高考物理二輪復(fù)習(xí)專題四 靜電場(chǎng) 第15課時(shí) 電場(chǎng)能的性質(zhì)課件1

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1、第15課時(shí)電場(chǎng)能的性質(zhì),知識(shí)點(diǎn)一電勢(shì)能(b/c) 1.如圖1所示，一帶負(fù)電的粒子，沿著電場(chǎng)線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是(),圖1,A.帶電粒子的電勢(shì)能越來(lái)越小 B.帶電粒子的電勢(shì)能越來(lái)越大 C.帶電粒子受到的靜電力一定越來(lái)越小 D.帶電粒子受到的靜電力做正功,解析帶負(fù)電的粒子所受靜電力方向與電場(chǎng)線方向相反，所以當(dāng)帶負(fù)電的粒子沿著電場(chǎng)線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能越來(lái)越大，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確；電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，所以EAEB，帶電粒子受到的靜電力一定越來(lái)越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 答案B,2.如圖2所示，固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn)，已知rMr

2、N。下列敘述正確的是(),圖2,A.若把一正的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則靜電力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能增加 B.若把一正的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則該電荷克服靜電力做功，電勢(shì)能增加,C.若把一負(fù)的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，則靜電力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少 D.若把一負(fù)的試探電荷從M點(diǎn)沿直線移到N點(diǎn)，再?gòu)腘點(diǎn)沿不同路徑移回到M點(diǎn)，則該電荷克服靜電力做的功等于靜電力對(duì)該電荷所做的功，電勢(shì)能不變 解析由正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，正試探電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；負(fù)電荷由M點(diǎn)到N點(diǎn)，克服靜電力做功，電勢(shì)能增加，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，負(fù)試

3、探電荷又回到M點(diǎn)，則整個(gè)過(guò)程中靜電力不做功，電勢(shì)能不變，故選項(xiàng)D正確。 答案D,知識(shí)點(diǎn)二電勢(shì)(b/c) 3.如圖3所示，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，P1、P2為其電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。若E1、E2為P1，P2兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，1、2為P1、P2兩點(diǎn)的電勢(shì)，則 (),圖3,A.E1E2，12B.E1E2，12 C.E1E2，12 D.E1E2，12 解析由點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布以及電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系可知選項(xiàng)A正確。 答案A,4.在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中有一點(diǎn)A，當(dāng)一個(gè)q的檢驗(yàn)電荷從電場(chǎng)的無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，靜電力做的功為W，則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)分別為(),答案A,知識(shí)點(diǎn)三電勢(shì)差(b/c

4、) 5.關(guān)于電勢(shì)差，下列說(shuō)法正確的是() A.電勢(shì)差就是電場(chǎng)強(qiáng)度的差值 B.電勢(shì)差就是電勢(shì)能的差值 C.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間一定存在電勢(shì)差 D.電場(chǎng)中有電勢(shì)差的地方一定有電壓,解析電勢(shì)差指的是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，會(huì)存在電勢(shì)差，但并不是說(shuō)任意兩點(diǎn)間都存在電勢(shì)差，比如電勢(shì)相等的兩點(diǎn)間就沒(méi)有電勢(shì)差，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電勢(shì)差就是電壓，所以有電勢(shì)差的地方就一定有電壓，選項(xiàng)D正確。 答案D,6.電荷Q在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，靜電力做功為W，由此可算出兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U；若讓電荷量為2Q的電荷在電場(chǎng)中的這兩點(diǎn)間移動(dòng)，則(),解析電勢(shì)與電勢(shì)差是電場(chǎng)本身的性質(zhì)，與試探電荷無(wú)

5、關(guān)，選項(xiàng)C對(duì)、D錯(cuò)；由靜電力做功的公式WqU可知當(dāng)電荷量為2Q的電荷在兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，靜電力做功為2W，選項(xiàng)A、B錯(cuò)。 答案C,解析此公式只適合勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不僅取決于場(chǎng)強(qiáng)的大小，還取決于沿電場(chǎng)方向的距離d，a、b間距離大，d不一定大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與a、b兩點(diǎn)間的距離無(wú)關(guān)，是恒定的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；公式中的d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b所在的兩等勢(shì)面之間的距離，選項(xiàng)D正確。 答案D,8.a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)電勢(shì)依次為10 V、2 V、6 V；三點(diǎn)在同一平面上，下列圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是(),解析由于Uabab8 V，則ab中點(diǎn)處電勢(shì)

