人教版高三物理一轮复习 第6章 静电场精品课件 新人教.ppt

2021/8/9 星期一1考纲点击考纲点击考纲点击考纲点击备备备备考考考考导读导读导读导读1.1.物物物物质质质质的的的的电结电结电结电结构、构、构、构、电电电电荷守恒定荷守恒定荷守恒定荷守恒定律律律律2.2.静静静静电现电现电现电现象的解象的解象的解象的解释释释释3.3.点点点点电电电电荷荷荷荷4.4.库仑库仑库仑库仑定律定律定律定律5.5.静静静静电场电场电场电场6.6.电场电场电场电场强强强强度、点度、点度、点度、点电电电电荷的荷的荷的荷的场场场场强强强强7.7.电场线电场线电场线电场线8.8.电势电势电势电势能、能、能、能、电势电势电势电势9.9.电势电势电势电势差差差差10.10.匀匀匀匀强强强强电场电场电场电场中中中中电势电势电势电势差与差与差与差与电场电场电场电场强强强强度的关系度的关系度的关系度的关系11.11.带电带电带电带电粒子在匀粒子在匀粒子在匀粒子在匀强强强强电场电场电场电场中的中的中的中的运运运运动动动动12.12.示波管示波管示波管示波管13.13.常用常用常用常用电电电电容器容器容器容器14.14.电电电电容器的容器的容器的容器的电压电压电压电压、电电电电荷量和荷量和荷量和荷量和电电电电容之容之容之容之间间间间的关系的关系的关系的关系1.1.本章知本章知本章知本章知识识识识是是是是电电电电磁学的基磁学的基磁学的基磁学的基础础础础，具有概念多、公，具有概念多、公，具有概念多、公，具有概念多、公式多的特点，学式多的特点，学式多的特点，学式多的特点，学习时习时习时习时要注意理清概念，将易混要注意理清概念，将易混要注意理清概念，将易混要注意理清概念，将易混概念列表比概念列表比概念列表比概念列表比较较较较，如，如，如，如电场电场电场电场强强强强度与度与度与度与电势电势电势电势、电势电势电势电势与与与与电电电电势势势势能等在注意理解公式的来能等在注意理解公式的来能等在注意理解公式的来能等在注意理解公式的来龙龙龙龙去脉、物理意去脉、物理意去脉、物理意去脉、物理意义义义义和适用条件的同和适用条件的同和适用条件的同和适用条件的同时时时时，将其，将其，将其，将其归类归类归类归类成定成定成定成定义义义义式、决式、决式、决式、决定式和定式和定式和定式和计计计计算式、算式、算式、算式、对对对对于于于于带电带电带电带电粒子在粒子在粒子在粒子在电场电场电场电场中运中运中运中运动动动动，要熟要熟要熟要熟练练练练掌握掌握掌握掌握带电带电带电带电粒子在粒子在粒子在粒子在电场电场电场电场中加速和偏中加速和偏中加速和偏中加速和偏转转转转两两两两类类类类基本基本基本基本问题问题问题问题的解的解的解的解题题题题方法，注意方法，注意方法，注意方法，注意综综综综合运用解决力学合运用解决力学合运用解决力学合运用解决力学问题问题问题问题的三种的三种的三种的三种观观观观点点点点2 2每年高考或以每年高考或以每年高考或以每年高考或以选择选择选择选择、填空、填空、填空、填空题题题题的形式考的形式考的形式考的形式考查查查查学生学生学生学生对对对对基本概念、基本基本概念、基本基本概念、基本基本概念、基本规规规规律的理解，或以律的理解，或以律的理解，或以律的理解，或以计计计计算算算算题题题题的的的的形式与力学知形式与力学知形式与力学知形式与力学知识紧识紧识紧识紧密密密密结结结结合合合合组组组组成有一定成有一定成有一定成有一定难难难难度的、度的、度的、度的、多方面考多方面考多方面考多方面考查查查查学生能力的学生能力的学生能力的学生能力的综综综综合合合合题题题题对对对对于于于于带电带电带电带电粒子粒子粒子粒子在在在在电场电场电场电场中的运中的运中的运中的运动问题动问题动问题动问题，不，不，不，不仅仅仅仅可以考可以考可以考可以考查查查查多学科知多学科知多学科知多学科知识识识识的的的的综综综综合运用，而且容易与社会生活、生合运用，而且容易与社会生活、生合运用，而且容易与社会生活、生合运用，而且容易与社会生活、生产实产实产实产实际际际际和科学技和科学技和科学技和科学技术术术术相相相相联联联联系，在高考中常以具体系，在高考中常以具体系，在高考中常以具体系，在高考中常以具体问题问题问题问题为为为为背景命背景命背景命背景命题题题题来考来考来考来考查查查查学生的学生的学生的学生的综综综综合能力合能力合能力合能力.2021/8/9 星期一2第第第第1 1节节节节电电电电荷荷荷荷电场电场电场电场力的性力的性力的性力的性质质质质 一、一、电电荷及荷及电电荷守恒定律荷守恒定律1.1.