（安徽适用）高考物理一轮复习要点提示 第6讲 电场的能的性质课件.ppt

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1、2021/8/11 星期三1一、静一、静电电力做功的特点与力做功的特点与电势电势能能1静电力做功的特点静电力做功的特点(1)在在电场电场中移中移动电动电荷荷时电场时电场力做功与路径无关，只与力做功与路径无关，只与 有有关，可关，可见见静静电电力做功与重力做功相似力做功与重力做功相似(2)在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力做的功力做的功W ，其中，其中d为为沿沿电场线电场线方向的方向的位移位移2电势能电势能(1)定定义义：电电荷在荷在电场电场中某点的中某点的电势电势能，等于静能，等于静电电力把它从力把它从该该点移到点移到 位置位置时时所做的功所做的功(2)静静电电力做功与力做功与电势电势能能

2、变变化的关系化的关系静静电电力做的功等于力做的功等于电势电势能的能的 ，WABEpAEpB.(3)电势电势能的相能的相对对性：性：电势电势能是相能是相对对的，通常把的，通常把电电荷在离荷在离场场源源电电荷荷 的的电势电势能能规规定定为为零，或把零，或把电电荷在地球表面的荷在地球表面的电势电势能能规规定定为为零零初、末位置初、末位置qEd零零势势能能减少量减少量无无穷远处穷远处2021/8/11 星期三2二、二、电势电势和等和等势势面面1电势电势(1)定定义义：电电荷在荷在电场电场中某点的中某点的电势电势能与它的能与它的电电荷量的比荷量的比值值(2)定定义义式：式：.(3)矢矢标标性：性：电势电

3、势是是标标量，其大小有正量，其大小有正负负之分，其正之分，其正(负负)表示表示该该点点电势电势比比电势电势零点高零点高(低低)(4)相相对对性：性：电势电势具有相具有相对对性，同一点的性，同一点的电势电势因因 的的选选取的取的不同而不同不同而不同(5)电场线电场线指向指向电势电势降低的方向降低的方向2等势面等势面(1)定定义义：电场电场中中 的各点构成的面的各点构成的面(2)特点特点电场线电场线跟等跟等势势面面 ，即，即场场强强的方向跟等的方向跟等势势面面 在在 上移上移动电动电荷荷时电场时电场力不做功力不做功电场线总电场线总是从是从 的等的等势势面指向面指向 的等的等势势面面等差等等差等势势

4、面越密的地方面越密的地方电场电场强强度度 ；反之；反之 电势电势零点零点电势电势相同相同垂直垂直垂直垂直等等势势面面电势电势高高电势电势低低越大越大越小越小2021/8/11 星期三3三、三、电势电势差差1定义：定义：电场电场中两点中两点间电势间电势的的 2移动电荷做功与电势差的关系移动电荷做功与电势差的关系：电电荷在荷在电场电场中由一点中由一点A移到另一移到另一点点B时时，与与 的比的比值值等于等于电势电势差公式差公式 .单单位：伏特，符号位：伏特，符号V.3影响因素影响因素：电势电势差差UAB由由 决定，与移决定，与移动动的的电电荷荷q及及电场电场力做的功力做的功WAB无关，与无关，与电势

5、电势零点的零点的选选取无关取无关电势、电势能具有相对性，要确定电场中某点的电势或电荷在电场中电势、电势能具有相对性，要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电势能必须选取电势零点，但电势能的变化和电势差具有某点具有的电势能必须选取电势零点，但电势能的变化和电势差具有绝对性，与电势零点的选取无关绝对性，与电势零点的选取无关差差值值电场电场力做的功力做的功电电荷量荷量电场电场本身的性本身的性质质2021/8/11 星期三4四、匀四、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电势差与电场强度的关系式电势差与电场强度的关系式：，其中，其中d为为匀匀强强电场电场中两中两点点间

