2012届高考一轮复习课件：6.3电场的能的性质.ppt

1、1电场力做功的特点和电势能(1)电场力做功与路径 无关，只与 始末位置 有关(2)电势能：电荷在电场中由其相对位置决定的能(类似重力势能)，用Ep表示(3)电场力做功与电势能的关系 静电力做的功等于电势能的 改变 量，即WABEpAEpB.电荷在某点具有的电势能等于静电力把它从该点移动到 零势能 位置时所做的功，即电势能是相对的通常把电荷在离场源电荷 无限远处 的电势能规定为零，或把电荷在大地表面的电势能规定为零 2 12pEq电势能电荷量 定义：电荷在电场中某一点的 与它的 的比值 表达式：定义：电电势、等势面、电势场中 电势相 构成的面叫等势面电势等势差面等的点 等势面与电场线的关系a电场

2、线总是与等势面 垂直，且从 电势高的 等势面指向 电势低的 等势面b 电 场 线 越 密 的 地 方，等 差 等 势 面 也 密.c沿等势面移动电荷，电场力 不 做功，沿电场线移动电荷，电场力 一定 做功d任意两等势面不相交e实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线(3)电势差 定义：电场中两点间的 电势 的差值 表达式：UABAB3电势差与电场强度的关系：匀强电场中 电 势 差 U 和 电 场 强 度 E 的 关 系 式 为U Ed.一、由电场线、等势面判断电势、电场强度、电势能问题：如何判断电势的高低，电势能大小、正负？解答：(1)根据场源电荷判断：离正的场源电荷越近，

3、电势越高，正检验电荷的电势能(为正值)越大，负检验电荷的电势能(为负值)越小；离负的场源电荷越近，电势越低，正检验电荷的电势能(为负值)越小，负检验电荷的电势能(为正值)越大(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向，电势逐渐降低，正检验电荷(或负检验电荷)的电势能减少(增加)；逆着电场线方向，电势逐渐升高，正检验电荷(负检验电荷)的电势能增加(减少)(3)根据电场力做功判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势(电势能大)的点移向低电势(电势能小)的点；电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势(电势能大)的点移向高电势(电势能小)的点电场力做负功时，与上述情况相反例1：某静电场的电场线分布如图6

4、31所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则()A,?B,C,?D,PQPQPQPQPQPQPQPQEEEEEEEE解析：从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的场强，因电场线的方向由P指向Q，而沿电场线的方向电势逐渐降低，P点的电势高于Q点的电势，故A正确答案：A点评：电场线的方向反映了电势的高低，电场线和等势面的疏密反映了场强的大小警示：电势由电场本身及电势零点的选取决定，与Ep、q无关；电势差与电势零点的选取无关；电势能与电势零点的选取以及q有关二、匀强电场中的电场强度和电势差的关系问题：匀强电场中的电场强度和电势差存

5、在怎样的关系？应注意些什么？1.()2UdUdUdEUEdEUEdE匀强电场中的电场强度和电势差的关系公式表达为：或 对 或 的理解：公式 反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知：电场强度的方向就是电势降低 解答：最快的方向cos()UdEdUELLE 公式 的应用只适用于匀强电场，且应用时注意 的含义是表示某两点沿电场线方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离，由公式可得结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的两端点间的电势差相等 为线段与电场线的夹角，为线段的长度 对于非匀强电场，此公式可以用来定性分析某些问题，如在非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，那么 越大处

6、d，越小，即等势面越密 例2：如图632所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，一带电量为q2105C的电荷从A点移动到B点，电场力做功2.4104J，从C点移动到B点，电场力做功1.2104J，已知A点的电势A15V，由此可知D点电势为多少？若该正方形的边长为a2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为多少？44 2.4 10J12V15V3V1.2 10J6V3V3V9V.cosABABABCBCBBCPDQBDABWUWUACPDBQABE aUBQC因为，所以，则；因为，所以，则，所以联结并将其三等分如图所示，则，由此不难得到：在此基础上可进一步判断场强方向必与或垂直

