高考物理大一輪復習第七章靜電場2電場能的性質課件.ppt

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第七章靜電場 第2講電場能的性質 1 了解靜電力做功的特點 知道靜電力做功與電勢能改變的關系 2 了解電勢的概念 3 了解等勢面 知道幾種典型靜電場的等勢面的形狀與特點 4 理解電勢差的概念及其定義式 能進行相關計算 5 了解電勢差 電勢 電勢能之間的區(qū)別和聯(lián)系 6 認識勻強電場中電勢差與電場強度的關系 能進行相關計算 7 對非勻強電場中電勢差與電場強度的關系能定性分析 有關 無關 電荷 零勢能 減少 增加 1 6 10 19J 電勢能 電荷量 電勢 垂直 高 低 大小 電勢 電壓 A B 電場方向 乘積 Ed 電勢差 快 1 比較電勢高低的幾種方法 1 沿電場線方向 電勢越來越低 電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面 2 判斷出UAB的正負 再由UAB A B 比較 A B的大小 若UAB 0 則 A B 若UAB 0 則 A B 3 取無限遠處為零電勢點 正電荷周圍電勢為正值 且離正電荷近處電勢越高 負電荷周圍電勢為負值 且離負電荷近處電勢越低 電勢高低及電勢能大小的比較方法 2 電勢能大小的比較方法 1 場源電荷判斷法 離場源正電荷越近 試探正電荷的電勢能越大 試探負電荷的電勢能越小 離場源負電荷越近 試探正電荷的電勢能越小 試探負電荷的電勢能越大 2 電場線判斷法 正電荷順著電場線的方向移動時 電勢能逐漸減小 逆著電場線的方向移動時 電勢能逐漸增大 負電荷順著電場線的方向移動時 電勢能逐漸增大 逆著電場線的方向移動時 電勢能逐漸減小 3 做功判斷法電場力做正功 電荷 無論是正電荷還是負電荷 從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方 反之 如果電荷克服電場力做功 那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方 典題演示1 多選 2016 新課標全國卷 如圖所示 一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動 其軌跡在豎直面 紙面 內(nèi) 且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱 忽略空氣阻力 由此可知 A Q點的電勢比P點高B 油滴在Q點的動能比它在P點的大C 油滴在Q點的電勢能比它在P點的大D 油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小 AB 解析 油滴做類斜拋運動 加速度恒定 選項D錯誤 合力豎直向上 且電場力Eq豎直向上 Eq mg 電場方向豎直向下 P點電勢最低 負電荷在P點電勢能最大 選項A正確 選項C錯誤 若粒子從Q點運動到P點 則合力做負功 動能減小 P點的動能最小 選項B正確 典題演示2 多選 2016 南通一模 四個點電荷位于正方形四個角上 電荷量及其附近的電場線分布如圖所示 ab cd分別是正方形兩組對邊的中垂線 O為中垂線的交點 P Q分別為ab cd上的兩點 OP OQ 則 A P點的電場強度比Q點的小B P點的電勢比M點的低C OP兩點間的電勢差小于OQ間的電勢差D 一帶正電的試探電荷在Q點的電勢能比在M點大 AD 解析 根據(jù)電場的對稱性 P點電場線比Q點稀疏 A項正確 根據(jù)電場與等勢面處處垂直 P點所在ab為等勢面 所以P點電勢比M點高 B項錯誤 P Q兩點電勢相等 C項錯誤 正試探電荷從Q點到M點 電場力做正功 電勢能減小 D項正確 1 電場力做功的特點電場力做的功和路徑無關 只和初 末位置的電勢差有關 電場力做功及電場中的功能關系 2 功能關系 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 除重力之外 其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化 4 所有力對物體做的總功 等于物體動能的變化 3 電場力做功的計算方法 1 由公式W Flcos 計算 此公式只適合于勻強電場中 可變形為W qElcos 2 由W qU來計算 此公式適用于任何形式的靜電場 3 由動能定理來計算 W電場力 W其他力 Ek 4 由電勢能的變化來計算 WAB EpA EpB BC 解析 由能量守恒可知 