物理第七章 静电场 基础课2 电场的能的性质 新人教版.ppt
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1、基础课基础课2 2电场的能的性质电场的能的性质知识点一、电势能、电势知识点一、电势能、电势1电势能电势能(1)电场力做功的特点:力做功的特点:电场力做功与力做功与_无关,只与无关,只与_有关。有关。(2)电势能能定定义:电荷荷在在_中中具具有有的的势能能,数数值上上等等于于将将电荷荷从从该点移到点移到_位置位置时电场力所做的功。力所做的功。电场力力做做功功与与电势能能变化化的的关关系系:电场力力做做的的功功等等于于_,即,即WABEpAEpBEp。路径路径初、末位置初、末位置电场零零势能能电势能的减少量能的减少量2电势电势(1)定定义:试探探电荷荷在在电场中中某某点点具具有有的的_与与它它的的
2、_的比的比值。(2)定定义式:式:_。(3)矢矢标性性:电势是是_,有有正正、负之之分分,其其正正(负)表表示示该点点电势比比_高高(低低)。(4)相相对性性:电势具具有有_,同同一一点点的的电势因因选取取_的不同而不同。的不同而不同。电势能能Ep电荷量荷量q标量量零零电势相相对性性零零电势点点3等势面等势面(1)定定义:电场中中_的各点的各点组成的面。成的面。(2)四个特点四个特点等等势面一定与面一定与_垂直。垂直。在在_上移上移动电荷荷时电场力不做功。力不做功。电场线方向方向总是从是从_的等的等势面指向面指向_的等的等势面。面。等差等等差等势面越密的地方面越密的地方电场强强度度_,反之,反
3、之_。电势相等相等电场线同一等同一等势面面电势高高电势低低越大越大越小越小知识点二、电势差知识点二、电势差1 定定 义义:电电 荷荷 在在 电电 场场 中中,由由 一一 点点 A移移 到到 另另 一一 点点 B时时,_与移动电荷的与移动电荷的_的比值。的比值。2定义式:定义式:UAB_。3电势差与电势的关系:电势差与电势的关系:UAB_,UABUBA。电场力做功力做功电荷量荷量AB电场线思考判断思考判断(1)电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。()(2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。电场中电场强度为零的地方电势一定为零。()(3)电场强度处处
4、相同的区域内,电势一定也处处相同。电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同。()(4)A、B两点的电势差是恒定的,所以两点的电势差是恒定的,所以UABUBA。()(5)电场中,场强方向是指电势降落最快的方向。电场中,场强方向是指电势降落最快的方向。()(6)电势有正负之分,因此电势是矢量。电势有正负之分,因此电势是矢量。()(7)电电势势的的大大小小由由电电场场的的性性质质决决定定,与与零零电电势势点点的的选选取取无无关关。()(8)电电势势差差UAB由由电电场场本本身身的的性性质质决决定定,与与零零电电势势点点的的选选取取无无关关。()答答案案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(
5、8)电势能、电势、等势面电势能、电势、等势面1电电场场线线与与等等势势面面的的关关系系:电场线与与等等势面面垂垂直直,并并从从电势较高的等高的等势面指向面指向电势较低的等低的等势面。面。2电电场场强强度度大大小小与与电电势势无无直直接接关关系系:零零电势可可人人为选取取,电场强强度度的的大大小小由由电场本本身身决决定定,故故电场强强度度大大的的地地方方,电势不不一一定高。定高。3电电势势能能与与电电势势的的关关系系:正正电荷荷在在电势高高的的地地方方电势能能大大;负电荷在荷在电势低的地方低的地方电势能大。能大。1电电场场强强度度和和电电势势的的理理解解(2014全全国国卷卷,19)(多多选选)
