2019高中物理 考点分类解读 专题1.5 电势差学案 新人教版选修3-1.doc

1考点考点 0505 电势差电势差知识精析知识精析考点考点 电场力做功与电场中的功能关系电场力做功与电场中的功能关系（1）求电场力做功的几种方法由公式WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为WEqlcos 。由WABqUAB计算，此公式适用于任何电场。由电势能的变化计算：WABEpAEpB.由动能定理计算：W电场力W其他力Ek.（2）电场中的功能关系若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。（3）处理电场中能量问题的基本方法在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系。应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)。应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化。应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系。有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒。经典示例经典示例【例题例题】空间存在着沿x轴方向的电场，质量为m，电荷量为+q的点电荷，仅在电场力作用下，在x轴上从x=0 处向x轴正方向运动，其速度随位置变化的如图所示，由图象可知A电荷做匀加速直线运动B电荷在1xx处的加速度为2 112v x2Cx=0 与1xx两点之间的电势差为2 1 2mv qD1xx处的电场强度为2 11mv qx【答案】CD【解析】有图象可知，11vvxx ，根据动能定理21 2Eqxmv ，联立可得2 1 2 12mvExqx ，电场强度随 x 变化，根据Eq=ma，电荷做变加速直线运动，v2=2ax不成立，故 A 错误，B 错误；由动能定理21 2qUmv可得，x=0 与1xx两点之间的电势差为2 1 2mv q，故 C 正确；根据2 1 2 12mvExqx ，1xx处的电场强度为2 11mv qx，故 D 正确。释疑解难释疑解难电势差与电势的区别和联系电势差与电势的区别和联系电势电势差ABABU区别（1）（电场中某点的）电势与电势零点的选取有关（一般取无限远处或地球表面的电势为零）（2）电势由电场本身决定，反映电场的能的性质（3）相对量（4）标量，可正可负，正负号相对电势零点而言（1）（电场中两点间的）电势差与电势零点的选取无关（2）电势差由电场和这两点间的位置决定（3）绝对量（4）标量，可正可负，正负号反映了A、B的高低联系（1）电场中某点的电势在数值上等于该点与电势零点之间的电势差（2）电势与电势差的单位相同，皆为伏特（V）拓展训练拓展训练1一个带正电的质点，电荷量q=2.0×109 C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他外力做的功为6.0×105 J，质点的动能增加了 8.0×105 J，则a、b两点间电势差Uab为A3.0×104 V B1.0×104 V3C4.0×104 VD7.0×104 V2如图所示，质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中的B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点间的电势差为A2 0 2mv qB2 03mv qC2 02mv qD2 03 2mv q3某带电粒子仅在电场力的作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点时的初速度及运动轨迹如图所示，则可以判定A粒子在A点时的加速度大于它在B点时的加速度B粒子在A点时的动能小于它在B点时的动能C粒子在A点时的电势能小于它在B点时的电势能D电场中A点的电势低于B点的电势4如图所示为一孤立的负点电荷形成的电场，一带电粒子仅在电场力的作用下以某一速度进入该电场，依次经过A、B、C三点，其中A、C两点与负点电荷的距离相等，B点是轨迹上距离负点电荷最近的点。4则下列说法正确的是A粒子运动到B点的速率最大B相邻两点间的电势差关系为UABUBCC该粒子带负电，并且在B点时的加速度最大D粒子在B点的电势能小于在C点的电势能5如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为 1 m 的正六边形的六个顶点（匀强电场和六边形所在平面平行），B、C、F三点电势分别为 1 V、2 V、3 V，则下列说法正确的是AD点的电势为 4.5 VB电子在B点的电势能比在C点低 1 eVC电子从B点到E点电场力做功为3 eVD匀强电场的场强大小为21V/m36如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。一电荷量为q（q>0）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5A此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为12 2WWC若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为2W qLD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6参考答案参考答案1D【解析】根据动能定理，得qUab+W其他=Ek，则55 k4 98.0 10( 6.0 10 )V=7.0 10 V2.0 10abEWUq 其他，故 D 正确，ABC 错误。【名师点睛】质点在静电场中由A点移到B点的过程中，电场力和其他外力对质点做功，引起质点动能的变化。电场力做功为Wab=qUab，然后根据动能定理求解a、b两点间的电势差Uab。对于研究质点动能变化的问题，要首先考虑能否运用动能定理。2C【解析】粒子在竖直方向上做匀减速直线运动，从A点到B点的过程中粒子在竖直方向上的速度由v0变为零，2gh=0v02，粒子从A点运动到B点的过程中电场力做正功，重力做负功，粒子的速度由v0变为 2v0，根据动能定理得22 0011(2)22ABqUmghmvmv联立上式解得，2 02ABmvUq ，故 C 正确。3B【解析】由电场线的指向可知A点的电势高于B点的电势；由电场线的疏密程度可知粒子在A点时受到的电场力小于在B点时受到的电场力，故粒子在A点时的加速度小于在B点时的加速度；由运动轨迹的弯曲方向知粒子在运动过程中，电场力对其做正功，故动能增加，电势能减小，综上可知，B 正确。4C【解析】由题可得粒子受到的电场力向左，粒子带负电，在从C到B运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，运动到B点时的速度最小，所以 A 错误；由于A、C两点与负点电荷的距离相等，所以UAB=UBC，所以 B 错误；根据电场线的疏密可得，B点处的电场线最密，所以粒子在B点时受到的电场力最大，加速度最大，所以 C 正确；当粒子向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，电势能增加，粒子在C点时电势能小于其在B点时的电势能，所以 D 错误。5D【解析】因CBEFUUUU，则UE=4 V，FC连线中点的电势为U0 =2.5 V，则由OCEDUUUU可知UD=3.5 V，选项 A 错误；B点电势比C点低 1 V，则电子在B点的电势能比在C点高 1 eV，选项 B错误；E点电势比B点高 3 V，电子从B点到E点电场力做功为 3 eV，选项 C 错误；可求得A点的电势为UA =1.5 V，设场强方向与CB夹角为，则cos1VCBElUU；同理cos1200.5 VABElUU（）；联立解得21V/m3E ，选项 D 正确。6BD【解析】选项根据题意无法判断，故 A 项错误。由于电场为匀强磁场，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点，所以22caca Mc ，22dbdb Nd ，若该粒子从M点移动到7N点，则电场力做功一定为12()2222cadbcdab MNMNqUqUWWWqUqqq ，故 B 正确；因为不知道匀强电场方向，所以场强大小不一定是2W qL，故 C 错误；若W1=W2，说明cdabUU，()()aMbNaMbNUU，由因为22caca Mc ；22dbdb Nd ，解得：=0aMbNUU，故 D 正确。