元元电电荷荷：是是自自然然界界中中带带电电最最小小的的电电荷荷，任任何何带带电电体体的的电电量量都都是是元元电电荷荷的的整整数数倍倍，元元电电荷荷是是质质子子或或电电子子所所带带的的电电量量，即即e e_C._C.2.2.点点电电荷荷：带带一一定定电电荷荷量量，忽忽略略带带电电体体的的_和和_的的一一种理想化模型种理想化模型3.3.物体物体带电带电的方式和的方式和实质实质(1)(1)带电带电方式：方式：_、_和感和感应应起起电电(2)(2)带电实质带电实质：物体：物体带电带电的的实质实质是是电电荷的荷的_注注意意：当当完完全全相相同同的的带带电电金金属属球球相相接接触触时时，同同种种电电荷荷电电量量平平均均分配，异种电荷先中和后平分分配，异种电荷先中和后平分2021/8/9 星期一34.电电荷守恒定律荷守恒定律电电荷荷既既不不能能创创生生，也也不不能能消消灭灭，只只能能从从一一个个物物体体_到到另另一一个个物物体体，或或者者从从物物体体的的一一部部分分转转移移到到另另一一部部分分，在在转转移移的的过过程程中中，电电荷荷的的总总量量保保持持_这这个个结结论论叫叫做做电电荷荷守守恒恒定定律律2021/8/9 星期一4三、电场强度、电场线2.电场电场强强度度(1)意意义义：是描写：是描写电场电场_(即力的性即力的性质质)的物理量的物理量(2)定定义义：放放入入电电场场中中某某点点的的电电荷荷所所受受的的_跟跟它它的的_的比的比值值(3)定定义义式：式：_，单单位：位：_或或_(4)矢矢量量性性：规规定定_所所受受电电场场力力的的方方向向为为该该点点的的场场强强方方向向2021/8/9 星期一53.电场线电场线(1)定定义义：为为了了形形象象描描述述电电场场中中各各点点的的强强弱弱及及方方向向，在在电电场场中中画画出出一一些些曲曲线线，曲曲线线上上每每一一点点的的_都都跟跟该该点点的的场场强强方方向一致，曲向一致，曲线线的的_表示表示电场电场的的强强弱弱(2)特点：特点：电电场场线线始始于于_(或或无无穷穷远远)，终终于于_(或或无无穷穷远远)；电场线电场线互不相交；互不相交；电场线电场线和等和等势势面在相交面在相交处处互相互相_；电场线电场线的方向是的方向是电势电势_，而且是降低最快的方向；，而且是降低最快的方向；电电场场线线密密的的地地方方等等差差等等势势面面密密；等等差差等等势势面面密密的的地地方方电电场场线线也密也密2021/8/9 星期一6(3)几种典型的几种典型的电场线电场线2021/8/9 星期一72021/8/9 星期一8库仑定律及其应用库仑定律及其应用 1.库仑库仑定律适用条件定律适用条件(1)库库仑仑定定律律只只适适用用于于真真空空中中的的点点电电荷荷，但但在在要要求求不不很很精精确确的的情况下，空气中的点情况下，空气中的点电电荷的相互作用也可以荷的相互作用也可以应应用用库仑库仑定律定律(2)当当带带电电体体间间的的距距离离远远大大于于它它们们本本身身的的尺尺寸寸时时，可可把把带带电电体体看看做做点点电电荷荷但但不不能能根根据据公公式式错错误误地地推推论论：当当r0时时，F.其其实实在在这这样样的的条条件件下下，两两个个带带电电体体已已经经不不能能再再看看做做点点电电荷了荷了(3)对对于于两两个个均均匀匀带带电电绝绝缘缘球球体体，可可将将其其视视为为电电荷荷集集于于球球心心的的点点电电荷，荷，r为为两球心之两球心之间间的距离的距离(4)对对两个两个带电带电金属球，要考金属球，要考虑虑金属表面金属表面电电荷的重新分布荷的重新分布2021/8/9 星期一92.库库仑仑定定律律的的应应用用：计计算算中中电电荷荷量量均均取取绝绝对对值值，相相互互作作用用力力的方向根据同种的方向根据同种电电荷相斥，异种荷相斥，异种电电荷相吸引来定性判断荷相吸引来定性判断3.