高考物理复习第八章电场8.2电场能的性质市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

必考部分电磁学/8-12章第八章电场第2节电场能性质1/51栏目导航1234抓知识点抓重难点课时跟踪检测抓易错点2/51抓知识点专心研读领悟细微深处13/51一、电场力做功电势能1．电场力做功(1)特点：静电力做功与

无关，只与

相关．(2)计算①W＝qEd，适合用于

电场．②WAB＝qUAB，适合用于任何电场．2．电势能(1)大小：等于将电荷从该点移到

位置时电场力做功．(2)公式：Ep＝qφ.(3)电场力做功与电势能改变关系：WAB＝EpA－EpB＝

，即电场力功等于

负值．路径初、末位置匀强零势能－ΔEp电势能改变量4/51加深了解电势能“四性”系统性电势能由电场和电荷系统所共有，我们习惯说成电场中电荷所含有相对性电势能是相正确，与零势能位置选取相关，但电势能改变是绝正确，与零势能位置选取无关矢标性电势能是标量，有正负，无方向．电势能正负表示电势能大小任意性零势能位置选取理论上是任意，但通常选取大地或无穷远处为零势能位置5/51 判断正误．1．电场力做功与重力做功相同，均与路径无关．()2．正电荷含有电势能一定是正，负电荷含有电势能一定是负．()3．电场力做正功，电势能一定增加．()4．电场力做功为零，电荷电势能也为零．()即时突破√×××6/51标量

零电势

相对性

7/512．等势面(1)定义：电场中

相同各点组成面叫做等势面．(2)等势面特点①在同一等势面上移动电荷时，电场力

．②电场线与等势面

，而且由电势

等势面指向电势

等势面．③任意两个等势面都不

．④等差等势面越密地方，电场强度

．电势不做功垂直高低相交越大8/51(3)几个经典电场等差等势面分布(以下列图中虚线所表示)．9/51

判断正误．1．电场中电场强度为零地方电势一定为零．()2．带电粒子一定从电势能大地方向电势能小地方移动．()3．因为静电力做功跟移动电荷路径无关，所以电势差也跟移动电荷路径无关，只跟这两点位置相关．()即时突破××√10/51φA－φB

电势差值

Ed

11/51加深了解1．电场中两点间电势差由电场本身决定，与在这两点间移动电荷电荷量、电场力做功大小均无关．2．电场中某点电势是相正确，与零电势点选取相关，而电势差是绝正确，与零电势点选取无关．3．电势差是标量，但有正负之分，电势差正负表示电场中两点间电势高低．4．计算电势差时，必须明确是哪两点间电势差．A、B间电势差记为UAB，而B、A间电势差记为UBA，且UAB＝－UBA.5．公式U＝Ed只适用匀强电场，式中d是两点沿电场方向距离．另外U＝Ed还能够定性分析非匀强电场问题．6．在匀强电场中，沿任意一条直线电势降落都是均匀，所以，能够采取等分间距法求电势．12/51 判断正误．1．电势差是标量，不过却有正负，正负表示起点和终点电势谁高谁低．()2．电势差值与零电势选取相关．()3．电势是标量，有正负，电势正负不表示大小．()4．公式U＝Ed只适合用于匀强电场．()即时突破√××√13/51四、静电感应现象1．静电感应当把一个不带电金属导体放在电场中时，导体两端分别感应出等量正、负电荷，_________________________________________________________________

_____________，这种现象叫静电感应．2．静电平衡(1)定义：当把导体放入电场中时，导体内自由电荷(如金属导体中自由电子)在电场力作用下将发生定向移动而重新分布，在导体表面则出现感应电荷，当感应电荷产生附加电场与在导体内部原电场_____________________，使得_______________时，自由电荷不再发生_____________则导体处于静电平衡状态．“近端”出现与施感电荷异种感应电荷，“远端”出现与施感电荷同种感应电荷大小相等且方向相反叠加场强为零定向移动14/51(2)处于静电平衡状态导体特点①导体内部场强

；②导体是一个

，导体表面是

；③导体表面处场强方向与导体表面

；④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体

上；⑤在导体外表面越尖锐位置，净电荷密度(单位面积上电荷量)