6、关关于于静静电场的的电场强强度和度和电势,下列,下列说法正确的是法正确的是()A电场强强度的方向度的方向处处与等与等电势面垂直面垂直B电场强强度度为零的地方,零的地方,电势也也为零零C随着随着电场强强度的大小逐度的大小逐渐减小,减小,电势也逐也逐渐降低降低D任一点的任一点的电场强强度度总是指向是指向该点点电势降落最快的方向降落最快的方向解解析析电电场场中中场场强强为为零零的的位位置置是是绝绝对对的的,而而电电势势为为零零的的位位置置是是人人为为选选取取的的;再再者者场场强强的的大大小小表表征征着着电电势势随随空空间间的的变变化化率率,而而与与电电势势的的高高低低无无关关,故故B错错误误;由由沿
7、沿电电场场线线方方向向电电势势降降低低,可可知知电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关,故电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关,故C错误。错误。答案答案AD2等等势势面面的的理理解解(2016全全国国卷卷,15)关关于于静静电场的的等等势面面,下列下列说法正确的是法正确的是()A两个两个电势不同的等不同的等势面可能相交面可能相交B电场线与等与等势面面处处相互垂直相互垂直C同一等同一等势面上各点面上各点电场强强度一定相等度一定相等D将将一一负的的试探探电荷荷从从电势较高高的的等等势面面移移至至电势较低低的的等等势面,面,电场力做正功力做正功解解析析若若两两个个不不同同的的等等势势面
8、面相相交交,则则在在交交点点处处存存在在两两个个不不同同电电势势数数值值,与与事事实实不不符符,A错错;电电场场线线一一定定与与等等势势面面垂垂直直,B对对;同同一一等等势势面面上上的的电电势势相相同同,但但电电场场强强度度不不一一定定相相同同,C错错;将将一一负负电电荷荷从从电电势势较较高高的的等等势势面面移移至至电电势势较较低低的的等等势势面面,电电场场力力做做负功,故负功,故D错。错。答案答案B3电电场场强强度度、电电势势和和电电势势能能的的判判断断(2015海海南南单单科科,7)(多多选选)如如图1所所示示,两两电荷荷量量分分别为Q(Q0)和和Q的的点点电荷荷对称称地地放放置置在在x轴
9、上上原原点点O的的两两侧,a点点位位于于x轴上上O点点与与点点电荷荷Q之之间,b点点位位于于y轴O点点上上方方。取取无无穷远处的的电势为零零。下下列列说法正确的是法正确的是()图1Ab点点电势为零,零,电场强强度也度也为零零B正的正的试探探电荷在荷在a点的点的电势能大于零,所受能大于零,所受电场力方向向右力方向向右C将正的将正的试探探电荷从荷从O点移到点移到a点,必点,必须克服克服电场力做功力做功D将将同同一一正正的的试探探电荷荷先先后后从从O、b两两点点移移到到a点点,后后者者电势能能的的变化化较大大解解析析因因为为等等量量异异种种电电荷荷在在其其连连线线的的中中垂垂线线上上的的电电场场方方
10、向向为为平平行行于于x轴轴指指向向负负电电荷荷,所所以以电电场场方方向向与与中中垂垂线线方方向向垂垂直直,故故中中垂垂线线为为等等势势线线,因因为为中中垂垂线线延延伸伸到到无无穷穷远远处处,所所以以中中垂垂线线的的电电势势为为零零,故故b点点的的电电势势为为零零,但但是是电电场场强强度度不不为为零零,A错错误误;等等量量异异种种电电荷荷连连线线上上,电电场场方方向向由由正正电电荷荷指指向向负负电电荷荷,方方向向平平行行于于x轴轴向向右右,在在中中点点O处处电电势势为为零零,O点点左左侧侧电电势势为为正正,右右侧侧电电势势为为负负,又又知知道道正正电电荷荷在在正正电电势势处处电电势势能能为为正正
11、,故故B正正确确;O点点的的电电势势低低于于a点点的的电电势势,电电场场力力做做负负功功,所所以以必必须须克克服服电电场场力力做做功功,C正正确确;O点点和和b点点的的电电势势相相等等,所所以以先先后后从从O、b点点移移到到a点点,电电场力做功相等,电势能变化相同,场力做功相等,电势能变化相同,D错误。错误。答案答案BC1电势高低常用的两种判断方法电势高低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向依据电场线的方向沿电场线方向电势逐渐降低。沿电场线方向电势逐渐降低。(2)依据依据UABAB UAB0,AB,UAB0,Amg,则则电电场场方方向向竖竖直直向向下下,所所以以Q点点的的电电势势比比P点点