6、间 的距离的距离2电场强度的方向和大小电场强度的方向和大小电场电场中，中，电场电场强强度的方向是指度的方向是指 最快的方向在匀最快的方向在匀强强电场电场中，中，电场电场强强度在数度在数值值上等于沿上等于沿 方向每方向每单单位距离上降低的位距离上降低的电势电势UEd沿沿电场线电场线方向方向电势电势降低降低电场电场2021/8/11 星期三51右右图图中三条中三条实线实线a、b、c表示三个等表示三个等势势面一个面一个带电带电粒子射入粒子射入电场电场后只在后只在电场电场力作用下沿虚力作用下沿虚线线所示途径由所示途径由M点运点运动动到到N点，由点，由图图可以看出可以看出()A三个等三个等势势面的面的电

7、势电势关系是关系是abcB三个等三个等势势面的面的电势电势关系是关系是abcC带电带电粒子在粒子在N点的点的动动能能较较小，小，电势电势能能较较大大D带电带电粒子在粒子在N点的点的动动能能较较大，大，电势电势能能较较小小解析：解析：由图中等势面的分布和带电粒子的运动轨迹可以判断：带电由图中等势面的分布和带电粒子的运动轨迹可以判断：带电粒子所受电场力一定垂直等势面指向轨迹的内侧，再根据电场力与速度粒子所受电场力一定垂直等势面指向轨迹的内侧，再根据电场力与速度方向的夹角可以得出，带电粒子从方向的夹角可以得出，带电粒子从M运动到运动到N做减速运动，做减速运动，动能减小，动能减小，电势能增加，由于带电

8、粒子的电性未知，所以不能判断三个等势面电势电势能增加，由于带电粒子的电性未知，所以不能判断三个等势面电势的高低，故选的高低，故选C.答案：答案：C2021/8/11 星期三62如如图图所所示示，AB、CD为为一一圆圆的的两两条条直直径径，且且互互相相垂垂直直，O点点为为圆圆心心空空间间存存在在一一未未知知静静电电场场，场场强强方方向向与与圆圆周周所所在在平平面面平平行行现现有有一一电电子子，在在电电场场力力作作用用下下(重重力力不不计计)，先先从从A点点运运动动至至C点点，动动能能减减少少了了W；又又从从C点点运运动动至至B点点，动动能能增增加加了了W，那那么么关关于于此此空空间间存存在在的的

9、静静电电场场可能是可能是()A方向垂直于方向垂直于AB并由并由O指向指向C的匀的匀强强电场电场B方向垂直于方向垂直于AB并由并由C指向指向O的匀的匀强强电场电场C位于位于O点的正点点的正点电电荷形成的荷形成的电场电场D位于位于D点的点的负负点点电电荷形成的荷形成的电场电场解解析析：由由电电场场力力做做功功WABqUAB可可得得：WACeUACW，WCBeUCBW，所以，所以AB，且，且AC，故正确答案为，故正确答案为A.答案：答案：A2021/8/11 星期三73(2010年高考全国卷年高考全国卷)关于静关于静电场电场，下列，下列结论结论普遍成立的是普遍成立的是()A电场电场强强度大的地方度大

10、的地方电势电势高，高，电场电场强强度小的地方度小的地方电势电势低低B电场电场中任意两点之中任意两点之间间的的电势电势差只与差只与这这两点的两点的场场强强有关有关C在正在正电电荷或荷或负电负电荷荷产产生的静生的静电场电场中，中，场场强强方向都指向方向都指向电势电势降低最降低最快的方向快的方向D将正点将正点电电荷从荷从场场强强为为零的一点移零的一点移动动到到场场强强为为零的另一点，零的另一点，电场电场力力做功做功为为零零解析：解析：电势的高低与电场强度的大小无关，电势的高低与电场强度的大小无关，A错；错；电场中任意两点的电场中任意两点的电势差不仅与这两点的场强有关，电势差不仅与这两点的场强有关，还