物體減少的電勢能與重力勢能的總和等于物體增加的動能與克服摩擦力所做的功 故A錯誤 由功能關系可知 物體減少的機械能等于物體增加的電勢能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量總和 故B正確 由能量守恒定律可知 物體機械能的增量 電勢能的增量與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量的代數(shù)和為零 故C正確 由動能定理可知 物體受到的合力所做的功等于物體增加的動能 故D錯誤 AB 解析 物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機械能的增加量等于電場力與摩擦力所做功的代數(shù)和 A項正確 彈簧壓縮至最短時物塊的速度為零 所以減少的電勢能等于彈簧彈性勢能的增加量和系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和 B項正確 物塊速度最大的位置不是剛和彈簧接觸的位置 而是在合力為零的地方 C項錯誤 物塊向左運動速度最大處是電場力等于摩擦力加彈簧彈力之和的地方 返回時速度最大處是彈力等于摩擦力加電場力之和處 所以返回時速度最大處在A點左邊 D項錯誤 1 帶電粒子在電場中的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力的情況以及初速度的情況共同決定的 運動軌跡上各點的切線方向表示粒子在該點的速度方向 電場線只能夠描述電場的方向和定性地描述電場的強弱 它決定了帶電粒子在電場中各點所受電場力的方向和加速度的方向 2 等勢線總是和電場線垂直 已知電場線可以畫出等勢線 已知等勢線也可以畫出電場線 電場線 等勢線與運動軌跡的綜合分析 3 在利用電場線 等勢面和帶電粒子的運動軌跡解決帶電粒子的運動問題時 基本方法是 1 根據(jù)帶電粒子的運動軌跡確定帶電粒子受到的電場力的方向 帶電粒子所受的合力 往往只受電場力 指向運動軌跡曲線的凹側 再結合電場線確定帶電粒子的帶電種類或電場線的方向 2 根據(jù)帶電粒子在不同的等勢面之間移動 結合題意確定電場力做正功還是做負功 電勢能的變化情況或是等勢面的電勢高低 ABC 解析 從粒子的軌跡可以看出 O點的正電荷與粒子M相互吸引 與粒子N相互排斥 故M帶負電荷 N帶正電荷 A項正確 Uab 0 所以從a點運動到b點 M所受的電場力做負功 動能減小 故B項正確 d e兩點電勢相等 N在d e兩點的電勢能相等 故C項正確 Ucd 0 N從c點運動到d點 電場力做正功 故D項錯誤 AD 解析 電場線與等勢面處處垂直 根據(jù)b點速度和電場力把軌跡夾在中間 A項正確 B項錯誤 等差等勢面 電場線和等勢面同密同疏 C項錯誤 根據(jù)電場線判定 D項正確 B 解析 a點和d點的電場強度方向不同 A錯 由沿著電場線方向電勢降低 可知B正確 負電荷從c點移到d點 電場力不做功 C錯 正電荷從c點沿虛線移到e點 電勢能先增大后減小 D錯 C 解析 電場線的疏密程度表示場強大小 A點場強小于B點場強 A項錯誤 沿著電場線電勢降低 小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的電勢高 B項錯誤 電場線與等勢面垂直 C項正確 電場力做功與電荷的運動路徑無關 只與這兩點的電勢差有關 D項錯誤 B 解析 c d兩點場強方向不同 A項錯誤 b e電勢相等 c d電勢相等 B項正確 a點的電勢比d點的低 C項錯誤 c點電勢高于b點電勢 負電荷在b點的電勢能更大 D項錯誤 B 解析 根據(jù)電場線與等勢線垂直 沿著電場線方向電勢降低得出場強方向向左 再由曲線運動時所受合外力指向曲線彎曲的內(nèi)側 得出粒子所受電場力向左 粒子帶正電 A項錯誤 等勢線密的地方場強大 B項正確 粒子從A到C 電場力做負功 電勢能變大 C項錯誤 根據(jù)W Uq得出從A到B和從B到C 電場力做功相同 D項錯誤 BCD 解析 若電場力方向向上 大小等于重力 B項正確 若電場力和重力都豎直向下 從底邊飛出 C項正確 若電場力向上重力向下 從上邊飛出 D項正確 小球的動能不可能為零 A項錯誤 解析 小球從A運動到B的過程中 小球受重力 電場力 桿的彈力三個力的作用 重力做正功 由于小球在該過程中是靠近 Q 所以它們之間的電場力 引力 做正功 小球受到桿的彈力一直與速度方向垂直不做功 由動能定理可求電場力做功 根據(jù)題意及圖形可以看出 B C在同一個等勢面上 所以A B之間與A C之間的電勢差相等