三个点三个点电电荷的平衡荷的平衡问题问题要要使使三三个个自自由由电电荷荷组组成成的的系系统统处处于于平平衡衡状状态态，每每个个电电荷荷受受到到的两个的两个库仑库仑力必力必须须大小相等，方向相反大小相等，方向相反由由库库仑仑力力的的方方向向及及二二力力平平衡衡可可知知，三三个个点点电电荷荷必必须须在在同同一一直直线线上上，且且同同种种电电荷荷不不能能相相邻邻，即即“两两同同夹夹一一异异，两两大大夹夹一一小小，近小近小远远大大”“两同两同夹夹异异”正正负电负电荷相互荷相互间间隔；隔；“两大两大夹夹小小”中中间电间电荷的荷的电电荷量最小；荷量最小；“近小近小远远大大”中中间电间电荷靠近荷靠近电电荷量荷量较较小的小的电电荷荷利利用用上上述述规规律律可可以以迅迅速速、准准确确地地确确定定三三个个自自由由电电荷荷的的相相对对位位置置及及电电荷荷的的电电性性，然然后后根根据据库库仑仑定定律律列列出出电电荷荷的的受受力力平平衡衡方方程，程，问题问题就迎刃而解了就迎刃而解了2021/8/9 星期一10 (2009 (2009浙江卷浙江卷)如如图图所示，在光滑所示，在光滑绝缘绝缘水平面上放置水平面上放置3 3个个电电荷量均荷量均为为q q(q q0)0)的相同小球，小球之的相同小球，小球之间间用用劲劲度系数均度系数均为为k k0 0的的轻质弹轻质弹簧簧绝缘连绝缘连接当接当3 3个小球都个小球都处处在静止状在静止状态时态时，每，每根根弹弹簧簧长长度度为为l l.已知静已知静电电力常量力常量为为k k，若不考，若不考虑弹虑弹簧的静簧的静电电感感应应，则则每根每根弹弹簧的原簧的原长为长为()2021/8/9 星期一11答案：答案：C点睛笔记点睛笔记 (1)库仑力作用下物体的平衡问题是常见的题型，解题的关库仑力作用下物体的平衡问题是常见的题型，解题的关键是正确的受力分析键是正确的受力分析.(2)讨论完全相同的小球接触后的库仑力时，要注意接触时讨论完全相同的小球接触后的库仑力时，要注意接触时电量的分配规律：同种电荷均分总电量，异种电荷均分中和后电量的分配规律：同种电荷均分总电量，异种电荷均分中和后的总电量的总电量.2021/8/9 星期一121.(高考改编题高考改编题)两个分两个分别带别带有有电电荷量荷量Q和和3Q的相同金属的相同金属小球小球(均可均可视为视为点点电电荷荷)，固定在相距，固定在相距为为r的两的两处处，它，它们间库仑们间库仑力的大小力的大小为为F.两小球相互接触后将其固定，距离两小球相互接触后将其固定，距离变为变为2r，则则两球两球间库仑间库仑力的大小力的大小为为()答案：答案：C2021/8/9 星期一13电场强度的三个公式及其叠加原理电场强度的三个公式及其叠加原理1.三个公式的比较三个公式的比较2021/8/9 星期一142.电场电场强强度的叠加原理度的叠加原理多多个个电电荷荷在在电电场场中中某某点点的的电电场场强强度度为为各各个个点点电电荷荷单单独独在在该该点点产产生生的的电电场场强强度度的的矢矢量量和和，这这种种关关系系叫叫电电场场强强度的叠加度的叠加电场电场强强度的叠加遵循平行四度的叠加遵循平行四边边形定形定则则点睛笔记点睛笔记 在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场强还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进强还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进行计算；若求合场强时，应先求出分场强，然后再根据行计算；若求合场强时，应先求出分场强，然后再根据平行四边形定则进行求解平行四边形定则进行求解.2021/8/9 星期一15 (2010海南卷海南卷)如图所示，如图所示，M、N和和P是以是以MN为直径的半为直径的半圆弧上的三点，圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时两点，这时O点电点电场强度的大小为场强度的大小为E1；若将；若将N点处的点电荷移至点处的点电荷移至P点，则点，则O点的点的场场强大小变为场场强大小变为E2，则，则E1与与E2之比为之比为()2021/8/9 星期一16答案：答案：B点睛笔记点睛笔记 对称法的应用：题中均匀带电圆环在圆心处产生的场强对称法的应用：题中均匀带电圆环在圆心处产生的场强为零是根据对称性得到的，对称法是中学物理解题常用的为零是根据对称性得到的，对称法是中学物理解题常用的方法之一方法之一.如等量的同种（异种）电荷连线上距中点对称的如等量的同种（异种）电荷连线上距中点对称的点上场强大小相等，等量的异种电荷连线各点相比较中点点上场强大小相等，等量的异种电荷连线各点相比较中点场强最小等，都可据对称法快速得出场强最小等，都可据对称法快速得出.2021/8/9 星期一172.