11、与这两点沿电场线方向的距离有关，还与这两点沿电场线方向的距离有关，B错；在错；在D项中，初、未位置场强为零，中间某段场强可能不为零，电项中，初、未位置场强为零，中间某段场强可能不为零，电场力做功不一定为零，场力做功不一定为零，D错；只有错；只有C项正确项正确答案：答案：C2021/8/11 星期三84有一有一带电带电荷量荷量q3106C的点的点电电荷，从荷，从电场电场中的中的A点移到点移到B点点时时，克服静克服静电电力做功力做功6104 J，从，从B点移点移动动C点点时时静静电电力做功力做功9104 J求：求：(1)AB、BC、CA间电势间电势差各差各为为多少？多少？(2)若以若以B点点为电势

12、为电势零点，零点，则则A、C两点的两点的电势电势各各为为多少？点多少？点电电荷在荷在A、C两点的两点的电势电势能各能各为为多少？多少？2021/8/11 星期三9(2)若若B0，则，则AUABB200 V.CBUBC300 V点电荷在点电荷在A点的电势能点的电势能EpAqA3106200 J6104 J，点电荷在点电荷在C点的电势能点的电势能EpCqC3106300 J9104 J.答案：答案：(1)200 V300 V100 V(2)200 V300 V6104 J9104 J2021/8/11 星期三10电势电势高低和高低和电势电势能大小的判断方法能大小的判断方法1电势高低的判断电势高低的

13、判断2021/8/11 星期三112.电势能高低的判断电势能高低的判断2021/8/11 星期三12(1)电势、电势能的正、负表示高低，正的电势、电势能比负的电势、电势、电势能的正、负表示高低，正的电势、电势能比负的电势、电势能高，而电势差的正负表示两点电势的相对高低电势能高，而电势差的正负表示两点电势的相对高低(2)电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大，但电势不一定越电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大，但电势不一定越高高 2021/8/11 星期三13例例1如图所示，一电场的电场线分布关于如图所示，一电场的电场线分布关于y轴轴(沿竖直方向沿竖直方向)对称，对称，O、M、N是是y轴上

14、的三个点，且轴上的三个点，且OMMN，P点在点在y轴的右侧，轴的右侧，MP ON，则，则()AM点的电势比点的电势比P点的电势低点的电势低B将负电荷由将负电荷由O点移动到点移动到P点，电场力做正功点，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于两点间的电势差大于O、M两点间的电势差两点间的电势差D在在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动轴做直线运动思路点拨思路点拨电势的高低可根据电场线的方向来判断；电势差的大小电势的高低可根据电场线的方向来判断；电势差的大小关系可根据关系可根据UEd来定性分析；带电粒子轨迹是直线还是曲线取决于来定性分析；带电粒子轨迹是

15、直线还是曲线取决于带电粒子所受电场力与速度方向间的关系带电粒子所受电场力与速度方向间的关系2021/8/11 星期三14答案答案D 2021/8/11 星期三151如如图图所示，所示，实线为电场线实线为电场线，虚，虚线为线为等等势线势线，且且ABBC，电场电场中的中的A、B、C三点的三点的场场强强分分别为别为EA、EB、EC，电势电势分分别为别为A、B、C，AB、BC间间的的电势电势差分差分别为别为UAB、UBC则则下列关下列关系中不正确的有系中不正确的有()AABC BECEBEACUABUBC DUABUBC解解析析：A、B、C三三点点处处在在一一根根电电场场线线上上，沿沿着着电电场场线线

16、的的方方向向电电势势降降低低，故故ABC，A正正确确；由由电电场场线线的的密密集集程程度度可可看看出出电电场场强强度度大大小小关关系系为为ECEBEA，B对对；电电场场线线密密集集的的地地方方电电势势降降落落较较快快，故故UBCUAB，C对对、D错错答案：答案：D2021/8/11 星期三16电场电场力做功的力做功的计计算、算、电场电场中的功能关系中的功能关系 1电场力做功的计算方法电场力做功的计算方法(1)WABqUAB(普遍适用普遍适用)；(2)WqElcos (适用于匀强电场适用于匀强电场)；(3)WABEpEpAEpB(从能量角度求解从能量角度求解)；(4)W电电W非电非电Ek(由动能

