22届高中物理一轮总复习 19　电场能的性质（新高考）课件PPT

这是一份22届高中物理一轮总复习 19　电场能的性质（新高考）课件PPT，共48页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识预案自诊，知识梳理，考点自诊，关键能力学案突破，对点演练等内容，欢迎下载使用。
一、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特点:静电力做功与　　　　无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。① (2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿　　 　　的位移。 ②WAB=qUAB,适用于　　 　　。 
2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的　　　,称为电势能。 (2)说明:电势能具有相对性,通常取无穷远或大地为电势能零点。
3.静电力做功与电势能的关系
二、电势、等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的　　　　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　　　　的选取不同而不同。② 
②注:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
2.等势面(1)定义:电场中　 　　　的各点构成的面。 (2)等势面的特点①等势面一定与电场线　　　,即与电场强度的方向　　　。 ②在　　　　上移动电荷时电场力不做功。 ③电场线总是从　　　　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越　　　,反之越　　　。 
三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功WAB与移动的电荷的电荷量q的比值。3.影响因素电势差UAB由　　 　　　　决定,与移动的电荷q及电场力做的功WAB　　　,与零势点的选取　　　。 
4.电势差与电势的关系:UAB=　　　　,UAB=-UBA。 5.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与电场强度的关系式:　　　　,其中d为电场中两点间　 　　　　的距离。 (2)电场强度的方向和大小与电势差的关系:电场中,电场强度方向指向　　　　最快的方向。在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿　　　方向每单位距离上降低的电势。 
1.判断下列说法的正误。(1)电势等于零的物体一定不带电。(　　)(2)电场强度为零的点,电势一定为零。(　　)(3)A、B两点的电势差是恒定的,所以UAB=UBA。(　　)(4)电场中,电场强度方向是指电势降落最快的方向。(　　)(5)电势有正负之分,因此电势是矢量。(　　)(6)电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同。(　　)(7)电势的大小由电场的性质决定,与零电势点的选取无关。(　　)(8)电势差UAB由电场本身的性质决定,与零电势点的选取无关。(　　)
2.(多选)(2020山东卷)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是(　　)A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能
答案BD　解析试探电荷在O点仅在电场力作用下保持静止,则其所受合力为零。若将试探电荷向左移动少许,则其将在静电力作用下向左运动,静电力做正功,电势能减少,试探电荷带负电,故由O向a运动过程中电势升高,同理由O向c运动过程中电势升高,所以ac连线上O点电势最低。bd连线上由电势的叠加可知,O点电势最高,所以选项A错误,B正确。因为φa>φb,φc>φd,试探电荷带负电,所以Epa0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是(　　)A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
答案BD　解析 设a、b、c、d四点的电势分别为φa、φb、φc、φd,粒子从a点移到b点,其电势能减小,则电场力做正功,电场力与a、b连线平行或成锐角,电场方向不一定与a、b连线平行,同理,电场方向不一定与c、d连线平行,
思维点拨 正电荷的电势能减小时,一定是由高电势的地方向低电势的地方移动,但不一定是沿着电场线移动。方法技巧 巧用“等分法”解答匀强电场性质的有关问题(1)在匀强电场中,除了等势线外,沿任意直线方向,电势降落都是均匀的,故在同一直线上间距相同的两点间电势差大小相等。如果某两点间的电势差为U,把这两点间的距离等分为n段,则每段两端点的电势差大小等于 ,采用这种等分间距求解电势问题的方法,叫等分法。(2)若已知匀强电场中某几点的电势,要求其他点的电势时,一般采用“等分法”在电场中找与待求点的电势相同的等势点。等分法也常用在画电场线的问题中。
3.(2020山东烟台高三一模)如图所示,在xOy平面内有一匀强电场,以坐标原点O为圆心的圆,与x、y轴的交点分别为a、b、c、d,从坐标原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子,可以到达圆周上任意一点,而到达b点的电子动能增加量最大。则(　　)A.电场线与x轴平行B.a点电势大于c点电势C.在圆周上的各点中,b点电势最高D.电子从O点射出至运动到b点过程中,其电势能增加
答案 C解析 从坐标原点O到达b点的电子动能增加量最大,即电场力做正功最多,故b点电势最高,则电场线与y轴平行,选项A错误、C正确;x轴与电场线垂直为等势线,a点电势等于c点电势,选项B错误;电子从O点射出至运动到b点过程中,动能增加,电势能减小,选项D错误。
4.(2020山西太原模拟)如图所示,匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点,已知BE中点O的电势为零,A、B、C三点的电势分别为7 V、-1 V、3 V,则E、F两点的电势分别为(　　)A.2 V、-2 VB.1 V、-3 VC.1 V、-5 VD.2 V、-4 V
答案 B解析 如图所示,设AB的中点为M,MO平行于AE,且AE=2MO,根据U=Ed可知沿着AE方向电势变化量是沿MO方向的2倍,而M点电势为3 V,即UMO=3 V,故有UAE=6 V,由此可知E点电势为1 V;根据正八面体的特点可知,AE平行于CF,故沿CF方向电势降低为UCF=6 V,由此可得F点电势为-3 V,故B正确;A、C、D错误。
1.几种常见的典型电场的等势面比较
2.在电场中带电粒子运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。
【典例2】 (2020北京顺义一模)如图所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线1、2、3分别为三条等势线,三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点,已知MN=NQ,电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出,仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线a'、b'所示,则(　　)A.a粒子一定带正电,b粒子一定带负电B.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|C.a粒子的加速度逐渐增大,b粒子的加速度逐渐减小D.a粒子从出发到等势线3过程的动能变化量比b粒子从出发到等势线1过程的动能变化量小
答案 D　解析 由题图可知,a粒子的轨迹方向向右弯曲,a粒子所受电场力方向向右,b粒子的轨迹向左弯曲,b粒子所受电场力方向向左,由于电场线方向未知,无法判断粒子的电性,故A错误;由题可知,a所受电场力逐渐减小,加速度减小,b所受电场力增大,加速度增大,故C错误;已知MN=NQ,由于MN段电场强度大于NQ段电场强度,所以MN两点电势差|UMN|大于NQ两点电势差|UNQ|,故B错误;根据电场力做功公式W=Uq,|UMN|>|UNQ|,a粒子从等势线2到3电场力做功小于b粒子从等势线2到1电场力做功,所以a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小,故D正确。
思维点拨 带电粒子电性和电场线方向均不确定,但粒子所受电场力一定指向轨迹的内侧,由此可以判断电场力的方向及做功情况,进一步判断电势能变化。
5.(多选)(2020江苏南通二模)如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是(　　)A.质点在Q点时的电势能比P点时小B.质点在Q点时的加速度方向与等势面a垂直C.三个等势面中等势面a的电势最低D.质点在Q点时的加速度比P点时大
答案 AB　解析 质点带负电,曲线运动所受合外力指向轨迹的凹侧,结合电场线与等势面处处垂直,大致画出电场线如图中实线所示,沿电场线方向电势降低,所以φQ>φP,根据电势能Ep=qφ可知EpQ