如图所示，用长为如图所示，用长为l的金属丝弯成半径为的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在的圆弧，但在A、B之间留有宽度为之间留有宽度为d的间隙且的间隙且dr，将电量为，将电量为Q的正电荷均匀分布的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度于金属丝上，求圆心处的电场强度解析：中学物理只解析：中学物理只讲讲到有关点到有关点电电荷荷场场强强的的计计算公式和匀算公式和匀强强电场电场场场强强的的计计算方法，本算方法，本题题是求一个不是求一个不规则带电规则带电体所体所产产生的生的场场强强，没有没有现现成公式可用，需成公式可用，需变换变换思思维维角度假角度假设设将将这这个个圆环圆环缺口缺口补补上，并且已上，并且已补补缺部分的缺部分的电电荷密度与原有缺口的荷密度与原有缺口的环环体上的体上的电电荷密荷密度一度一样样，这样这样就形成一个就形成一个电电荷均匀分布的完整荷均匀分布的完整带电环带电环，环环上上处处于同一直径两端的微小部分所于同一直径两端的微小部分所带电带电荷可荷可视为视为两个相两个相对应对应的点的点电电荷，它荷，它们们在在圆圆心心O O处产处产生的生的电场电场叠加后合叠加后合场场强强为为零零 2021/8/9 星期一182021/8/9 星期一19几种典型电场的电场线及其特点几种典型电场的电场线及其特点孤孤立立正正、负负点点电电荷荷、两两等等量量同同种种电电荷荷、两两等等量量异异种种电电荷荷、两两块块靠靠近近的的大大小小相相等等带带等等量量异异种种电电荷荷相相互互平平行行且且正正对对的的金金属属板板组组合合的的匀匀强强电电场场的的电电场场线线(包包括括电电场场线线方方向向和和疏疏密密，要要求熟求熟记记)1.孤立正、孤立正、负负点点电电荷荷电场线电场线特点特点(1)正正点点电电荷荷电电场场背背离离中中心心，负负点点电电荷荷电电场场指指向向中中心心，电电场场线线均均为为直直线线(2)离离电电荷越近，荷越近，电场线电场线越密，越密，场场强强越大越大(3)以以点点电电荷荷为为球球心心的的球球面面上上各各点点的的场场强强大大小小相相同同，方方向向不不同同.(4)在同一在同一电场电场中不存在中不存在E大小和方向均相同的点大小和方向均相同的点2021/8/9 星期一202.等量同种点电荷电场线特点等量同种点电荷电场线特点(以正电荷为例以正电荷为例)2021/8/9 星期一213.等量异种点等量异种点电电荷荷电场线电场线特点特点4.平行金属板平行金属板组组成的匀成的匀强强电场线电场线特点特点(1)电场线为电场线为平行的、等平行的、等间间距的直距的直线线(2)电场电场强强度大小和方向均相同度大小和方向均相同2021/8/9 星期一22 带带负负电电的的粒粒子子在在某某电电场场中中仅仅受受电电场场力力作作用用，能能分分别别完完成成以以下下两两种种运运动动：在在电电场场线线上上运运动动，在在等等势势面面上上做做匀匀速速圆圆周运周运动动该电场该电场可能可能为为()A.一个一个带带正正电电的点的点电电荷形成荷形成B.一个一个带负电带负电的点的点电电荷形成荷形成C.两个分立的两个分立的带带等量等量负电负电的点的点电电荷形成荷形成 D.一一带负电带负电的点的点电电荷与荷与带带正正电电的无限大平板形成的无限大平板形成 2021/8/9 星期一23解解析析：在在仅仅受受电电场场力力的的作作用用在在电电场场线线上上运运动动，只只要要电电场场线线是是直直线线的的就就可可能能实实现现，但但是是在在等等势势面面上上做做匀匀速速圆圆周周运运动动，就就需需要要带带负负电电的的粒粒子子在在电电场场中中所所受受的的电电场场力力提提供供向向心心力力，根根据据题题目目中中给给出出的的四四个电场，同时符合两个条件的是个电场，同时符合两个条件的是A.答案：答案：A3.(2009上海物理卷上海物理卷)两两带电带电量分量分别为别为q和和q的点的点电电荷放在荷放在x轴轴上，相距上，相距为为L，能正确反映两，能正确反映两电电荷荷连线连线上上场场强强大小大小E与与x关关系的是系的是()2021/8/9 星期一24解解析析：由由等等量量异异种种点点电电荷荷的的电电场场强强度度的的关关系系可可知知，在在两两电电荷荷连连线线中中点点处处电电场场强强度度最最小小，但但不不是是零零，从从两两点点电电荷荷向向中中点点电电场强度逐渐减小，因此场强度逐渐减小，因此A正确正确答案：答案：A点睛笔记点睛笔记 点电荷电场的分布规律是重点，等量的同种（异种）电点电荷电场的分布规律是重点，等量的同种（异种）电荷的电场要熟练掌握连线上和中垂线上场强的特点荷的电场要熟练掌握连线上和中垂线上场强的特点.2021/8/9 