2018年高中物理第一章静电场1.7电场能性质的描述——电势差学案新人教版选修3-1

1、4知识点考纲要求题型备注电场能性质的 描述一一电势 差1.1. 理解电势差的概 念并能计算电势差；2.2.掌握电场力做功 与电势差的关系。选择题、 计算题本知识点属于咼考重点，咼频考点，命 题形式为选择题和计算题，从能量观点 入手考查电势差的概念及电场力做功的 计算。、重难点提示：重点：理解电势差的概念并能计算电势差。难点：电场力做功的计算。电场能性质的描述电势差、考点突破:【明确学习目治高效学乩有的放知2为m电荷量为一q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线方向 进入半圆轨道，不计空气阻力及一切能量损失， 关于带电小球的运动情况， 下列说法正确的 是( )A.A. 小球一

2、定能从B点离开轨道B.B. 小球在AC部分可能做匀速圆周运动C.C. 若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD.D. 小球到达C点的速度可能为零一、电势差1.1.定义：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值，叫作A、B间的电势差，也叫电压。公式：,B=WABq电势差与电势的关系：UB= A B,电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而UAB= UBAO电势差由电场中A B两点的位置决定，与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关，2.2.且有3.3.与零电势点的选取也无关。二、用功能关系分析带电粒子的能量转化 功能关系(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4

3、)1 1若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；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; 除重力外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化； 所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化。2.2.电场力做功的计算方法(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4(4)由公式W Ficoscosa来计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：W qElcoscosa;由公式W qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场；由动能定理来计算：WwWw力+W其他力=E;由电势能的变化来计算：WAB=&A&B。I川删樹I&【顾横棣9適关】例题 1 1 如图所示，M

4、PQ为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E,ACE为光滑固1定的半圆形轨道，轨道半径为R A、B为圆水平直径的两个端点，AC为-圆弧，一个质量3思路分析：本题考查学生对复合场问题、功能关系、圆周运动等知识的综合运用分析能 力。若电场力大于重力，则小球有可能不从B点离开轨道，A A 错；若电场力等于重力，小球在AC部分做匀速圆周运动，B B 正确；因电场力做负功，有机械能损失，上升的高度一定小于 H,H, C C 正确；由圆周运动知识可知若小球到达C点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，D D错。答案：BCBC例题 2 2 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为+Q的

5、点电荷，一质量为m带电荷量为+q的物块(可视为质点)，从轨道上的A点以初速度vo沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v,已知点电荷产生的电场在A点 的电势为0(取无穷远处电势为零)，P到物块的重心竖直距离为h,P、A连线与水平轨道 的夹角为 6060,试求：(1) 物块在A点时受到轨道的支持力大小；(2) 点电荷+Q产生的电场在B点的电势。思路分析：(1 1)物块在A点受重力、电场力、支持力，分解电场力，由竖直方向受力平衡得FN=m叶kQysinsin 6060 r又因为h=rsinsin 6060 由以上两式解得支持力为3 3kQqFN=m肝尸；8h2(2 2)物块从A点运动到P点

6、正下方B点的过程中，由动能定理得 .1212qU= mvmv2 2又因为U= B A= B ,_ im2 2由以上两式解得 B=(Vov) + 。2q答案：(1 1)m叶3、3kQq( 2 2)m(vo2v2)+ 8h2q ifffji典【牖升华高分豪取】【方法提炼】静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1.1. 主要类型:（1 1）vt图象；（2 2） x图象；（3 3）Et图象。2.2. 应对策略：4（1 1）vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化（即加速度大小的变化），确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、 电势的高低及电势能的变化；（2 2） x图象：电

7、场强度的大小等于 x图线的斜率大小，电场强度为零处， x图线存在极值，其切线的斜率为零；在x图象中可以直接判断各点电势的大小， 并可根据电势大小关系确定电场强度的方向； 在 x图象中分析电荷移动时电势能的变 化，可用WAB=qUAB计算，进而分析 跟的正负，然后做出判断；（3 3）Et图象：根据题中给出的Et图象，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应 电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布。满分训练：一带正电的检验电荷， 仅在电场力作用下沿x轴从x=g向x= + 运动, 其速度v随位置x变化的图象如图所示，x=X1和x=X1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大，则在x轴上（）B.B.x=X1和x= X1两处，电场强度最大C.C.x= 0 0 处电势最低D.D.从x=X1运动到x= + 过程中，电荷的电势能逐渐减小思路分析：在x=X1和X= X1处斜率绝对值相等，则在两处的a大小相等，所以F大小相等。但由题图可知F方向相反，所以E的方向相反，A A 错误。在x=X1和x= X1处斜率 的绝对值最大，则在两处的a最大，F=am= qE,所以在两处的电场强度也最大，B B 正确。由图象可知在（一R,0 0） 上,