2012高三物理一轮复习（福建专版）课件：6.2电场能的性质.ppt

1、第2讲 电场能的性质静电力做功的特点与电势能 1静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时电场力做功与无关，只与有关，可见静电力做功与做功相似(2)在匀强电场中，电场力做的功W，其中d为沿的位移路径初末位置重力Eqd电场线方向 2电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移到位置时所做的功(2)静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于，即WABEpAEpB.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在表面的电势能规定为零零势能电势能的减少量无限远处大地题组演练电势和等势面 1电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的与的比值(

2、2)定义式：.(3)矢标性：电势是，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比高(低)(4)相对性：电势具有，同一点的电势因的选取的不同而不同电势能Ep电荷量q标量零电势相对性零势点 2等势面(1)定义：电场中的各点组成的面(2)特点：等势面一定与电场线，即跟场强的方向 在上移动电荷时电场力不做功 电场线总是从的等势面指向的等势面 等差等势面越密的地方电场强度；反之电势相等垂直垂直同一等势面电势高电势低越大越小题组演练【解析】从图象看到，从Q1到Q2电势是先减小后增大，可以判断Q1和Q2为同种正电荷，若P点位于中点，两点电荷的电荷量相同，但是P点离Q2近点，说明Q1一定大于Q2，、项正确；根据

3、电场的叠加原理可以判断P点电场强度为0，从图象看电势随距离的变化率也可以得出项正确所以正确答案为B.【答案】B电势差 1定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，WAB与的比值 2定义式：UAB.3电势差与电势的关系：UAB.4单位：，符号.5影响因素：电势差UAB由决定，与移动的电荷q及电场力做功WAB，与零势点的选取电场力所做的功移动电荷量qAB伏特V电场本身的性质无关无关题组演练 一、电场中的功能关系 1若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变 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 4所有力对物体所做的功

4、，等于物体动能的变化 1一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如右图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量的变化情况为()A动能减少 B电势能增加 C动能和电势能之和减少 D重力势能和电势能之和增加【解析】该油滴从A点进入电场，根据其轨迹的弯曲趋势，结合力学质点做曲线运动的条件，可以判断电场力一定竖直向上，且电场力大于重力，所以油滴带负电荷运动过程中合力向上做正功，根据动能定理，油滴动能增加，A错误；电场力做正功，电势能必然减少，B错误；该处能量守恒的形式表现为电势能、机械能(动能重力势能)之和守恒，根据能量守恒定律，既然动能增加，则重力势能与电势能之和

5、一定减少，D错误；油滴上升，重力势能增加，动能和电势能之和必然减少，所以本题正确选项是C.【答案】C 二、电场线、场强、电势、等势面的相互关系 1电场线与场强的关系：电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向 2电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低 3等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密(3)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(4)场强数值与电势数值无直接关系：场强大(或小)的地方电势不一定大(或小)，零电势可人为选取，而场强是否为零则由电场本身决

6、定 2(2009年上海单科)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如右图所示，图中实线表示等势线，则()Aa点和b点的电场强度相同 B正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大【解析】同一检验电荷在a、b两点受力方向不同，所以A错误；因为A、B两处有负电荷，所以，等势线由外向内表示的电势越来越低将正电荷从c点移到d点，正电荷的电势能增加，电场力做负功，B错误；负电荷从a点移到c点，电势能减少，电场力做正功，C错误；正电荷沿虚线从e点移到f点的过程中，电势先降低再升高，电势能先减小后增大【答案】D

7、如下图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是()AM点电势一定高于N点电势 BM点场强一定大于N点场强 C正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能 D将电子从M点移动到N点，电场力做正功【解析】沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由图可知，M点场强一定小于N点场强，B错；若把正电荷由M点移到N点电场力做正功，电荷的电势能减小，所以EpMEpN，C错；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，电场力做负功，D错【答案】A(1)计算电场力做功常有哪些方法 WABqUAB(普遍适用)WqExcos(适用于匀强电场)

8、WABEp(从能量角度求解)W电W非电Ek(由动能定理求解)(2)电势能增减的判断方法 做功法：无论电荷是正是负，只要电场力做正功，电荷的电势能就减少，电场力做负功，电荷的电势能就增加(3)电势高低的判断 据电场线的方向：沿电场线方向，电势越来越低 据电场力做功的方法：据定义式UAB，将WAB、q的、代入，由UAB的、可判电势高低 11：如下图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则()A电子将沿Ox方向运动 B电子的电势能将增大 C电子运动的加速度恒定 D电子运动的加速度先增大后减小【解析

9、】由题图可知O点右边的电势大于O点的电势，故电场线沿Ox的反方向，在O点静止释放电子，且电子仅受电场力作用时，电子将沿Ox方向运动，A正确；电场力做正功，电势能减小，B错；从图乙可知电势在相同距离的变化量先减小后增大，故电场强度先减小后增大，故电子运动的加速度先减小后增大，C、D错【答案】A如右图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MNNQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如右图所示，则()Aa一定带正电，b一定带负电 Ba加速度减小，b加速度增大 CMN电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|Da粒子到达

10、等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小【解析】由带电粒子在运动轨迹，结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的电场力方向，但因为电场线的方向不确定，故不能判断带电粒子带电的性质，A错；由电场线的疏密可知，a加速度将减小，b加速度将增大，B正确；因为是非匀强电场，故MN电势差并不等于NQ两点电势差，C错；但因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强度要大，故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差，但两粒子的带电荷量大小不确定，故无法比较动能变化量的大小，D错误【答案】B 21：如右图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为，电子在坐标平