12、的的高高,A选选项项正正确确;当当油油滴滴从从P点点运运动动到到Q点点时时,电电场场力力做做正正功功,电电势势能能减减小小,C选选项项错错误误;当当油油滴滴从从P点点运运动动到到Q点点的的过过程程中中,合合外外力力做做正正功功,动动能增加,所以能增加,所以Q点动能大于点动能大于P点的动能,点的动能,B选项正确。选项正确。答案答案AB带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧(1)判判断断速速度度方方向向:带带电电粒粒子子运运动动轨轨迹迹上上某某点点的的切切线线方方向向为为该该点处的速度方向。点处的速度方向。(2)判判断断电电场场力力(或或场场强强)的的方方向向:仅仅受受电
13、电场场力力作作用用时时,带带电电粒粒子子所所受受电电场场力力方方向向指指向向轨轨迹迹曲曲线线的的凹凹侧侧,再再根根据据粒粒子子的的正正负负判判断场强的方向。断场强的方向。(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减:若电场力与速度判断电场力做功的正负及电势能的增减:若电场力与速度方向成锐角,则电场力做正功,电势能减少;若电场力与速度方向成锐角,则电场力做正功,电势能减少;若电场力与速度方向成钝角,则电场力做负功,电势能增加。方向成钝角,则电场力做负功,电势能增加。方法技巧方法技巧电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系结结论论2匀匀强强电场中中若若两两线段段ABCD,且且ABCD,则UABUC
14、D(或或ABCD),如,如图乙所示。乙所示。甲乙甲乙图5答案答案A2等等分分线线段段法法找找等等势势点点(多多选选)如如图所所示示,A、B、C是是匀匀强强电场中中平平行行于于电场线的的某某一一平平面面上上的的三三个个点点,各各点点的的电势分分别为A5 V,B2 V,C3 V,H、F三三等等分分AB,G为AC的的中中点点,在在下下列列各各示示意意图中中,能能正正确确表表示示该电场强强度度方方向向的的是是()解解析析匀匀强强电电场场中中将将任任一一线线段段等等分分,则则电电势势差差等等分分,把把AB等等分分为为三三段段,AB间间电电压压为为3 V,则则每每等等分分电电压压为为1 V,H点点电电势势
15、为为4 V,F点点电电势势为为3 V,将将FC相相连连,则则FC为为等等势势线线,电电场场线线垂垂直直于于FC,从从高高电电势势指指向向低低电电势势,C正正确确;把把AC相相连连,分分为为两两份份,AC电电压压为为2 V,则则G点点电电势势为为4 V,GH为为等等势势线线,电电场场线线垂垂直直于于GH,从高电势指向低电势,从高电势指向低电势,B正确。正确。答案答案BC3UEd在在非非匀匀强强电电场场中中的的应应用用如如图6所所示示,在在某某电场中中画画出出了了三三条条电场线,C点点是是A、B连线的的中中点点。已已知知A点点的的电势为A30 V,B点点的的电势为B20 V,则下下列列说法法正正确
16、确的的是是()图6AC点的点的电势C5 VBC点的点的电势C5 VCC点的点的电势C5 VD负电荷在荷在A点的点的电势能大于在能大于在B点的点的电势能能解解析析从从电电场场线线的的分分布布情情况况可可以以看看出出ACCB,所所以以有有C5 V,C正正确确,A、B错错误误;因因为为负负电电荷荷在在电电势势高高的的地地方方电电势势能较小,所以能较小,所以D错误。错误。答案答案C1匀强电场中求解电势匀强电场中求解电势(场强场强)的两点技巧的两点技巧(1)在在匀匀强强电电场场中中,电电势势沿沿直直线线均均匀匀变变化化,即即直直线线上上距距离离相相等的线段两端的电势差值相等。等的线段两端的电势差值相等。
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