7、设场强方向与夹角为，于是有；而根据解析：中，正弦sinsin(300 5V180m345).2/Eaa定理可得，由此可求得 该题综合考查了电场力做功、场强与电势差间的关系及匀强电场的特点等知识要点点评：UdEd公式 中，也可理解为两点间的线段在电场方 警示：向的投影距离三、电场力与其他力共同作用下带电体的能量问题问题:怎样计算电场力做功？ppp.ABABABABABWF lWEEWEWqU 由功的定义式来计算，式中为恒力，仅在匀强电场中使用 用电场力做功与电势能变化的关系来计算，即或者用来计算，只与始末位置的电势差有关，该式适用于一切电场解答：计算时：k.WWE电其他 一是严格带符号运算，功的

8、正、负表示电场力做功的正、负；二是只取绝对值进行计算，功的正、负借助于力与移动方向间关系确定 用动能定理来计算，例3：如图633所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电，B带负电，DC是它们连线的垂直平分线，A、B、C三点构成一边长为d的等边三角形，另有一个带电小球E，质量为m，电荷量为q(可视为质点)，被长为L的绝缘轻质细线悬挂于O点，O点在C点的正上方，现把小球E拉起到M点，使细线水平绷直且与A、B、C处于同一竖直面内，并由静止开始释放，小球向下做圆周运动到最低点C时，速度为v，已知静电力恒量为k，若取D点的电势为零，求：(1)在A、B所形

9、成的电场中，M点的电势(2)绝缘细线在C点所受到的拉力FT.22011222CDMCMMCMABCDMCqUmgmvmqmvgULL、两处等量异种电荷形成的电场在其连线的中垂线上是等势线，依题意，带电小球从到 运动过程中，由动能定理有：另有：则可得：解析：2221122kACTTCABFFFvQqFmmQqk dvLmFggmLd 如图所示，在 点小球受到、两处点电荷的合力为：方向竖直向下由牛顿第二定律有：得：点评：电场中的功能关系有以下几种情况：(1)只有电场力做功，电势能和动能之和不变；(2)只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和不变；(3)除重力外，其他各力对物体做的功等于

10、物体机械能的变化警示：公式WUq有两种用法：(1)当电荷由AB时，为WqUABq(AB)，强调带符号用，此时W的正、负直接与电场力做正功、负功对应；(2)W，q，U三者都取绝对值运算，但所得W或U的正负号需另做判断1.(多选)如图634所示，图中K、L、M为静电场中3个相距较近的等势面，一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动，已知KLM，且粒子在ab段做减速运动，下列判断中正确的是()A粒子带负电B粒子在a点的加速度大于在b点的加速度C粒子在a点与e点的速度大小相等D粒子在a点的电势能小于在d点的电势能解析：由于KL，带电粒子在ab段做减速运动，因此粒子带正电，A错误；由等势面分布情

11、况可知a点场强小于b点场强，因此粒子在a点加速度小于在b点的加速度，B错误；a点与e点处在同一等势面上，粒子在这两点的动能、电势能都相等，C正确；b点与d点在同一等势面上，b、d两点的电势能相等，由于带电粒子在ab段做减速运动即该阶段电场力做负功，电势能增加，a点的电势能小于b点的电势能，故D正确CD2.(多选)如图635中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等，现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点若不计重力，则()AM带负电荷，N带正电荷

12、BN在a点的速度与M在c点的速度大小相同CN在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功DM在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零解析：图中的虚线为等势线，所以M粒子从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零，D正确由粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M受到的电场力向下，又由Oc知，电场方向垂直Ob向下，故M带正电，N带负电，A错O到a的电势差等于O到c的两点的电势差，而且电荷量和质量大小相等，且电场力都做的是正功，根据动能定理得N在a与M在c两点的速度大小相同，但方向不同，B对C错答案：CD3.(单选)如图636所示，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成

13、等差数列A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上A、C两点的电势依次为A10V和C2V，则B点的电势是()A一定等于6VB一定低于6VC一定高于6VD无法确定解析：由UEd，在d相同时，E越大，电压U也越大因此UABUBC.答案：B60637323 22 A.B 2CD 232mgqgHgHmqEHgHgH 4.()质量为 的物块，带正电，开始时让它静止在倾角 的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为 的匀强电场中，如图 所示，斜面高为，释放物块后，物块落地时的速度大小为单选解析：分析物体的受力就不难发现，物体根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，利用动能定理，很容易求得本题正确答案应是C.答案：C