高中物理高考 2020届高考物理一轮复习基次19电场能的性质课件新人教版

这是一份高中物理高考 2020届高考物理一轮复习基次19电场能的性质课件新人教版，共25页。PPT课件主要包含了-2-，知识点一，知识点二，知识点三，末位置，零势能，减少量，-Δep，-3-，电势能等内容，欢迎下载使用。

电势能、电势、电势差1.电势能(1)电场力做功的特点:电场力做功与　　　　无关,只与　　 　　有关。 (2)电势能①定义:电荷在　　　　中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到　　　　位置时电场力所做的功。 ②电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的　　　　,即WAB=EpA-EpB=　　　　　　。 
2.电势(1)定义:试探电荷在电场中某点具有的　 　　与它的 　　　的比值。 (2)定义式:φ=　　　　　。 (3)矢标性:电势是　　　　,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　　　,同一点的电势因选取　　　　　的不同而不同。 3.电势差(1)定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,　　　　　　与移动电荷的　　　的比值。 (2)定义式:UAB=　　　　。 (3)电势差与电势的关系:UAB=　　　,UAB=-UBA。 
等势面1.定义:电场中　　　　　的各点组成的面。 2.四个特点(1)等势面一定与　　　　垂直。 (2)在　　　　　　　上移动电荷时电场力不做功。 (3)电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。(4)等差等势面越密的地方电场强度　　　　,反之　　　　。 
匀强电场中电势差与电场强度的关系1.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿　　　　方向的距离的乘积。即U=Ed,也可以写作 。 2.公式U=Ed的适用范围:匀强电场。
电势高低与电势能大小的判断(自主悟透)1.电势高低的判断
2.电势能大小的判断
思维训练1.某形状不规则的导体置于静电场中,由于静电感应,在导体周围出现了如图所示的电场分布,图中虚线表示电场线,实线表示等势面,A、B、C为电场中的三个点。下列说法正确的是(　　)A.A点的电势高于B点的电势B.将电子从A点移到B点,电势能减小C.A点的电场强度大于B点的电场强度D.将电子从A点移到C点,再从C点移到B点,电场力做功为零
2.(2018·福建漳州联考)如图所示,在等量异种点电荷形成的电场中,有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C为连线中垂线距A点距离也为d的一点。下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是(　　)A.EA=EC>EB;φA=φC=φBB.EB>EA>EC;φA=φC>φBC.EAφB,φA>φCD.因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低
电势差与电场强度的关系 (师生共研)1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d。推论如下:(1)如图甲所示,C点为线段AB的中点,则有 。(2)如图乙所示,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。
2. 在非匀强电场中的三点妙用(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系,当电势差U一定时,电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小,即电场强度越大,等差等势面越密。(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;E越小,U越小。(3)利用φ-x图像的斜率判断沿x轴方向电场强度Ex随位置的变化规律。在φ-x图像中斜率 ,斜率的大小表示电场强度的大小,正负表示电场强度的方向。
例题(2017·全国Ⅲ卷)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV思维点拨 根据a、b、c三点的电势关系可以找出等势面,进而求出等势面间的距离,最后求出电场强度。
方法技巧如何确定匀强电场中的电场线1.先确定等势线,根据“两点确定一条直线”,找出电场中电势相等的两个点,然后连接成一条等势线;因匀强电场的电势在一条直线上均匀变化,任一线段中点的电势为两端点电势的平均值。2.电场线跟等势线一定垂直,作出等势线的垂线即得电场线。3.比较电势的高低,即沿着电场线的方向,电势逐渐降低;根据电势高低在电场线上标出箭头,表示电场的方向。
思维训练(2018·湖北武汉模拟)如图所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点。已知A点的电势为φA=30 V,B点的电势为φB=-10 V,则C点的电势为(　　)A.φC=10 VB.φC>10 VC.φC<10 VD.上述选项都不正确
解析 由于AC之间的电场线比CB之间的电场线密,相等距离之间的电势差较大,即UAC>UCB,所以φA-φC>φC-φB,可得 ,即φC<10 V,选项C正确。
电场线、等势面与运动轨迹关系(师生共研)1.常见等势面比较
2.在电场中带电粒子运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。
例题(2018·天津卷)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是 (　　)A.vM思维训练(2017·天津卷)(多选)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是(　　)A.电子一定从A向B运动B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷,一定有EpA电场力做功与电场中的功能关系(师生共研)——规范训练1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Flcs α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eqlcs α。(2)由WAB=qUAB计算,此公式适用于任何电场。(3)由电势能的变化计算:WAB=EpA-EpB。(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔEk。2.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、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
例题在足够长的粗糙绝缘水平槽中,长为2l的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B,右图为俯视图(槽两侧光滑)。A球的电荷量为+2q,B球的电荷量为-3q(均可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内,已知虚线MP恰位于细杆的中垂线,MP和NQ的距离为3l,匀强电场的电场强度为 ,方向水平向右。释放带电系统,让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响,动摩擦因数μ=0.2)。求:(1)小球B第一次到达电场边界MP所用的时间;(2)小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小;(3)带电系统运动过程中,B球电势能增加量的最大值。
解析 (1)带电系统开始运动后,先向右加速运动,当B进入电场区时,开始做减速运动。设B球进入电场前的过程中,系统的加速度为a1,由牛顿第二定律:2Eq-μ·2mg=2ma1,解得a1=g
(3)当带电系统速度第一次为零时,此时A球已经到达右边界NQ处,B球克服电场力做的功越多,B球增加的电势能越多,设系统速度减小到零时,A球离右边界NQ的距离为x,A球离开电场后,系统的加速度为a3,由牛顿第二定律:-3Eq-2μmg=2ma3得:a3=-2g由 解得:x=0.1l<2l,所以B没有出电场。故B电势能增加量的最大值为ΔEp=-W=-[-3Eq(l+x)]=3Eq(l+x)=3Eq×1.1l=3.3Eql=3.96mgl。
思维训练(2018·全国Ⅰ卷)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是 (　　) A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