星期一25 根据根据电场线电场线的性的性质质和特点，不同的和特点，不同的带电带电体周体周围围的的电场电场不同，其不同，其电场线电场线的分布也不同若的分布也不同若题题目只有一条目只有一条电场线电场线，可以判定各点，可以判定各点电势电势高低，但由于高低，但由于场场源源电电荷的荷的特点以及周特点以及周围电场线围电场线的分布不清楚，无法判定的分布不清楚，无法判定场场强强大大小的情况一些基小的情况一些基础础知知识识不牢的同学想当然的不牢的同学想当然的认为认为是是正的点正的点电电荷的荷的电场电场加以分析，往往造成加以分析，往往造成错误错误2021/8/9 星期一26 在在电场电场中有一条中有一条电场线电场线，其上两点，其上两点a和和b，如，如图图所示，比所示，比较较a，b两点两点电势电势高低和高低和电场电场强强度的大小如度的大小如规规定无定无穷远处电穷远处电势为势为零，零，则则a，b处电势处电势是大于零是大于零还还是小于零，是小于零，为为什么？什么？【错错解解】沿沿电电场场线线方方向向电电势势降降低低，所所以以a ab b，因因为为无无穷穷远远处处电电势势为为零零，沿沿电电场场线线方方向向电电势势降降低低，所所以以a ab b0.0.由由于于把把所所给给电电场场看看成成由由正正点点电电荷荷形形成成的的电电场场，认认为为从从正正电电荷荷出出发发，顺顺电电场场线线电电势势逐逐渐渐减小到零，从而得出减小到零，从而得出a a、b b均大于零均大于零【正正解解】沿沿电电场场线线方方向向电电势势降降低低，所所以以a ab b，由由于于只只有有一一条条电电场场线线，无无法法看看出出电电场场线线疏疏密密，也也就就无无法法判判定定场场强强大大小小同同样样无无法法判判定定当当无无穷穷远远处处电电势势为为零零时时，a a、b b的的电电势势是是大大于于零零还还是是小小于于零零若若是是由由正正电电荷荷形形成成的的电电场场，则则E Ea aE Eb b，a ab b0 0；若若是是由由负负电电荷荷形形成成的的电场电场，则则E Ea aE Eb,b,0 0a ab b.【答答案案】若若是是由由正正电电荷荷形形成成的的电电场场，则则E Ea aE Eb b，a ab b0 0；若若是是由由负电负电荷形成的荷形成的电场电场，则则E Ea aE Eb,b,0 0a ab b.2021/8/9 星期一27第第2节电场能的性质的描述节电场能的性质的描述 一、电场力的功和电势能一、电场力的功和电势能1.电场电场力的功力的功(1)特特点点：电电场场力力的的功功与与与与_无无关关，只只与与被被移移动动电电荷荷的的电电荷量及初、末位置的荷量及初、末位置的电势电势差有关差有关(2)计计算公式：算公式：W Eqd，其其 中中 d为为 沿沿 _的的 位位 移移，只只 适适 用用 于于_W_，适用于任何形式的，适用于任何形式的电场电场2021/8/9 星期一282.电势电势能能(1)定定义义：电电荷荷在在电电场场中中A点点具具有有的的势势能能，等等于于静静电电力力把把它它从从该该点移点移动动到到_处处所做的功即所做的功即EpAWAO.(2)静静电电力力做做功功与与电电势势能能变变化化的的关关系系：静静电电力力做做的的功功等等于于_，即，即WAB_.(3)电电势势能能的的相相对对性性与与绝绝对对性性：电电势势能能是是相相对对的的，与与_的的位位置置有有关关，但但电电势势能能的的变变化化是是绝绝对对的的，与与_的位置无关的位置无关二、电势和等势面二、电势和等势面1.电势电势(1)定定义义：电电场场中中某某点点的的电电势势，等等于于电电荷荷由由该该点点移移动动到到参参考考点点(零电势点零电势点)时电场力时电场力_与与_的比值的比值(2)定义式：定义式：A_，单位：伏特，符号，单位：伏特，符号_2021/8/9 星期一29(3)相相对对性性：电电势势是是_，只只有有选选择择零零电电势势的的位位置置才才能能确确定定电势电势的的值值，通常取无限，通常取无限远远或地球的或地球的电势为电势为零零(4)标标矢矢性性：是是_，但但有有正正、负负之之分分，正正负负只只表表示示与与零零电电势势的的_关系关系2.