在圖中標(biāo)出，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0、方向與水平方向成45角斜向上射入電場，要使小球做直線運動，求：,圖8 (1)小球應(yīng)帶何種電荷及其電荷量； (2)小球受到的合外力； (3)在入射方向上小球運動的最大位移xm。(電場足夠大),解析(1)作電場線如圖(a)所示。由題意知，小球只有受到向左的電場力，電場力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上，如圖(b)所示。只有當(dāng)F合與

15、v0在一條直線上才可能使小球做直線運動，所以小球帶正電，小球沿v0方向做勻減速運動。 由圖(b)知qEmg，相鄰等勢面間的電勢差為U，,1.電勢差與電場強度關(guān)系,(1)表達式UEd適用于勻強電場中的定量計算，且d是沿場強方向上的距離；電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。 (2)兩個結(jié)論 結(jié)論1勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢,電勢差與電場強度的關(guān)系靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,圖9 結(jié)論2勻強電場中若兩線段ABCD，且ABCD，則UABUCD(或ABCD)，如圖乙所示。,2.靜電現(xiàn)象應(yīng)用,(1)兩種現(xiàn)象 現(xiàn)象1：由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體外表面感應(yīng)電荷的電場與外電場在導(dǎo)體內(nèi)部任一點的場強的疊

16、加結(jié)果為零，從而外部電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部，如圖10甲所示。,圖10,現(xiàn)象2：由于靜電感應(yīng)，接地導(dǎo)體殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場與殼內(nèi)電場在導(dǎo)體殼外表面以外空間疊加結(jié)果為零，從而使接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響，如圖10乙所示。 (2)應(yīng)用：有的電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩，有的通信電纜的外面包有一層鉛皮等都是用來防止外電場的干擾，起屏蔽作用的。,【典例】如圖11所示，a、b、c為電場中同一條電場線上的三點，其中c為ab的中點。已知a、b兩點的電勢分別為a3 V，b9 V，則下列敘述正確的是(),圖11 A.該電場在c點處的電勢一定為6 V B.a點處的場強Ea一定小于b點處的場強

17、Eb C.正電荷從a點運動到b點的過程中電勢能一定增大 D.正電荷只受電場力作用從a點運動到b點的過程中動能一定增大,解析本題中電場線只有一條，又沒說明是哪種電場的電場線，因此電勢降落及場強大小情況都不能確定，A、B錯誤；a、b兩點電勢已知，正電荷從a到b是從低電勢向高電勢運動，電場力做負(fù)功，動能減小，電勢能增大，C正確，D錯誤。 答案C,1.請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是() A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C.小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D.打雷時，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU 解析由靜電屏蔽的知識可知，選項A、D錯誤；金屬可以導(dǎo)走多余的

18、靜電，選項B正確；單根高壓輸電線上相距較近的兩點之間電阻很小，因而電壓較小，小鳥不會被電死，選項C錯誤。 答案B,2.為了防止靜電的危害，應(yīng)盡快把靜電導(dǎo)走，下列措施中不是為了防止靜電危害的是() A.油罐車后面裝一條拖地鐵鏈 B.電工鉗柄上有一絕緣膠套 C.飛機輪采用導(dǎo)電橡膠 D.印染廠車間保持相當(dāng)?shù)臐穸?解析A、C、D項的做法都是為了防止靜電的危害，只有B項不是靜電的問題，而是防止觸電的防護措施。 答案B,3.a、b、c是勻強電場中的三個點，各點電勢依次為10 V、2 V、6 V；三點在同一平面上，下列圖中電場強度的方向表示正確的是(),解析由于Uabab8 V，則ab中點處電勢為6 V，因

19、此c點與ab中點的電勢相同，c點與ab中點的連線則為一條等勢線，電場強度方向應(yīng)垂直于該等勢線并且指向電勢較低的方向，故選項C正確。 答案C,4.如圖12所示，勻強電場的電場強度E100 V/m，A、B兩點相距LAB10 cm，A、B連線與電場線的夾角為60，則UBA為(),A.10 V B.10 V C.5 V D.3 V 解析根據(jù)電勢差與電場強度的關(guān)系UEd得UABELABcos 601000.1cos 60 V5 V，且沿電場線方向電勢逐漸降低，AB，故UBA5 V，選項C正確。 答案C,圖12,科學(xué)思維電場中的四類圖象,類型一vt圖象 1.描述帶電粒子在電場中運動的速度隨時間的變化規(guī)律。

20、 2.根據(jù)速度大小的變化判斷電場力對粒子做功正負(fù)、電勢能變化情況等。 3.根據(jù)圖線斜率表示加速度，進一步比較電場強度的大小。,【例1】(20184月浙江選考)一帶電粒子僅在電場力作用下從A點開始以v0做直線運動，其vt圖象如圖13所示。粒子在t0時刻運動到B點，3t0時刻運動到C點，下列判斷正確的是(),圖13,A.A、B、C三點的電勢關(guān)系為BAC B.A、B、C三點的場強大小關(guān)系為ECEBEA C.粒子從A點經(jīng)B點運動到C點，電勢能先增加后減少 D.粒子從A點經(jīng)B點運動到C點，電場力先做正功后做負(fù)功,解析由題圖vt圖象知道帶電粒子在0t0時間內(nèi)做減速運動，電場力做負(fù)功，電勢能增大；在t03t

21、0時間內(nèi)反方向加速運動，電場力做正功，電勢能減小，選項C正確，D錯誤；因為不知道帶電粒子電性，本題中無法判斷電勢的高低，選項A錯誤；圖象中斜率表示帶電粒子的加速度，Eqma，可知A、B、C三點中EB最大，選項B錯誤。 答案C,類型二x圖象 1.描述電勢隨位移變化的規(guī)律。 2.根據(jù)電勢的高低可以判斷電場強度的方向。,【例2】在x軸上有兩個點電荷q1、q2，其靜電場的電勢在x軸上分布如圖14所示。下列說法正確的有(),圖14 A.q1和q2帶有同種電荷 B.x1處的電場強度為零 C.負(fù)電荷從x1移到x2，電勢能減小 D.負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場力增大,解析由x1處電勢為零可知，兩點電荷q1

22、和q2帶有異種電荷，選項A錯誤；在x圖象中，圖象切線的斜率表示電場強度，則x1處的電場強度不為零，選項B錯誤；且有x1到x2電場強度逐漸減小，負(fù)電荷受到的電場力逐漸減小，選項D錯誤；由Epq可知，負(fù)電荷在電勢高處的電勢能小，負(fù)電荷從x1移到x2，電勢能減小，選項C正確。 答案C,類型三Ex圖象 1.描述電場強度隨位移變化的規(guī)律。 2.場強E正負(fù)表示場強的方向。 3.圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差。,【例3】靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關(guān)系如圖15所示，x軸正向為場強正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷(),圖15,A.在x2和x4處電勢能相等 B.由x1運動到x3的過程中電勢能增

23、大 C.由x1運動到x4的過程中電場強度先減小后增大 D.由x1運動到x4的過程中電場力先減小后增大,解析由題圖可知，x1到x4場強先變大，再變小，則點電荷受到的電場力先增大后減小，C、D錯誤；由x1到x3及由x2到x4過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，知A錯誤，B正確。 答案B,類型四Epx圖象 1.描述電勢能隨位移變化的規(guī)律。 2.根據(jù)電勢能的變化可以判斷電場力做功的正、負(fù)。 3.根據(jù)WEpFx，圖象Epx的斜率絕對值表示電場力的大小。,【例4】一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸，起始點O為坐標(biāo)原點，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖16所示。下列圖象中合理的是(),圖16,答案D,