11、面xOy内，从原点O以大小为v0方向沿x正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点电子的质量为m，电荷量为e，重力不计则()AO点电势高于M点电势 B运动过程中电子在M点电势能最多 C运动过程中，电子的电势能先减少后增加 D电场对电子先做负功，后做正功【解析】由电子的运动轨迹知，电子受到的电场力方向斜向上，故电场方向斜向下，M点电势高于O点，A错误，电子在M点电势能最少，B错误，运动过程中，电子先克服电场力做功，后电场力对电子做正功，故C错误，D正确【答案】D足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电荷量为q的小滑块B.用手托住A置于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中，此时A、B均能静止，

12、如右图所示 现将绝缘板A从图中位置P垂直电场线移至位置Q，发现小滑块B相对A发生了运动为研究方便可以将绝缘板A的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s，减速的时间为0.2 sP、Q位置高度差为0.5 m已知匀强电场的场强E，A、B之间动摩擦因数0.4.g取10 m/s2.求：(1)绝缘板A加速和减速的加速度分别为多大？(2)滑块B最后停在离出发点水平距离多大处？【解析】(1)设绝缘板A匀加速和匀减速的加速度大小分别为a1和a2，其时间分别为t1和t2，P、Q高度差为h，则有 a1t1a2t2 求得a11.25 m/s2，a25 m/s2.(2)研究滑块B

13、，在绝缘板A上匀减速的过程中，由牛顿第二定律可得 竖直方向上mgFNma2 水平方向上EqFNma3 求得a30.1g1 m/s2.在这个过程中滑块B的水平位移大小为 在绝缘板A静止后，滑块B将沿水平方向做匀减速运动，设加速度大小为a4，有 mgEqma4，得a40.1g1 m/s2 该过程中滑块B的水平位移大小为x4x30.02 m 最后滑块B静止时离出发点的水平距离 xx4x30.04 m.【答案】(1)1.25 m/s25 m/s2(2)0.04 m解决这类问题的常用方法(1)利用力和运动的关系牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的结合即：受力和初速决定运动，运动反映受力一切力学问题的分析基

14、础，特适于恒力作用下的匀变速运动(2)利用功、能关系动能定理及其他力的功能关系(如重力、电场力、摩擦力等)及能的转化守恒，即：做功引起并量度了能的改变；无论恒力作用、变力作用、直线运动、曲线运动皆可 31：(2009年四川卷)如右图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2(v2v1)若小物体电荷量保持不变，OMON，则()A小物体上升的最大高度为 B从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小 C从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功 D从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力

15、均是先增大后减小 A项错误；从N至M，点电荷周围的电势先增大后减小，故小物体的电势能先减小后增大，B项错误；从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功，C项错误；根据库仑定律，从N到M的过程中，小物体受到的库仑力先增大后减小，受力分析知，小物体受到的支持力先增大后减小，因而摩擦力也是先增大后减小，D项正确【答案】D 1如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是()【解析】C图中a、b两点处在q、q连线的中垂线上，且关于两电荷连线对称分布，电场强度和电势均相同【答案】C 2如右图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置

16、两个带同种电荷的小物块由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止在物块的运动过程中，下列表述正确的是()A两个物块的电势能逐渐减少 B物块受到的库仑力不做功 C两个物块的机械能守恒 D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力【解析】由静止释放后，两带电小物块带同种电荷，所以库仑力对它们均做正功，故电势能都减小，A正确、B错误；两小物块运动过程中，因摩擦力和电场力分别做功，发生机械能和其他能量的相互转化，故机械能不守恒，C错；因最终停止，故D错【答案】A 3(2009年全国卷)如右图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴右侧，M

17、PON.则()AM点的电势比P点的电势低 B将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功 CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动【解析】在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A项错；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反故由O向P运动时，电场力做负功，B项错；由电场线的疏密程度可知，OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强，故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动，电场力在OM段做功较多，故OM两点间电势差大于MN两点间电势差，C项错；根据两场线关于y轴对称，故y轴上场强方向处处沿y轴正方向故静电荷受力始终沿y轴正方向，故粒子做直线

18、运动，D项正确【答案】D 4如右图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J则下列说法正确的是()A粒子带负电 B粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J【解析】粒子从A点运动到B点，电场力做正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以选项A错；粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减少，故粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J，故选项B错；由动能定理，WGW电Ek，2.0 J1.5 JEkBEkA，所以选项C对；由其他力(在这里指电场力)做功等于机械

19、能的增加，所以选项D错【答案】C 5如右图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行且初始为自然长度，带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面的M点，处于通过弹簧中心的直线ab上现将小球P(亦可视为质点)从直线ab上的N点由静止释放，设小球P与Q电性相同则小球P从释放到运动至最低点的过程中()A小球P的速度先增大后减小 B小球P的速度最大时所受弹簧弹力与库仑力的合力为零 C小球P的动能、重力势能、电势能的总和不变 D小球P所受重力和弹簧弹力做功的代数和等于电势能的变化量的大小【解析】小球P运动到斜面最低点的过程中，库仑力做正功，重力做正功，弹簧弹力做负功，先做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力沿着斜面向下的分力与库仑力之和时，速度达到最大，此后做加速度增大的减速运动直到速度为零，选项A、B均错；此过程中系统所有对象具有的能量形式有动能、重力势能、电势能和弹性势能，由能的转化和守恒定律可知这些能量的总和不变，C错；小球P的初末状态下的动能均为零，故WGW弹W电0，W电E电，故D对【答案】D