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1、2018屆高考物理一輪復(fù)習(xí)電場能的性質(zhì)考綱分析1.掌握關(guān)系勢、電勢能、電勢差的概念。2.理解電場力做功的特點(diǎn)，掌握電場力做功與電勢能變化的。3.會分析電場中電勢的變化，并能利用功能關(guān)系分析電荷電勢 能得變化?？键c(diǎn)梳理知識點(diǎn)一：電勢能、電勢、電勢差、等勢面1.靜電力做功(1)特點(diǎn)：靜電力做功與路徑無關(guān)，只與 有關(guān).(2)計(jì)算方法WqEd，只適用于 電場，其中d為沿 的距離.WABqUAB，適用于 電場.初、末位置電場方向勻強(qiáng)任何考點(diǎn)梳理2.電勢能(1)定義：電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于把它從這點(diǎn)移動到 位置時靜電力做的功.(2)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于 ， 即 WABEpAEp
2、BEp.(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷離場源電荷 處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在 表面的電勢能規(guī)定為零.零勢能電勢能的減少量無窮遠(yuǎn)大地3.電勢(1)定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的 與它的電荷量的比值.電勢能(3)矢標(biāo)性：電勢是 量，有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢比零電勢高(低).(4)相對性：電勢具有 ，同一點(diǎn)的電勢因選取零電勢點(diǎn)的不同而不同.標(biāo)相對性考點(diǎn)梳理4.電勢差(1)定義：電荷在電場中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時， 與移動電荷的 的比值.電場力所做的功(3)電勢差與電勢的關(guān)系：UABAB，UABUBA.電荷量考點(diǎn)梳理5.等勢面(1)定義：電場中 的各點(diǎn)組成的面.(2)四個
3、特點(diǎn)：在同一等勢面上移動電荷時電場力 .電場線一定與等勢面垂直，并且從電勢 的等勢面指向電勢 的等勢面.等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度 ，反之 .任意兩個等勢面都不相交.電勢相等不做功低高越大越小考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理知識點(diǎn)二：電場線、電勢、電勢能、等勢面之間的關(guān)系1.電場線與電場強(qiáng)度：電場線越密的地方表示電場強(qiáng)度越大，電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向.2.電場線與等勢面：電場線與等勢面垂直，并從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.3.電場強(qiáng)度大小與電勢：無直接關(guān)系，零電勢可人為選取，電場強(qiáng)度的大小由電場本身決定，故電場強(qiáng)度大的地方，電勢不一定高.4.電勢能與電勢：正電荷在電勢高的地方電
4、勢能大；負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大.考點(diǎn)梳理知識點(diǎn)三：公式E=U/d的理解1.只適用于 電場.2.d 為某兩點(diǎn)沿 方向上的距離，或兩點(diǎn)所在等勢面之間的距離.3.電場強(qiáng)度的方向是 最快的方向.勻強(qiáng)電場強(qiáng)度電勢降低考點(diǎn)梳理知識點(diǎn)四、靜電感應(yīng)和靜電平衡1.靜電感應(yīng)當(dāng)把一個不帶電的金屬導(dǎo)體放在電場中時，導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出等量的正、負(fù)電荷，“近端”出現(xiàn)與施感電荷異種的感應(yīng)電荷，“遠(yuǎn)端”出現(xiàn)與施感電荷同種的感應(yīng)電荷.這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng).2.靜電平衡(1)定義：導(dǎo)體放入電場中時，附加電場與原電場在導(dǎo)體內(nèi)部大小相等且方向相反，使 得疊加場強(qiáng)為零時，自由電荷不再發(fā)生 ，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài).(2)處于靜電平
5、衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng) ；導(dǎo)體是一個等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面；導(dǎo)體表面處的場強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面 ；導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上；在導(dǎo)體外表面越尖銳的位置，凈電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位 置幾乎沒有凈電荷.定向移動處處為零垂直考點(diǎn)梳理考點(diǎn)精講1.電勢高低的四種判斷方法(1)依據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢逐漸降低.(2)依據(jù)電場力做功：根據(jù)UAB ，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB 的正負(fù)判斷A、 B 的高低.(3)電荷的正負(fù)：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù) 值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低.(4)依據(jù)電勢能