17、定理求解由动能定理求解)2带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向轨迹弯曲的凹侧线指向轨迹弯曲的凹侧(2)电场力与速度方向间夹角小于电场力与速度方向间夹角小于90，电场力做正功；夹角大于，电场力做正功；夹角大于90，电场力做负功，电场力做负功3功能关系功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不若只有电场力和重力做

18、功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；变；(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化；除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化；(4)合力对物体所做的功，等于物体动能的变化合力对物体所做的功，等于物体动能的变化2021/8/11 星期三17解决此类问题时应注意以下两点：解决此类问题时应注意以下两点：(1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析粒子做功情况利用电场线的特点、等势面的特点来分析粒子做功情况(2)应用公式应用公式WABqUAB计算功时：计算功时：WAB、q、UAB一般都要带正、负一般都要带正、负号计算号计算2021/8/11 星期三18例例2如图所示，在如

19、图所示，在O点放置一个正电荷在过点放置一个正电荷在过 O点的竖直平面内的点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小点，自由释放一个带正电的小 球，小球的质量为球，小球的质量为m、电荷量为、电荷量为q.小球落下的轨迹如小球落下的轨迹如 图中虚线所示，它与以图中虚线所示，它与以O为圆心、为圆心、R为半径的圆为半径的圆(图中图中 实线表示实线表示)相交于相交于B、C两点，两点，O、C在同一水平线上在同一水平线上，BOC30，A距离距离OC的竖直高度为的竖直高度为h.若小球通过若小球通过B点的速度为点的速度为v，试求：，试求：(1)小球通过小球通过C点的速度大小点的速度大小(2)小球由小球由A到到C

20、的过程中电场力做的功的过程中电场力做的功思路点拨思路点拨BCWBC0WABWAC由动能定理分析由动能定理分析结论结论2021/8/11 星期三192021/8/11 星期三202021/8/11 星期三212一个不一个不带电带电的金属板，表面有很薄的光滑的金属板，表面有很薄的光滑绝缘层绝缘层，与水平方向成，与水平方向成角放置金属板上角放置金属板上B、C两点两点间间的距离的距离为为L，在金属板上方的，在金属板上方的A点固定点固定一个一个带电带电荷量荷量为为Q的点的点电电荷，金属板荷，金属板处处在在Q的的电场电场中已知中已知A、B、C三点在同一三点在同一竖竖直平面内，且直平面内，且AB水平，水平，

21、AC竖竖直，如直，如图图所示将一个所示将一个带带电电荷量荷量为为q(qQ，q对对原原电场电场无影响无影响)可看做点可看做点电电荷的小球，从荷的小球，从B点无点无初速初速释释放，如果小球放，如果小球质质量量为为m，下滑，下滑过过程中程中带电带电荷量不荷量不变变，求：，求：(1)小球在小球在B点的加速度的大小；点的加速度的大小；(2)下滑到下滑到C点点时时的速度的大小的速度的大小2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三231(2012年年合合肥肥模模拟拟)如如图图所所示示，在在两两等等量量异异种种点点电电荷荷的的电电场场中中，MN为为两两电电荷荷连线连线的中垂的中垂线线，a、b、c

22、三三点点所所在在直直线线平平行行于于两两电电荷荷的的连连线线，且且a和和c关关于于MN对对称称、b点点位位于于MN上上，d点点位位于于两两电电荷荷的的连连线线上上以以下下判判断断正正确确的的是是()Ab点点场场强强大于大于d点点场场强强Bb点点场场强强等于等于d点点场场强强Ca、b两点两点间间的的电势电势差等于差等于b、c两点两点间间的的电势电势差差D试试探探电电荷荷q在在a点的点的电势电势能小于在能小于在c点的点的电势电势能能2021/8/11 星期三24解解析析：根根据据等等量量异异种种点点电电荷荷产产生生的的电电场场的的电电场场线线分分布布情情况况，由由电电场场线线的的疏疏密密表表示示场

