高考物理一轮复习-专题七-第2讲-电势能-电势-电势差课件

电势电势差考点1

电场力做功与电势能第2讲电势能

1．电场力做功 (1)特点：电场力做功与电荷移动的

无关，只取决于初、末位置的

和被移动电荷的

． (2)电场力做功的表达式：WAB＝(φA－φB)·q＝UAB·q.

路径电势差电量1.(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移动到

位置时所做的功．(2)矢标性：电势能是

，但有正负之分，负值表明比零电势能还要低，正值表示比零电势能高．2．电势能零势能标量2.3．重力做功与电场力做功的比较3.

1．(单选)(2011年上海模拟)一带电粒子射入一固定的点电荷Q的电场中，沿如图7－2－1所示的虚线由a点运动到b点．a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra

和rb

且ra＞rb.若不计重力，则(

)图7－2－14.B．带电粒子所受电场力先做正功后做负功C．带电粒子在b

点的动能大于在a

点的动能D．带电粒子在b

点的电势能大于在a

点的电势能

解析：由带电粒子运动轨迹可知，其与点电荷Q

带同种电荷，但无法确定正负，A错；鉴于二者带同种电荷，静电力表现为斥力，则带电粒子由a→b

过程中，靠近Q

时电场力做负功，动能减小，电势能增加；远离Q

时，电场力做正功，动能增加，电势能减小，且a→b

过程中粒子总能量不变，当ra＞rb，则Epa＜Epb，Eka＞Ekb，故B、C错，D正确．A．带电粒子一定带正电答案：D5.用下从静止开始运动，则它一定(

) A．向场强小的地方运动 B．向电势低的地方运动 C．向其电势能小的地方运动 D．沿某条电场线运动考点2电势、电势差、等势面

1．电势

(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势．2．(单选)(2011年惠州一模)一电荷在电场中只在电场力作C6.(2)定义式：

.(3)矢标性：电势是

，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)．(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因

选取的不同而不同．2．电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值称为这两点的电势差．(2)表达式：UAB＝

＝

.

(3)影响因素：电势差UAB

与电场力做功WAB无关，与电场所带电量q无关．它由电场本身的性质决定，与初、末位置有关，与零势点的选取无关．qφ＝

Ep标量零势点φA－φBWAB/q7.(4)与场强的关系：U＝Ed.适用条件：匀强电场，其中d为沿电场线方向的距离．3．等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．(2)特点：①等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直；②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功；③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；④在空间中两等势面不相交；⑤等差等势面越密的地方电场强度

；反之

．越大越小8.

3．(单选)(2011年佛山一模)在图7－2－2中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是(

)图7－2－2A．两点的场强等大、反向B．P

点电场更强C．两点电势一样高D．Q点的电势较低C9.

4．(双选)如图7－2－3甲所示，AB是某电场中的一条电场线．若有一电子以某一初速度并且仅在电场力的作用下，沿AB由A点运动到B点，其速度－时间图象如图乙所示．下列关于A、B两点的电势φ和电场强度E大小的判断正确的是(

)A．EA>EBC．φA>φBB．EA<EBD．φA<φBAC图7－2－310.

解析：要比较电场中两点电势的高低，关键在于判断电场线的方向．从v－t

图象易知电子做加速度逐渐减小的减速运动，故电子所受电场力与运动方向相反，场强的方向由A

指向B.因为沿着电场线的方向电势降低，故φA>φB，又因为加速度逐渐减小，故EA>EB.11.考点3电场中各物理量的关系1．电场强度、电势、电势差、电势能的对比12.13.2.电场线、电场强度、电势、等势面的关系(1)电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向．(2)沿着电场线方向，电势越来越低．(3)电场线总与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面．(4)电场线越密的地方，等势面也越密．(5)沿等势面移动电荷，电场力不做功；沿电场线移动电荷，电场力一定做功．14.

5．(单选)如图7－2－4所示，P、Q是电荷量相等的两个正点电荷，它们的连线中点为O点，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OA<OB，用EA、EB、φA、φB

分别表示A、B两点的场强和电势，则(

)A．EA

一定大于EB，φA一定大于φBB．EA

一定大于EB，φA不一定大于φBC．EA

不一定大于EB，φA

一定大于φBD．EA

不一定大于EB，φA

不一定大于φBC图7－2－415.图25

解析：如图25所示，找到A

的对称点C，A点和C

点的场强和电势大小都相等．等量同种电荷的连线的中垂线上存在有场强极大值的点，它可能在C

点上方，也可能在C

点下方，故B和C

两点场强大小不确定．将一带正电的点电荷从C

移至B，电场力做正功，所以电势能减小，电势降低．16.6．(单选)(2010年全国卷Ⅰ)关于静电场，下列结论普遍成立的是(

)A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零C17.7．(单选)(2010年天津卷)在静电场中，将一正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，则(

)A．b

点的电场强度一定比a

点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比

a点高D．该电荷的动能一定减小解析：正电荷从a

移动到b点，电场力做了负功，电势能增加，说明b点的电势一定比a

点高，选项C正确．C18.热点1带电粒子在电场中运动情况的判断

【例1】(双选)(2009年全国卷Ⅰ)如图7－2－5所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则(