6、為6 V，因此c點(diǎn)與ab中點(diǎn)的電勢(shì)相同，c點(diǎn)與ab中點(diǎn)的連線則為一條等勢(shì)線，電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)垂直于該等勢(shì)線并且指向電勢(shì)較低的方向，故選項(xiàng)C正確。 答案 C,易混點(diǎn)一不能正確理解電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能、等勢(shì)面之間的關(guān)系 1.電場(chǎng)線與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：電場(chǎng)線越密的地方表示電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。 2.電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系：電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，并從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。 3.電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電勢(shì)無(wú)直接關(guān)系：零電勢(shì)可人為選取，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小由電場(chǎng)本身決定，故電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方，電勢(shì)不一定高。 4.電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大；負(fù)電荷在電勢(shì)低

7、的地方電勢(shì)能大。,【練1】 如圖4所示，真空中的正點(diǎn)電荷放在O點(diǎn)，圖中畫(huà)出它產(chǎn)生的電場(chǎng)的六條對(duì)稱分布的電場(chǎng)線。以水平電場(chǎng)線上的O點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓，與電場(chǎng)線分別相交于a、b、c、d、e，下列說(shuō)法正確的是(),圖4,A.b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.a點(diǎn)電勢(shì)高于e點(diǎn)電勢(shì) C.b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于e、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差 D.電子沿圓周由d運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做正功,解析b、e兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相同，方向不同，A錯(cuò)誤；在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，離電荷越近，電勢(shì)越高，e點(diǎn)離電荷近，故電勢(shì)高，B錯(cuò)誤；b、e兩點(diǎn)和c、d兩點(diǎn)分別到電荷的距離相同，故電勢(shì)相同，因此b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于e、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，C正確；電

8、場(chǎng)力做功與初、末位置的電勢(shì)差有關(guān)，c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零，故電場(chǎng)力做功為零，D錯(cuò)誤。 答案C,圖5圖6,結(jié)論2：勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段ABCD，且ABCD，則UABUCD(或ABCD)，如圖6所示。,【練2】 如圖7所示，a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)梯形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與梯形所在的平面平行。ab平行于cd，且ab邊長(zhǎng)為cd邊長(zhǎng)的一半。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是3 V，b點(diǎn)的電勢(shì)是5 V，c點(diǎn)的電勢(shì)是7 V。由此可知，d點(diǎn)的電勢(shì)為(),圖7,A.1 V B.2 V C.3 V D.4 V,解析ab邊與cd邊相互平行，相等長(zhǎng)度的兩點(diǎn)電勢(shì)差大小相等，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為2 V，d

9、c距離為ab的2倍，則d、c兩點(diǎn)電勢(shì)差也是a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差的2倍即4 V，d點(diǎn)的電勢(shì)為3 V，C正確。故正確答案為C。 答案C,疑難點(diǎn)三電場(chǎng)中的功能關(guān)系 1.求電場(chǎng)力做功的幾種方法 (1)由公式WFlcos 計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為WEqlcos 。 (2)由WABqUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場(chǎng)。 (3)由電勢(shì)能的變化計(jì)算：WABEpAEpB。 (4)由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場(chǎng)力W其他力Ek。,2.電場(chǎng)中的功能關(guān)系 (1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變。 (2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變。 (3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對(duì)物體做

10、的功等于物體機(jī)械能的變化。 (4)所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。,【練3】 如圖8所示，平行金屬板A、B水平正對(duì)放置，分別帶等量異號(hào)電荷。一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場(chǎng)力共同作用下運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖中虛線所示，那么(),圖8,A.若微粒帶正電荷，則A板一定帶正電荷 B.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢(shì)能一定增加 C.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)動(dòng)能一定增加 D.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)機(jī)械能一定增加,解析 微粒同時(shí)受到重力和電場(chǎng)力作用，由題中條件僅可判斷出重力與電場(chǎng)力合力向下，無(wú)法確定電場(chǎng)力的大小和方向，故只能確定合力對(duì)微粒做正功，其動(dòng)能增大，其他結(jié)論均無(wú)法確定，故只有選項(xiàng)C正確。 答案 C,真題示