23、场强强大大小小可可知知EdEb.故故选选项项A错错误误、选选项项B错错误误a、c两两点点关关于于MN对对称称，故故UabUbc，选选项项C正正确确沿沿电电场场线线方方向向电电势势降降低低，所以，所以ac，由，由Epq可知可知EpaEpc，故选项，故选项D错误错误答案：答案：C2021/8/11 星期三252(2012年年铜铜陵陵模模拟拟)下下图图为为静静电电除除尘尘器器除除尘尘机机理理的的示示意意图图尘尘埃埃在在电电场场中中通通过过某某种种机机制制带带电电，在在电电场场力力的的作作用用下下向向集集尘尘极极迁迁移移并并沉沉积积，以以达达到到除除尘尘目的下列表述正确的是目的下列表述正确的是()A到

24、达集到达集尘尘极的极的尘尘埃埃带带正正电电荷荷B电场电场方向由放方向由放电电极指向集极指向集尘尘极极C带电尘带电尘埃所受埃所受电场电场力的方向与力的方向与电场电场方向相同方向相同D同一位置同一位置带电带电荷量越多的荷量越多的尘尘埃所受埃所受电场电场力越大力越大解解析析：由由题题图图知知，集集尘尘极极连连电电源源正正极极，电电势势高高，所所以以电电场场方方向向由由集集尘尘极极指指向向放放电电极极，B错错误误带带电电尘尘埃埃向向集集尘尘极极迁迁移移，带带电电尘尘埃埃所所受受电电场场力力方方向向与与电电场场方方向向相相反反，带带负负电电，A、C错错误误由由FqE知知，同同一一位位置置F正正比比于于q

25、，D正正确确答案：答案：D2021/8/11 星期三263(2012年淮南模拟年淮南模拟)一粒子从一粒子从A点射入点射入电场电场，从，从B点射出，点射出，电场电场的等的等势势面和面和粒子的运粒子的运动轨动轨迹如迹如图图所示，所示，图图中左中左侧侧前三个等前三个等势势面彼此平行，不面彼此平行，不计计粒子的重粒子的重力下列力下列说说法正确的有法正确的有()A粒子粒子带带正正电电荷荷B粒子的加速度先不粒子的加速度先不变变，后，后变变小小C粒子的速度不断增大粒子的速度不断增大D粒子的粒子的电势电势能先减小，后增大能先减小，后增大解析：解析：电场线如图所示，由于受力总指向运动轨迹的电场线如图所示，由于受

26、力总指向运动轨迹的凹侧，故粒子带负电荷，凹侧，故粒子带负电荷，A错；由电场线分布知电场错；由电场线分布知电场力先不变，后越来越小，力先不变，后越来越小，B对；电场力一直做负功，对；电场力一直做负功，粒子速度一直减小，电势能一直增加，粒子速度一直减小，电势能一直增加，C、D错错答案：答案：B2021/8/11 星期三274(2012年六安模拟年六安模拟)关于静关于静电场电场，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A电势电势等于零的物体一定不等于零的物体一定不带电带电B电场电场强强度度为为零的点，零的点，电势电势一定一定为为零零C同一同一电场线电场线上的各点，上的各点，电势电势一定相等一定相等D负

27、电负电荷沿荷沿电场线电场线方向移方向移动时动时，电势电势能一定增加能一定增加解析：解析：零电势点是人为选择的参考点，所以电势等于零的物体可零电势点是人为选择的参考点，所以电势等于零的物体可以带电，也可以不带电，故以带电，也可以不带电，故A错；电场强度和电势是两个不同的物理错；电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度为零的点，电势不一定为零，量，电场强度为零的点，电势不一定为零，B错；沿着电场线方向电错；沿着电场线方向电势不断降低，故势不断降低，故C错；负电荷在电场中受到的电场力的方向与电场线错；负电荷在电场中受到的电场力的方向与电场线方向相反，故负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能方向相反，故负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故增加，故D对对答案：答案：D2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29