6、的高低：正電荷在電勢能大處電勢較高，負(fù)電荷在電勢能大處電勢較低.考點(diǎn)一：電勢能、電勢、電勢差、等勢面考點(diǎn)精講2.電勢能高低的四種判斷方法(1)做功判斷法：電場力做正功，電勢能減小；電場力做負(fù)功，電勢能增大.(2)電荷電勢法：正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大.(3)公式法：由Epq，將q、的大小、正負(fù)號一起代入公式，Ep的正值越大，電勢 能越大，Ep的負(fù)值越小，電勢能越大.(4)能量守恒法：在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化， 動能增大時，電勢能減小，反之電勢能增大.考點(diǎn)精講例1.下列說法是否正確.(1)電勢等于零的物體一定不帶電.( )(2)電場
7、強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢一定為零.( )(3)同一電場線上的各點(diǎn)，電勢一定相等.( )(4)負(fù)電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加.( )(5)電勢越高的地方，電荷的電勢能也越大.( ) 考向1：對電勢能、電勢、電勢差、等勢面的理解考點(diǎn)精講考向2：對電勢、電勢能的理解 例2.(多選)(2016全國卷20)如圖所示，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱.忽略空氣阻力.由此可知( )A.Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高B.油滴在Q點(diǎn)的動能比它在P點(diǎn)的大C.油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的大D.油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小AB帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡問題
8、的分析方法1.某點(diǎn)速度方向即為該點(diǎn)軌跡的切線方向.2.從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù).3.結(jié)合軌跡、速度方向與電場力的方向，確定電場力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等.考點(diǎn)精講方法感悟方法感悟?qū)﹄妶瞿艿男再|(zhì)的理解進(jìn)一步拓展認(rèn)識考點(diǎn)精講例3.(2016全國卷15)關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是（ ）A.兩個電勢不同的等勢面可能相交B.電場線與等勢面處處相互垂直C.同一等勢面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等D.將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場 力做正功B考點(diǎn)二：電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系考點(diǎn)精講考點(diǎn)精講1.在勻
9、強(qiáng)電場中，不與電場線垂直的同一直線上的距離相同的兩點(diǎn)間的電勢差相等，相互平行的相等線段的兩端點(diǎn)電勢差也相等.2.在勻強(qiáng)電場中，不與電場線垂直的同一條直線上或幾條相互平行的直線上兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間的距離成正比.如圖所示ACPR，則有： .考點(diǎn)精講考向1：對電場強(qiáng)度和電勢的理解例4.(多選)(2014課標(biāo)全國19)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢，下列說法正確的是( )A.電場強(qiáng)度的方向處處與等電勢面垂直B.電場強(qiáng)度為零的地方，電勢也為零C.隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低D.任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢降落最快的方向AD考點(diǎn)精講考向2：對電勢、電場強(qiáng)度的計(jì)算理解例5.如圖所示，以O(shè)點(diǎn)
10、為圓心，以R0.20 m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向與x軸正方向成60角，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為4 V、4 V、4 V，則下列說法正確的是（ ）A.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E40 V/mB.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E80 V/mC.d點(diǎn)的電勢為2 VD.d點(diǎn)的電勢為4 VDb、d之間沿電場線方向的距離d2Rcos 60R0.2 m.b、d之間電勢差UEd8 V，由bd8 V可得d點(diǎn)的電勢為d4 V，選項(xiàng)C錯誤，D正確.考點(diǎn)精講答案解析答案解析考點(diǎn)精講考點(diǎn)三：靜電場中圖象問題vt 圖象根據(jù)vt 圖象中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化，