等等势势面面(1)定定义义：电场电场中中_的点构成的面的点构成的面(2)特点：特点：同一等同一等势势面上的任意两点面上的任意两点间间移移动电动电荷荷电场电场力力_；等等势势面一定跟面一定跟电场线电场线_，即跟，即跟场场强强的方向的方向_；电场线总电场线总是从是从电势较电势较_的等的等势势面指向面指向电势较电势较_的等的等势势面；面；等等势势面越密的地方面越密的地方场场越越_，反之越，反之越_2021/8/9 星期一30(3)典型典型电场电场的等的等势势面面2021/8/9 星期一31三、电势差三、电势差电场电场中中AB两点的两点的_之差，即之差，即UAB_.2.矢矢标标性性：电电势势差差是是_，其其正正负负代代表表AB两两点点电电势势的的_关系关系3.决决定定因因素素：电电势势差差UAB由由_本本身身的的性性质质决决定定，与与移移动动的的电电荷荷q及及电场电场力做功力做功WAB无关，与零无关，与零势势点的点的选选取取_4.匀匀强强电场电场中中电势电势差与差与电场电场强强度的关系度的关系(1)大小关系：大小关系：U_，其中，其中d为为两点两点间间沿沿电场线间电场线间的距离的距离(2)方向关系：方向关系：场场强强的方向是的方向是电势电势降低降低_的方向的方向2021/8/9 星期一322021/8/9 星期一33电势与电势能的比较及其大小的判断电势与电势能的比较及其大小的判断 1.电势电势与与电势电势能比能比较较电势电势电势电势 电势电势电势电势能能能能E E电电电电意意意意义义义义反映反映反映反映电场电场电场电场能的性能的性能的性能的性质质质质的物理的物理的物理的物理量量量量电电电电荷在荷在荷在荷在电场电场电场电场中某点中某点中某点中某点时时时时所具所具所具所具有的有的有的有的电势电势电势电势能能能能决定决定决定决定因素因素因素因素电场电场电场电场中某一点的中某一点的中某一点的中某一点的电势电势电势电势 的大的大的大的大小，只跟小，只跟小，只跟小，只跟电场电场电场电场本身有关，本身有关，本身有关，本身有关，跟点跟点跟点跟点电电电电荷荷荷荷q q无关无关无关无关电势电势电势电势能的大小是由点能的大小是由点能的大小是由点能的大小是由点电电电电荷荷荷荷q q和和和和该该该该点点点点电电电电荷荷荷荷 共同决定的共同决定的共同决定的共同决定的变变变变化化化化量量量量电势电势电势电势差差差差U U是指是指是指是指电场电场电场电场中两点中两点中两点中两点间间间间的的的的电势电势电势电势之差，之差，之差，之差，U UABAB A A B B，取，取，取，取 B B0 0，则则则则 A AU UABAB电势电势电势电势能差能差能差能差 E E是指点是指点是指点是指点电电电电荷在荷在荷在荷在电场电场电场电场中两点中两点中两点中两点间间间间的的的的电势电势电势电势能之能之能之能之差差差差 E EE EA AE EB B，E EWW，取取取取E EB B0 0，E EA A E E2021/8/9 星期一34正正正正负负负负含含含含义义义义电势电势电势电势沿沿沿沿电场线电场线电场线电场线方向逐方向逐方向逐方向逐渐渐渐渐降落，降落，降落，降落，选选选选定零定零定零定零电势电势电势电势点后，点后，点后，点后，某点的某点的某点的某点的电势电势电势电势高于零者高于零者高于零者高于零者为为为为正正正正值值值值；某点的；某点的；某点的；某点的电势电势电势电势低于低于低于低于零者零者零者零者为负值为负值为负值为负值正正正正电电电电荷荷荷荷(q q)：电势电势电势电势能的能的能的能的正正正正负负负负跟跟跟跟电势电势电势电势的正的正的正的正负负负负相同；相同；相同；相同；负电负电负电负电荷荷荷荷(q q)：电势电势电势电势能的能的能的能的正正正正负负负负跟跟跟跟电势电势电势电势的正的正的正的正负负负负相反相反相反相反正正正正负负负负表示表示表示表示电势电势电势电势能的大能的大能的大能的大小小小小单单单单位位位位伏特伏特伏特伏特焦耳焦耳焦耳焦耳联联联联系系系系E E电电电电qqqUqU E E电电电电2021/8/9 星期一352.电势电势高低与高低与电势电势能大小的判断方法能大小的判断方法2021/8/9 星期一36 (2010山山东东卷卷)某某电电场场的的电电场场线线分分布布如如图图所所示示，以以下下说说法法正确的是正确的是()A.c点场强大于点场强大于b点场强点场强B.a点电势高于点电势高于b点电势点电势C.若将一试探电荷若将一试探电荷q由由a点释放，它将沿电场线运动点释放，它将沿电场线运动b点点D.