，凹陷位置几乎没有净电荷．处处为零等势体等势面垂直外表面越大15/513．静电现象应用(1)尖端放电：带电导体尖端附近电场很强，可使尖端附近空气

而产生放电现象，即尖端放电．(2)静电屏蔽：电场中导体

．相当于外部电场影响不到导体内部；好像是外部电场被金属外壳“遮挡”住了，这种现象叫做静电屏蔽．发生电离因为静电感应，使得导体内部合场强为零16/51抓重难点动手演练掌握提分技巧217/511．电势高低判断方法(1)沿电场线方向，电势越来越低．(2)判断出UAB正负，再由UAB＝φA－φB，比较φA、φB大小，若UAB>0，则φA>φB，若UAB<0，则φA<φB.(3)依据电势能高低判断：正电荷电势能大地方电势高，而负电荷电势能大地方电势低．重难点1电势高低与电势能大小判断方法

18/512．电势能大小判断方法判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大电荷电势法正电荷在电势高地方电势能大，负电荷在电势低地方电势能大公式法由Ep＝qφp，将q、φp大小、正负号一起代入公式，Ep正值越大，电势能越大；Ep负值越小，电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减小，反之，电势能增大场电荷判断法①离场正电荷越近，正电荷电势能越大；负电荷电势能越小，②离场负电荷越近，正电荷电势能越小；负电荷电势能越大.19/51 (年全国卷Ⅰ)如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中两组平行线，M、N、P、Q是它们交点，四点处电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点过程中，电场力所做负功相等．则()A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【解析】由电子从M点分别运动到N点和P点过程中电场力所做负功相等可知，N、P两点在同一等势面上，且电场线方向为M→N，故选项B正确，选项A错误；M点与Q点在同一等势面上，电子由M点运动到Q点，电场力不做功，故选项C错误；电子由P点运动到Q点，电场力做正功，故选项D错误．【答案】B例120/51 (多项选择)(年海南卷)如右图，两电荷量分别为Q(Q>0)和－Q点电荷对称地放置在x轴上原点O两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方，取无穷远处电势为零．以下说法正确是()A．b点电势为零，电场强度也为零B．正试探电荷在a点电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能改变较大例221/51【解析】因为等量异种电荷在其连线中垂线上电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线电势为零，故b点电势为零，不过电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点电势低于a点电势，正电荷从O点到a点电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电势能改变相同，D错误．【答案】BC22/51 (多项选择)如右图所表示，①、②、③是两个等量异种点电荷形成电场中、位于同一平面内三条等势线，其中③为直线，①与②、②与③间电势差相等．一个重力不计、带负电粒子进入电场，运动轨迹如图中实线所表示，与①、②、③分别交于a、b、c三点．以下判断正确是()A．粒子在c点时加速度为零B．a点电势比b点电势高C．粒子从a到b再到c，电势能不停增加D．若粒子从a到b电场力做功大小为W1，从b到c电场力做功大小为W2，则W1>W2跟踪训练123/51解析：粒子做曲线运动，其加速度不为零，选项A错误；粒子所受电场力方向与电场线方向共线，而电场线与等势面处处垂直，故粒子所受电场力方向也与等势面垂直，依据曲线运动轨迹特点可知，粒子所受电场力指向轨迹凹一侧，综上，粒子在c点所受电场力方向与等势面③垂直，指向左侧．因为粒子带负电，故过c点电场线与等势面③垂直，指向右侧，又因为电场线指向电势低等势面，故有φa>φb>φc，选项B正确；负电荷在电势高处电势能小，故粒子在c点电势能最大，在a点电势能最小，选项C正确；因为等势面①与②、②与③电势差相等，依据W＝qU可知，将同一粒子由等势面①移至②和由等势面②移至③，电场力做功大小相等，选项D错误．答案：BC24/51重难点225/5126/51推论2匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如图乙所表示．27/51例328/5129/51提分秘笈30/5131/51 (多项选择)某电场中等势面分布如右图所表示，图中虚线表示等势面，过a、b两点等势面电势分别为40V和10V，c点是a、b连线中点，则a、b两点电场强度Ea、Eb及c处电势φc，应()A．Ea>Eb B．φc大于25VC．φc小于25V D．Ea<Eb【解析】因为电场线与等势面垂直，依据等势面形状可知，电场线从左向右由密变疏，即从a到c，电场逐步变弱，则Ea>Eb；由U＝Ed可知电势为25V等势面应在c点左边．所以c点电势应小于25V，故选项A、C正确．【答案】AC例432/51 如图所表示，a、b、c、d是匀强电场中四个点，它们恰好是一个梯形四个顶点．电场线与梯形所在平面平行．ab平行于cd，且ab边长为cd边长二分之一．已知a点电 势是3V，b点电势是5V，c点电势是7V．由此可知，d点电势为()A．1V B．2VC.3V D．4V解析：ab边与cd边相互平行，相等长度两点电势差大小相等，a、b两点电势差为2V，dc距离为ab2倍，则d、c两点电势差也是a、b两点间电势差2倍即4V，d点电势为3V，C正确．故正确答案为C.答案：C跟踪训练233/511．求电场力做功几个方法(1)由公式W＝Flcosα计算，此公式只适合用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcosα.(2)由WAB＝qUAB计算，此公式适合用于任何电场．(3)由电势能改变计算：WAB＝EpA－EpB.(4)由动能定理计算：W电场力＋W其它力＝ΔEk.2．电场中功效关系(1)若只有电场力做功，电场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，其它各力对物体做功等于物体机械能改变．(4)全部外力对物体所做功等于物体动能改变．重难点3电场中功效关系