11、確定電場的方向、電勢高低及電勢能變化x 圖象電場強(qiáng)度的大小等于x 圖線的斜率大小，電場強(qiáng)度為零處，x 圖線存在極值，其切線的斜率為零；在x 圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的高低，并可根據(jù)電勢高低關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向；在x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化，可用WABqUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后做出判斷幾種常見圖象的特點(diǎn)及規(guī)律Et 圖象根據(jù)題中給出的Et 圖象，確定E的方向，再在草稿紙上畫出對應(yīng)電場線的方向，根據(jù)E的大小變化，確定電場的強(qiáng)弱分布Ex 圖象反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律：E0 表示場強(qiáng)沿x 軸正方向，E0表示場強(qiáng)沿x 軸負(fù)方向；圖線與x 軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小
12、表示電勢差大小，兩點(diǎn)的電勢高低根據(jù)電場方向判定Epx 圖象反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律.圖線的切線斜率大小等于電場力大小.進(jìn)一步判斷場強(qiáng)、動能、加速度等隨位移的變化情況.考點(diǎn)精講考點(diǎn)精講考向1：對Ex 圖象的理解例6.(多選)靜電場在x 軸上的場強(qiáng)E 隨x 的變化關(guān)系如圖所示，x 軸正向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x 軸運(yùn)動，則點(diǎn)電荷（ ）A.在x2 和x4 處電勢能相等B.由x1 運(yùn)動到x3 的過程中電勢能增大C.由x1 運(yùn)動到x4 的過程中電場力先增大后減小D.由x1 運(yùn)動到x4 的過程中電場力先減小后增大BCx1x2x3x4E3最大F3最大考向2: 對x 圖象認(rèn)識考點(diǎn)精講例7.有一靜電
13、場，電場線平行于x軸，其電勢隨x坐標(biāo)的改變而改變，變化的圖線如圖所示.若將一帶負(fù)電粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，電場中P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1 mm、4 mm.則下列說法正確的是（ ）A.粒子將沿x軸正方向一直向前運(yùn)動B.粒子在P點(diǎn)與Q點(diǎn)加速度大小相等，方向相反C.粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時，動能相等D.粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時，電場力做功的功率相等C考點(diǎn)四：電場中的功能關(guān)系考點(diǎn)精講1.電場力做功的計(jì)算(1)由公式WFlcos 計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為：WqElcos .(2)由WqU來計(jì)算，此公式適用于任何形式的靜電場.(3)由動能定理來計(jì)算：W電場力W其他力Ek.(4)由電勢
14、能的變化來計(jì)算：WABEpAEpB.2.幾種功能關(guān)系(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變；(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變；(3)除重力外，其他各力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化.(4)所有力對物體所做功的代數(shù)和，等于物體動能的變化.考點(diǎn)精講例8. (2015新課標(biāo)全國24)如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，A、B為其運(yùn)動軌跡上的兩點(diǎn).已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60；它運(yùn)動到B點(diǎn)時速度方向與電場方向的夾角為30.不計(jì)重力.求A、B兩點(diǎn)間的電勢差.考向1: 電場力做功的計(jì)算考點(diǎn)精講vBsi
15、n 30v0sin 60 vyvy考點(diǎn)精講例9.(2015新課標(biāo)全國15)如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢分別為M、N、P、Q.一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中，電場力所做的負(fù)功相等.則（ ）A.直線a位于某一等勢面內(nèi)，MQB.直線c位于某一等勢面內(nèi)，MNC.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做正功D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做負(fù)功考向2: 對電場力做功計(jì)算的進(jìn)一步認(rèn)識B課堂小結(jié)本節(jié)主要內(nèi)容:1.電勢能、電勢、電勢差、等勢面2.電場線、電勢、電勢能、等勢面之間的關(guān)系3.公式E=U/d的理解4.靜電感應(yīng)和靜電平衡5.電場
