高考物理總復(fù)習(xí)（重難點突破+題型探究）第七章第2課 電場的能的性質(zhì)課件

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1、第第2課電場的能的性質(zhì)課電場的能的性質(zhì)第一單元電場的力和能的性質(zhì)第一單元電場的力和能的性質(zhì)1.計算電場力做功常用的方法(1)WABqUAB(普遍適用)(2)WqExcos (適用于勻強電場)(3)WABEp(從能量角度求解)(4)W電W非電Ek(由動能定理求解)2電勢能增減的判斷方法做功法：無論電荷是正是負(fù)，只要電場力做正功，電荷的電勢能就減少；電場力做負(fù)功，電荷的電勢能就增加3電勢高低的判斷(1)根據(jù)電場線的方向：沿電場線方向，電勢越來越低(2)根據(jù)電場力做功的方法：根據(jù)定義式UAB ，將WAB、q的、代入，由UAB的、可判斷電勢高低4電場線、場強、電勢及等勢面之間的關(guān)系(1)電場線與場強的

2、關(guān)系：電場線越密的地方場強越大，電場線上每點的切線方向表示該點的場強方向(2)電場線與電勢的關(guān)系：沿著電場線方向，電勢越來越低(3)等勢面與電場線的關(guān)系：電場線總是與等勢面垂直，且從高等勢面指向低等勢面電場線越密的地方，等勢面也越密沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功(4)場強的數(shù)值與電勢的數(shù)值無直接關(guān)系：場強大(或小)的地方電勢不一定大(或小)零電勢可人為選取，而場強是否為零則由電場本身決定5應(yīng)用電場線進行下列判斷(1)電場力的方向正電荷的受力方向和電場線方向相同，負(fù)電荷的受力方向和電場線方向相反(2)電場強度的大小(定性)電場線的疏密可定性判斷電場強度的大小(3

3、)電勢的高低與電勢降低的快慢沿電場線的方向電勢逐步降低，電場強度的方向是電勢降低最快的方向(4)等勢面的疏密電場越強的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏(5)電場線與等勢面垂直【例1】如圖所示，在等量正電荷連線的中垂線上取A、B、C三點，令各點電勢分別為A、B、C，則下列說法中正確的是()電勢高低的判斷AABC BABBC DA0，BC0審題突破：本題研究兩個等量同種電荷連線的中垂線上幾個位置的電勢的關(guān)系，要明白等量正點電荷連線的中垂線上，中點電勢最高解析：等量正點電荷在A點下方合場強沿中垂線向下，在A點上方合場強沿中垂線向上，雖然EA0，但因“沿場強方向電勢降低”可判斷

4、C項對；其次，若取正點電荷從A移動到B的過程中，電場力做正功，電勢能減小，因移動正電荷，故電勢也減小，故AB，同理可知BC.答案：C等勢面的理解與應(yīng)用【例2】(雙選)a、b、c、d為某一電場中的等勢線一帶負(fù)電的粒子飛入電場后只在電場力作用下沿M點到N點(見圖)的實線運動不計粒子的重力，由圖可知()AM點處的電場強度大于N點處的電場強度B帶電粒子在N點的速度比在M點處的速度大C帶電粒子在M點處的電勢能比在N點處的電勢能小D四個等勢線的電勢關(guān)系為a b c d 審題突破：本題是電場的力和能的性質(zhì)在電場線及等勢線中的綜合分析，必須根據(jù)等勢線與電場線的關(guān)系畫好電場線解析：先根據(jù)電場線與等勢線的關(guān)系作出