若若在在d点点再再固固定定一一点点电电荷荷Q，将将一一试试探探电电荷荷q由由a移移至至b的过程中，电势能减小的过程中，电势能减小2021/8/9 星期一37解解析析：本本题题以以静静电电场场的的电电场场线线分分布布为为情情景景，结结合合电电场场力力做做功功，主主要要考考查查静静电电场场的的基基本本概概念念、电电场场线线的的性性质质、电电场场力力做做功功与与电电势势能能的的关关系系等等知知识识点点电电场场线线越越密密的的地地方方电电场场强强度度越越大大，故故A错错误误；沿沿着着电电场场线线的的方方向向，电电势势是是逐逐渐渐降降低低的的，B正正确确；电电场场线线不不是是带带电电粒粒子子的的运运动动轨轨迹迹，故故C错错误误；在在原原电电场场中中，将将一一试试探探电电荷荷q由由a移移至至b的的过过程程中中，电电场场力力做做正正功功在在d点点再再固固定定一一点点电电荷荷Q，将将一一试试探探电电荷荷q由由a移移b的的过过程程中中，电电场场力力也也做做正正功功，所所以以在在合合电电场场中中，将将一一试试探探电电荷荷q由由a移移至至b的的过过程程中中，根据电场力做功和电势能的关系可知电势能将减小，根据电场力做功和电势能的关系可知电势能将减小，D正确正确答案：答案：BD2021/8/9 星期一38点睛笔记点睛笔记 试探电荷的正负、电势高低、电场力功的正负、电势能试探电荷的正负、电势高低、电场力功的正负、电势能变化四者具有如下的对应关系，若知道了其中两个因素可据变化四者具有如下的对应关系，若知道了其中两个因素可据此判断其他两个此判断其他两个.2021/8/9 星期一391.(2009上海卷上海卷)位于位于A、B处处的两个的两个带带有不等量有不等量负电负电的点的点电电荷在荷在平面内平面内电势电势分布如分布如图图所示，所示，图图中中实线实线表示等表示等势线势线，则则()A.a点和点和b点的点的电场电场强强度相同度相同B.正正电电荷从荷从c点移到点移到d点，点，电场电场力做正功力做正功C.负电负电荷从荷从a点移到点移到c点，点，电场电场力做正功力做正功D.正正电电荷从荷从e点沿点沿图图中虚中虚线线移到移到f点，点，电势电势能先减小后增大能先减小后增大2021/8/9 星期一40解解析析：电电场场线线的的疏疏密密可可以以表表示示电电场场的的强强弱弱，A错错误误；正正电电荷荷从从c点点移移到到d点点，电电场场力力做做负负功功，负负电电荷荷从从a点点移移到到c点点，电电场场力力做做正正功功，B错错误误，C正正确确；正正电电荷荷从从e点点沿沿图图中中虚虚线线移移到到f点点，电电场场力力先先做做正正功功，后后做做负功，但整个过程电场力做正功，负功，但整个过程电场力做正功，D正确正确答案：答案：CD2021/8/9 星期一41带电粒子在电场中的运动轨迹问题带电粒子在电场中的运动轨迹问题 1.运动轨迹与电场线重合的条件运动轨迹与电场线重合的条件 根据电场线的定义，一般情况下带电粒子在电场中的轨迹不会与电场线重根据电场线的定义，一般情况下带电粒子在电场中的轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合 (1)电场线为直线电场线为直线 (2)电荷初速度为零或初速度与电场线平行电荷初速度为零或初速度与电场线平行 (3)电荷仅受电场力或所受合力的方向与电场线平行电荷仅受电场力或所受合力的方向与电场线平行 2.根据带电粒子的运动轨迹和电场线根据带电粒子的运动轨迹和电场线(或等势面或等势面)判断有关问题的方法判断有关问题的方法 此类问题应注意掌握两个方向一个守恒：此类问题应注意掌握两个方向一个守恒：(1)带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向 (2)带电粒子所受合力带电粒子所受合力(一般仅受电场力一般仅受电场力)沿电场线指向轨迹曲线的凹侧沿电场线指向轨迹曲线的凹侧 (3)若粒子仅受电场力则其动能与电势能之和保持不变若粒子仅受电场力则其动能与电势能之和保持不变2021/8/9 星期一42 图图中中实实线线是是一一簇簇未未标标明明方方向向的的由由点点电电荷荷产产生生的的电电场场线线，虚虚线线是是某某一一带带电电粒粒子子通通过过该该电电场场区区域域时时的的运运动动轨轨迹迹，a、b是是轨轨迹迹上上的的两两点点若若带带电电粒粒子子在在运运动动中中只只受受电电场场力力作作用用，根根据据此此图图可作出正确判断的是可作出正确判断的是()A.带电带电粒子所粒子所带电带电荷的符号荷的符号B.带电带电粒子在粒子在a、b两点的受力方向两点的受力方向C.带电带电粒子在粒子在a、b两点的速度何两点的速度何处较处较大大D.