16、中的功能關(guān)系隨堂檢測1.(多選)兩個不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場線分布如圖所示，已知導(dǎo)體附近的電場線均與導(dǎo)體表面垂直，a、b、c、d為電場中幾個點(diǎn)，并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點(diǎn)，選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則（ ）A.場強(qiáng)大小關(guān)系有EbEcB.電勢大小關(guān)系有bdC.將一負(fù)電荷放在d點(diǎn)時其電勢能為負(fù)值D.將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中電場力做正功BD隨堂檢測同一電場中，電場線密的地方電場強(qiáng)度大，因此EbEc，選項(xiàng)A錯誤；沿電場線方向電勢降低，且導(dǎo)體表面為等勢面，因此bd，選項(xiàng)B正確；由于無窮遠(yuǎn)處電勢為零，故d點(diǎn)電勢為負(fù)，負(fù)電荷放在d點(diǎn)時電勢能為正值，選項(xiàng)C錯誤；由圖可知，ad，Uad0，則將正電荷由a點(diǎn)
17、移至d點(diǎn)的過程中電場力做功WqUad，為正功，選項(xiàng)D正確.隨堂檢測2.(多選)如圖所示，一帶電粒子在兩個固定的等量正電荷的電場中運(yùn)動，圖中的實(shí)線為等勢面，虛線ABC 為粒子的運(yùn)動軌跡，其中B 點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，A、C 位于同一等勢面上.下列說法正確的是（ ）A.該粒子可能帶正電B.該粒子經(jīng)過B點(diǎn)時的速度最大C.該粒子經(jīng)過B點(diǎn)時的加速度一定為零D.該粒子在B點(diǎn)的電勢能小于在A點(diǎn)的電勢能CD從該帶電粒子的運(yùn)動軌跡看，固定電荷對它有吸引力，由固定電荷帶正電可知，該粒子一定帶負(fù)電，故A錯誤；因?yàn)榱Ｗ訌腁運(yùn)動到B的過程中，只受電場力且電場力先做正功后做負(fù)功，由動能定理知，動能先增加后減小，故B點(diǎn)的
18、動能不是最大，則經(jīng)過B點(diǎn)時的速度不是最大，故B錯誤；B點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，合場強(qiáng)為零，故粒子受力為零，則加速度為零，C正確；因?yàn)殡x正電荷越遠(yuǎn)，電勢越低，即AEpB，故D項(xiàng)正確.隨堂檢測隨堂檢測3、(多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x 軸正方向運(yùn)動，其電勢能Ep 隨位移x 的變化關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（ ）A.粒子從x1 處運(yùn)動到x2 處的過程中電場力做正功B.x1、x2 處電場強(qiáng)度方向沿x 軸正方向C.x1 處的電場強(qiáng)度大小大于x2 處的電場強(qiáng)度大小D.x1 處的電勢比x2 處的電勢低ADEp減小，W電0斜率：F電隨堂檢測4.如圖所示，a、b、c、d 是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn)，
19、它們正好是一個梯形的四個頂點(diǎn).電場線與梯形所在的平面平行.ab平行于cd，且ab 邊長為cd邊長的一半.已知a 點(diǎn)的電勢是3 V，b 點(diǎn)的電勢是5 V，c 點(diǎn)的電勢是7 V.由此可知，d 點(diǎn)的電勢為（ ） A.1 V B.2 VC.3 V D.4 VC隨堂檢測ab邊與cd邊相互平行，相等長度的兩點(diǎn)電勢差大小相等，a、b兩點(diǎn)的電勢差為2 V，dc距離為ab的2倍，則d、c兩點(diǎn)電勢差也是a、b兩點(diǎn)間電勢差的2倍即4 V，d點(diǎn)的電勢為3 V，C正確.5.(多選)在x軸上電場強(qiáng)度E與x的關(guān)系如圖所示，O為坐標(biāo)原點(diǎn)，a、b、c為x軸上的點(diǎn)，a、c之間的距離為d，a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小均為E0，則下列說法中正確的是（ ）A.bacOB.OabcC.將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做功大于|eE0d|D.將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，質(zhì)子的電勢能增加隨堂檢測BC在Ex圖象中，圖象與x軸所圍面積表示電勢差，由圖可以看出x軸上Oc段與圖線所圍面積大于ac段與圖線所圍面積，ac段與圖線所圍面積大于bc段與圖線所圍面積，即UOcUacUbc0，所以O(shè)abc，故B正確，A錯誤；ac段與圖線所圍面積大于E0d，即UacE0d，所以將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做功大于|eE0d|，故C正確；將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做正功，質(zhì)子的電勢能減少，D錯誤.隨堂檢測
物理 電場能的性質(zhì)