)图7－2－519.A．M

点的电势比P

点的电势高B．将负电荷由O

点移动到P

点，电场力做正功C．M、N

两点间的电势差大于O、M

两点间的电势差D．在O

点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y

轴做直线运动答案：AD

解析：本题考查电场、电势、等势线、以及带电粒子在电场中的运动．由图和几何关系可知M和P两点不处在同一等势线上，而且有φM>φP，A对．将负电荷由O点移到P要克服电场力做功，即电场力做负功，B错．根据U＝Ed，O到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度，所以有UOM>UMN，C错．从O点释放正电子后，电场力做正功，该粒子将沿y轴做加速直线运动．20.这类题考查的是根据带电粒子在电场中的运动来判断力的方向、电场方向、电荷的正负、电势的高低、电场力做功的正负、电势能的增减、动能的增减等． 一般判断方法有：做曲线运动的条件，通过力指向运动轨迹弯曲的一侧来判断电场力的方向．根据力的方向与电荷正负以及电场的方向关系来相互判断．例如判断出力的方向，根据电场方向，力与电场方向相同则粒子带正电，力与电场方向相反则粒子带负电．21.22.

1．(双选)(2010年广州二模)a、b、c、d四个带电液滴在如图7－2－6所示的匀强电场中，分别水平向左、水平向右、竖直向上、竖直向下做匀速直线运动，则(

)图7－2－6A．a、b

为同种电荷，c、d

为异种电荷B．a、b

的电势能、机械能均不变C．c

的电势能减少，机械能增加D．d

的电势能减少，机械能减少BC23.解析：a、b、c、d四个带电液滴在电场力和重力作用下，做匀速直线运动则重力与电场力大小相等方向相反．所以a、b、c、d四个带电液滴电场力都向上，都带正电，A项错．a、b水平匀速重力电场力都不做功，B项正确．c向上运动重力做负功，电场力做正功，电势能减少，机械能增加，所以C项正确．而d向下运动重力做正功，电场力做负功，电势能增加，D项错．24.乙所带电荷量q＝2.0×10C，g

取10m/s.(水平轨道足够长，

热点2力电综合问题 【例2】(2010年安徽卷)如图7－2－7所示，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R＝0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝5.0×103V/m.一不带电的绝缘小球甲，以速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为m＝1.0×10－2kg，－52甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)25.图7－2－7(1)甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B

点的距离；(2)在满足(1)的条件下．求的甲的速度v0；

(3)若甲仍以速度v0

向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B

点的距离范围．26.27.28.(3)设甲的质量为M，碰撞后甲、乙的速度分别为vM、vm，根据动量守恒和机械能守恒定律有：Mv0＝MvM＋mvm⑩⑪联立⑩⑪得：⑫由⑫和M≥m，可得：v0≤vm＜2v0⑬29.30.解决力电综合问题的一般方法

(1)力和运动关系：牛顿运动定律和运动规律的结合．受力情况决定运动情况，运动情况反映受力情况，根据力与运动列方程．

(2)功和能关系：做功引起能量的转化，而能量在转化和转移过程中总量守恒；根据功与能转化对应列方程，根据能量守恒列方程．

这类问题一般比较难，要分析好物体运动的过程与状态，在过程或状态中找物理量的关系，再运用上面的两个方法列方程联立求解．尤其注意分析临界状态．31.

2．(2010年佛山二模)A、B

两金属板如图7－2－8所示竖直固定在绝缘底座上，与底座的总质量为m.将其静放在光滑水平面上．已知两金属板间的电压为U，极板间距为d.在A板底端上有一小孔，质量也为m、带正电、电荷量为q

的小滑块以v0的速度从小孔水平滑入极板间，小滑块最远可滑到距A

板为x的P

点．已知小滑块与底座间的动摩擦因数为μ，极板外侧的电场强度为0.不计电场的边缘效应以及小滑块电荷对电场的影响．求：32.(1)x

的值；(2)小滑块在极板间运动的全过程中，因与底座间的摩擦而产生的内能.图7－2－833.

解：(1)解法一：因底座与水平面无摩擦，系统动量守恒．当小滑块滑到P

点时，与底座共速，设此速度为v.则由动量守恒定律得mv0＝(m＋m)v系统克服电场力及摩擦力做功

又E＝Ud解得x＝

mdv204(qU＋μmgd)34.35.易错点：粒子运动与受力情况的分析

【例1】(单选)如图7－2－9所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子受重力不计，那么正确的判断是(

)图7－2－9A．电场线方向向下B．粒子一定从a

点运动到b

点C．a

点的电势比b点的高D．粒子在a

点的电势能大于在b

点的电势能D36.

错解分析：错解一：根据粒子运动的轨迹，联想到重力场中的平抛运动，认为粒子一定是从a点运动到b点，错选B. 错解二：混淆电势与电势能的概念，认为a点运动到b点，是类平抛运动，b点动能大，所以a点的电势比b点的高，错选C.

正确解析:无论粒子从a点或者从b点射入电场中，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力的方向向下，粒子带负电可判明电场线的方向向上，A项错误；粒子既可以从a

点运动到b

点，也可以从b

点运动到a点，B项错；由于顺着电场线电势降低，故C项错误；由于是负电荷，电势越大处电势能越小．故D项正确．37.

本题的关键是从运动轨迹的弯曲方向入手，运用曲线运动的特点确定粒子受力方向并进而确定电场方向，