带电带电粒子在粒子在a、b两点的两点的电势电势能何能何处较处较大大【点点拨拨】(1)(1)过过a a(b b)点作点作轨轨迹的切迹的切线线速度方向速度方向(2)(2)过过a a(或或b b)点指向点指向轨轨迹凹迹凹侧侧这这是是电场电场力的方向力的方向(3)(3)根据根据电场电场力做功的正力做功的正负负判断判断动动能及能及电势电势能的能的变变化化2021/8/9 星期一43解解析析：由由于于不不清清楚楚电电场场线线的的方方向向，所所以以在在只只知知道道粒粒子子在在a a、b b间间受受力力情情况况是是不不可可能能判判断断其其带带电电情情况况的的而而根根据据带带电电粒粒子子做做曲曲线线运运动动的的条条件件可可判判定定，在在a a、b b两两点点所所受受到到的的电电场场力力的的方方向向都都应应在在电电场场线线上上并并大大致致向向左左若若粒粒子子在在电电场场中中从从a a向向b b点点运运动动，故故在在不不间间断断的的电电场场力力作作用用下下，动动能能不不断断减减小小，电电势势能能不不断断增增大故大故选项选项BCDBCD正确正确答案：答案：BCDBCD点睛笔记点睛笔记 带电粒子在电场中的运动轨迹类问题的突破口：根据两个带电粒子在电场中的运动轨迹类问题的突破口：根据两个切线方向（轨迹切线、电场线切线）确定速度方向和电场力方切线方向（轨迹切线、电场线切线）确定速度方向和电场力方向向.2021/8/9 星期一442.(2009广广东东卷卷)如如图图所所示示，一一带带负负电电粒粒子子以以某某速速度度进进入入水水平平向向右右的的匀匀强强电电场场中中，在在电电场场力力作作用用下下形形成成图图中中所所示示的的运运动动轨轨迹迹M和和N是是轨轨迹迹上上的的两两点点，其其中中M点点在在轨轨迹迹的的最最右右点点不不计计重力，下列表述正确的是重力，下列表述正确的是()A.粒子在粒子在M点的速率最大点的速率最大B.粒子所受粒子所受电场电场力沿力沿电场电场方向方向C.粒子在粒子在电场电场中的加速度不中的加速度不变变D.粒子在粒子在电场电场中的中的电势电势能始能始终终在增加在增加2021/8/9 星期一45解解析析：根根据据做做曲曲线线运运动动物物体体的的受受力力特特点点，合合力力指指向向轨轨迹迹的的凹凹一一侧侧，可可知知粒粒子子带带负负电电，再再结结合合电电场场力力的的特特点点可可知知受受到到的的电电场场力力方方向向与与电电场场线线方方向向相相反反，B错错误误；从从N到到M电电场场力力做做负负功功，速速度度减减小小，电电势势能能在在增增加加，当当达达到到M点点后后电电场场力力做做正正功功，速速度度增增加加，电电势势能能在在减减小小可可知知在在M点点的的速速度度最最小小，A、D错错误误；在在整整个个过过程程中中只只受受电电场场力力，且且电电场场力力保保持持不不变变，根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，加速度不变，加速度不变，C正确正确答案：答案：C2021/8/9 星期一46匀匀强强电场电场中中场场强强与与电势电势(差差)的关系的关系2021/8/9 星期一47(2)已已知知电电场场中中几几点点的的电电势势，如如果果要要求求某某点点的的电电势势时时，一一般般采采用用“等等分分法法”在在电电场场中中找找与与待待求求点点电电势势相相同同的的等等势势点点，等等分法也常用在画分法也常用在画电场线电场线的的问题问题中中(3)在在匀匀强强电电场场中中，相相互互平平行行的的相相等等的的线线段段两两端端点点电电势势差差相相等，等，应应用用这这一点可求解一点可求解电势电势2021/8/9 星期一48解析：解析：答案：答案：B点睛笔记点睛笔记 公式公式U=Ed定量地计算时适用于匀强电场，其中定量地计算时适用于匀强电场，其中d为两点沿电场线为两点沿电场线间的距离，如例间的距离，如例3；对于非匀强电场可定性应用此公式比较电势差的；对于非匀强电场可定性应用此公式比较电势差的大小，如上题大小，如上题.2021/8/9 星期一493.如如图图所所示示，实实线线为为电电场场线线，虚虚线线为为等等势势线线，且且ABBC，电电场场中中的的A、B、C三三点点的的场场强强分分别别为为EA、EB、EC，电电势势分分别别为为A、B、C，AB、BC间间的的电电势势差差分分别别为为UAB、UBC，则则下下列列关关系系中中正正确确的的有有()A.ABCB.ECEBEAC.UABUBC D.UABUBC解解析析：本本题题考考查查静静电电场场中中的的电电场场线线、等等势势面面的的分分布布知知识识和和规规律律A A、B B、C C三三点点处处在在一一根根