34/51 (多项选择)(年四川卷)如图所表示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平．a、b是两个完全相同带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点抵达某点Q(图中未画出)时速度为零．则小球a()A．从N到Q过程中，重力与库仑力协力先增大后减小B．从N到P过程中，速率先增大后减小C．从N到Q过程中，电势能一直增加D．从P到Q过程中，动能降低许小于电势能增加量例535/51【解析】

a从N点静止释放，过P点后到Q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与a速度方向夹角一直大于90°，所以库仑力整个过程做负功．小球a从N到Q过程中，库仑力增大，库仑力与重力夹角从90°一直减小，所以它们协力一直增大，故A错误；带电小球a受力如图所表示，在靠近N点位置，协力与速度夹角小于90°，在P点协力与速度夹角大于90°，所以小球a从N到P过程中，速率应先增大后减小，故B正确；从N到Q过程中，库仑力一直做负功，所以电势能一直增加，故C正确；依据能量守恒可知，P到Q过程中，动能降低许等于重力势能和电势能增加量之和，故D错误．【答案】BC36/51力电综合问题两条基本解题思绪1．由牛顿运动定律和运动学规律综合求解．注意库仑力随电荷间距离改变而改变，将恒力作用下运动拓展到变力作用下运动．2．由做功与能量改变关系求解．提分秘笈37/51跟踪训练338/5139/5140/51抓易错点亲身体会击破微弱步骤341/51 (多项选择)(届山东齐鲁名校协作体第二次联考)如图所表示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量负电点电荷分别固定在A、B两点，O为AB连线中点，MN为AB连线垂直平分线．在MN上C点由静止释放一个带正电小球(可视为质点)，若不计空气阻力，则()A．C点场强大于O点场强，C点电势高于O点电势B．小球从C点运动至距离该点最远位置过程中，其所经过各点所受电场力先减小后增大C．小球从C点运动至距离该点最远位置过程中，其电势能先减小后增大D．若在小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地迟缓增大，则小球往复运动过程中最大速度将逐步减小例1易错点1等量电荷连线中垂线上，场强、电势等物理量改变最易错

42/51【解析】依据电场线疏密和方向可知选项A正确；因为从M到N点场强改变有两种可能，或者先增大再减小再增大再减小，或者先减小再增大，故选项B错误；依据电场力先做正功后做负功特点以及电场力做功与电势能改变量之间关系可知选项C正确；若在小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地迟缓增大，同一位置电场强度都会增大，假如小球从最远处开始运动，电场力做功增多，则小球往复运动过程中最大速度将增大，故选项D错误．【答案】AC43/51【错后感悟】等量负