5、如圖所示的電場線，由此可知，M點處的電場線比N點處的電場線密，電場強度大，故A項正確在M點畫軌跡的切線為帶電粒子的速度方向，由于軌跡要處于電場力與速度所夾的角度內(nèi)，故電場力必須沿M點上的電場線切線向右，由此可知粒子運動至N電場力做負(fù)功，電勢能增加，動能減小，速度減小，選項B錯，C項對；而因為移動的是負(fù)電粒子，則電勢將減小，四個等勢面電勢關(guān)系為a b c d ，選項D錯誤答案：AC方法點竅分析這類問題的關(guān)鍵是從等勢線與電場線的關(guān)系畫出電場線，將電場線與等勢線分布統(tǒng)一起來從等勢線的分布可以分析電勢和電場強度的分布，從而可以確定電荷的加速度的變化，速度的變化，電場力所做的功及電勢能的變化等電場線與等

6、勢面的綜合問題【例3】如圖所示，實線為方向未知的三條電場線，虛線分別為等勢線1、2、3，已知MNNQ，a、b兩帶電粒子從等勢線2上的O點以相同的初速度飛出僅在電場力作用下，兩粒子的運動軌跡如圖所示，則()Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電Ba加速度減小，b加速度增大CM、N兩點之間的電勢差|UMN|等于N、Q兩點之間的電勢差|UNQ|Da粒子到達等勢線3的動能變化量比b粒子到達等勢線1的動能變化量小解析：由帶電粒子的運動軌跡，結(jié)合曲線運動的特點可知帶電粒子所受的電場力方向，但因為電場線的方向不確定，故不能判斷帶電粒子帶電的性質(zhì)，選項A錯；由電場線的疏密可知，a加速度將減少，b加速度將增大，選項B正確

7、；因為是非勻強電場，故MN電勢差并不等于NQ兩點電勢差，選項C錯；但因為等勢線1與2之間的電場強度比2與3之間的電場強度要大，故1、2之間的電勢差要大于2、3之間的電勢差，但兩粒子的帶電量大小不確定故無法比較動能變化量的大小，選項D錯誤答案：B電場中的功能關(guān)系【例4】(雙選)如圖所示，在絕緣的斜面上方，存在著勻強電場，電場方向平行于斜面向上，斜面上的帶電金屬塊在平行于斜面的力F作用下沿斜面移動已知金屬塊在移動的過程中，力F做功32 J，金屬塊克服電場力做功8 J，金屬塊克服摩擦力做功16 J，重力勢能增加18 J，則在此過程中金屬塊的()A動能減少10 J B電勢能增加24 JC機械能減少24

8、 J D內(nèi)能增加16 J解析：由動能定理可知Ek32 J8 J16 J18 J10 J，選項A正確；克服電場力做功為8 J，則電勢能增加8 J，選項B錯誤；機械能的改變量等于除重力以外的其他力所做的總功，故應(yīng)為E32 J8 J16 J8 J，選項C錯誤；物體內(nèi)能的增加量等于克服摩擦力所做的功，選項D正確答案：AD電場與力學(xué)問題的綜合【例5】如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R0.40 m在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度E1.0104 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m0.10 kg的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距

9、離x1.0 m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動，當(dāng)運動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零，已知帶電體所帶電荷q8.0105 C ，取g10 m/s2，求：(1)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大??；(2)帶電體運動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大小；(3)帶電體沿圓弧形軌道運動過程中，電場力和摩擦力對帶電體所做的功各是多少解析：(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有：qEma解得：a 8.0 m/s2設(shè)帶電體運動到B端時的速度大小為vB，則v2ax，解得：vB 4.0 m/s.(2)設(shè)帶電體運動到圓弧形軌道B端時受軌道的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律有：FNmg ，解得：FNmg 5.0 N根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對圓弧形軌道B端的壓力大小FN5.0 N.(3)因電場力做功與路徑無關(guān)，所以帶電體沿圓弧形軌道運動過程中，電場力所做的功W電qER0.32 J設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運動過程中摩擦力所做的功為W摩，對此過程根據(jù)動能定理有：W電W摩mgR0 解得：W摩0.72 J.答案：(1)8.0 m/s24.0 m/s(2)5.0 N(3)0.32 J0.72 J