11、例,【例1】 (20164月浙江學(xué)考)如圖9所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q19.0108 C和Q21.0108 C，分別固定在x坐標(biāo)軸上，其中Q1位于x0處，Q2位于x6 cm處。在x軸上(),,圖9,A.場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)有兩處 B.在x6 cm區(qū)域，電勢(shì)沿x軸正方向降低 C.質(zhì)子從x1 cm運(yùn)動(dòng)到x5 cm處，電勢(shì)能升高 D.在0 x6 cm和x9 cm的區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向,答案D,【例2】 (201610月浙江選考)如圖10為某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線，M、N、P為電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，M、N是同一電場(chǎng)線上兩點(diǎn)。下列判斷正確的是(),圖10,A.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大 B.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的電勢(shì)

12、最高 C.負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能 D.正電荷從M點(diǎn)自由釋放，電荷將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),解析電場(chǎng)中電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，由題圖知N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，選項(xiàng)A正確；順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，N點(diǎn)的電勢(shì)最低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；負(fù)電荷由M到N，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，所以EpMEpN，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；正電荷從M點(diǎn)自由釋放，在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，但是運(yùn)動(dòng)軌跡并不是電場(chǎng)線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案A,沖刺訓(xùn)練,1.在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，相距為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，把一個(gè)電荷量為q的正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功為W，下列說(shuō)法正確的是() A.該電荷在a點(diǎn)電勢(shì)能較b點(diǎn)大 B.a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)

13、低 C.a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差大小一定為UEd,答案B,2.(2016浙江嘉興一中模擬)一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電荷量q2.0109 C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)。在這過(guò)程中除靜電力外，其他力做的功為6.0105 J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0105 J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab為() A.1104 V B.1104 V C.4104 V D.7104 V,答案A,3.如圖11甲所示，AB是電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線。質(zhì)子以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā)，僅在電場(chǎng)力作用下沿直線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其vt圖象如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是(),圖11,A.質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間逐漸減小 B.電場(chǎng)線的方向由A指向B C.A、B

14、兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系滿足EAEB D.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系滿足AB 解析由題圖可知，從AB，速度減小，所以電場(chǎng)力方向向左，電場(chǎng)線方向由BA，所以AB，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不變，所以該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，EAEB，選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤。 答案D,4.(2016浙江寧波學(xué)考模擬)如圖12空間中存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在電場(chǎng)中將一帶電液滴從b點(diǎn)由靜止釋放，液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d，且直線bd方向與豎直方向成45角，下列判斷正確的是(),圖12,A.液滴帶正電荷 B.液滴的電勢(shì)能減少 C.液滴的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和不變 D.液滴的電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變,解析 帶電液滴受重力和電場(chǎng)力兩個(gè)力的作

15、用，由靜止釋放后，沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d，說(shuō)明液滴所受合外力沿b到d的方向，又因?yàn)橹亓Ψ较蜇Q直向下，所以電場(chǎng)力的方向水平向右，而電場(chǎng)線水平向左，故帶電液滴帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中，重力和電場(chǎng)力均做正功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能都減少，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；重力和電場(chǎng)力合力所做的功，等于液滴動(dòng)能的增量，又因?yàn)橹亓碗妶?chǎng)力所做的功等于重力勢(shì)能和電勢(shì)能的減少量，故液滴的重力勢(shì)能、電勢(shì)能、動(dòng)能三者之和不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案B,5.相距很近的一對(duì)帶等量異號(hào)電荷的平行金屬板，它們之間的電場(chǎng)除邊緣外，可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如圖13所示。一個(gè)帶電粒子沿圖中軌跡穿過(guò)該電場(chǎng)，則從a運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中(),圖13,A.粒子的速度一直在增大 B.粒子的電勢(shì)能一直在減小 C.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在d點(diǎn)低 D.粒子的加速度先變大再不變后變小,解析根據(jù)帶電粒子受到的電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè)可知，粒子帶正電。電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，再做負(fù)功，粒子的動(dòng)能先減小，后增大再減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子的電勢(shì)能先增大，后減小再增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，a點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)，正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，故粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在d點(diǎn)大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線先是越來(lái)越密后不變?cè)僭絹?lái)越疏，故電場(chǎng)力先變大再不變后變小，粒子的加速度先變大再不變后變小，選項(xiàng)D正確。 答案D,