高考物理总复习7.2电场能的性质课件PPT

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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 路径　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。 (2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿 电场方向上　的位移。 ②WAB=qUAB,适用于 任何电场　。 2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的 势能　,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(1)静电力做的功等于电荷 电势能的减少量　,即WAB=EpA-EpB。 (2)通过WAB=EpA-EpB可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;静电力对电荷做多少负功,电荷电势能就增加多少。(3)电势能的大小:由WAB=EpA-EpB可知,若令EpB=0,则EpA=WAB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功。
二、电势、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。 
(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因 零电势点　的选取不同而不同。 
2.等势面(1)定义:电场中 电势相同　的各点构成的面。 (2)等势面的特点①等势面一定与电场线 垂直　,即与电场强度的方向 垂直　。②在 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等差等势面越密的地方电场强度越 大　,反之越 小　。 
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 电场本身的性质　决定,与移动的电荷q及电场力做的功WAB 无关　,与零势点的选取 无关　。 4.电势差与电势的关系:UAB= φA-φB　,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: U=Ed　,其中d为电场中两点间 沿电场线方向　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 电势降低　最快的方向。在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿 电场　方向每单位距离上降低的电势。 
1.(多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是 (　　)
D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功
2.(多选)(2017·河北衡水期末)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是(　　)A.电场强度的方向处处与等势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
3.(2017·甘肃白银会宁县期中)如图所示,在E=500 V/m的匀强电场中,a、b两点相距d=2 cm,它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°,则Uab等于(　　)A.5 VB.10 VC.-5 VD.-10 V
4.(多选)光滑绝缘水平面上有两个带等量异种电荷的小球A、B,小球A通过绝缘轻弹簧与竖直墙相连,如图所示。小球B在外力F作用下缓慢向右移动,移动中两小球电荷量不变,则对两小球和弹簧组成的系统的分析正确的是(　　)A.外力F对系统做正功,弹性势能增加B.外力F对系统做正功,弹性势能减少C.静电力做正功,电势能减少D.静电力做负功,两球间电势差增大
电势高低与电势能大小的判断1.电势高低的判断
2.电势能大小的判断
例1(2017·河南濮阳油田一模)如图所示,真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点,在MN连线上有对称点a、c,MN连线的中垂线上有对称点b、d,则下列说法正确的是(　　)A.正电荷+q在c点的电势能大于在a点的电势能B.正电荷+q在c点的电势能小于在a点的电势能C.在MN连线的中垂线上,O点电势最高D.负电荷-q从d点由静止释放,在它从d点运动到b点的过程中,加速度先减小再增大
思维点拨画出电场线,根据电场线的分布情况判断。
即学即练1.(2017·河北石家庄二模)如图所示,实线为某电场的电场线,虚线表示该电场的等势面,A、B、C是电场中的三点,下列说法正确的是(　　)A.三点中,B点的电场强度最大B.三点中,A点的电势最高C.将一带负电的检验电荷从A移动到B,电势能增大D.将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C,电势能的变化相同
2.(多选)(2017·福建泉州一模)如图所示,MN是边长为L的等边三角形abc的中位线,在M、N两点分别固定着电荷量均为+Q的点电荷。下列说法正确的是(　　)A.a点的电场强度大小为kB.a点的电势高于c点的电势C.a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差D.负点电荷从b点移到c点的过程中电势能先增大后减小
公式U=Ed的拓展应用1.两个推论
(2)如图乙所示,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。
2.三点妙用(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系,当电势差U一定时,电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小,即电场强度越大,等差等势面越密。(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;E越小,U越小。(3)利用φ-x图象的斜率判断沿x轴方向电场强度Ex随位置的变化规律。在φ-x图象中斜率k= =Ex,斜率的大小表示电场强度的大小,正负表示电场强度的方向。
例2(多选)(2017·全国卷Ⅲ)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是(　　)A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
思维点拨解决此类题目的关键:在匀强电场中沿同一方向线段的长度与线段两端的电势差成正比;在匀强电场中电场线平行且均匀分布,故等势面平行且均匀分布。思路:找到等势面→画出电场线→电场强度的大小。
即学即练3.(2017·陕西西安月考)a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个平行四边形的四个顶点,电场线与平行四边形所在平面平行。已知a点的电势为11 V,b点的电势为13 V,c点的电势为15 V,如图,由此可知d点的电势为(　　)A.11 VB.13 VC.15 VD.17 V
4.(多选)某电场中等势面的分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a、b两点的等势面电势分别为40 V和10 V,c点是a、b连线的中点,则a、b两点的电场强度Ea、Eb及c处的电势φc应满足(　　)A.Ea>EbB.φc大于25 VC.φc小于25 VD.EaaB,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAφ2=φ0>φ1D.x2~x3段的电场强度大小、方向均不变