2024高考物理一轮复习 第38讲 静电能的性质（课件）

第38讲

静电能的性质2024高考一轮复习讲练测01复习目标02网络构建03知识梳理题型归纳04真题感悟目录CONTENTS内容索引知识考点考点1：电势高低及电势能大小的判断考点2：电势差与电场强度的关系考点3：电场线、等势面及运动轨迹问题考点4：电场中的三类常见图像夯基·必备基础知识梳理知识点1静电力做功、电势能和电势知识点1电势差知识点1等势面及特点知识点1φ-x图像知识点2几种典型电场的等势面知识点2Ep-x图像知识点2电势和电势能高低的判断“四法”知识点2电势差与电场强度的关系知识点3带电粒子运动轨迹问题的分析方法知识点3E-x图像提升·必考题型归纳考向1电势高低判断考向1公式E=U/d在匀强电场中的应用考向1典型电场的等势面考向1φ-x图像考向2Ep-x图像考向2电势能大小判断考向2公式E=U/d在非匀强电场中的应用考向2电场线与轨迹问题考向3等势面与轨迹问题考向3E-x图像复习目标1、理解和掌握电势、电势能、电势差、等势面四个概念。2、理解和掌握三种常见图像的规律。考情分析网络构建01电势高低及电势能大小的判断PARTONE夯基·必备基础知识知识点1静电力做功、电势能和电势1．静电力做功(1)特点：静电力做功与路径无关，只与起始和终止位置有关。(2)计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。②WAB＝qUAB，适用于任何电场。夯基·必备基础知识知识点1静电力做功、电势能和电势2．电势能(1)定义：电荷在电场中也具有势能，我们称这种形式的能为电势能，用符号Ep表示。(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。夯基·必备基础知识知识点1静电力做功、电势能和电势夯基·必备基础知识知识点2电势和电势能高低的判断“四法”1．电势高低的判断“四法”夯基·必备基础知识知识点2电势和电势能高低的判断“四法”2．电势能的大小判断“四法”提升·必备题型归纳考向1电势高低判断A提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳考向2电势能大小判断C提升·必备题型归纳02电势差与电场强度的关系PARTONE夯基·必备基础知识知识点1电势差夯基·必备基础知识知识点2电势差与电场强度的关系夯基·必备基础知识知识点2电势差与电场强度的关系4．在匀强电场中由公式U＝Ed得出的“一式二结论”夯基·必备基础知识知识点2电势差与电场强度的关系夯基·必备基础知识知识点2电势差与电场强度的关系(2)“等分法”的应用思路：提升·必备题型归纳考向1公式E=U/d在匀强电场中的应用AC提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳考向2公式E=U/d在非匀强电场中的应用A提升·必备题型归纳03电场线、等势面及运动轨迹问题PARTONE夯基·必备基础知识知识点1等势面及特点1.定义：电场中的电势相等的各点组成的面。2.特点：①等势面一定与电场线垂直。②在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。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越大，反之越小。夯基·必备基础知识知识点2几种典型电场的等势面夯基·必备基础知识知识点2几种典型电场的等势面夯基·必备基础知识知识点3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。1．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（）A．e点的电势大于0B．a点和b点的电场强度相同C．b点的电势低于d点的电势D．负电荷从a点移动到c点，电场力做负功提升·必备题型归纳考向1典型电场的等势面D提升·必备题型归纳2．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1、2、3分别为三条等势线，三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点，已知MN

=

NQ，电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出，仅在静电力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线a′、b′所示，则（

）A．a粒子一定带正电，b粒子一定带负电B．MN两点电势差大小│UMN│大于NQ两点电势差大小│UNQ│C．a粒子的加速度逐渐增大，b粒子的加速度逐渐减小D．a粒子从出发到等势线3过程的动能变化量比b从出发到等势线1过程的动能变化量小提升·必备题型归纳考向2电场线与轨迹问题BD提升·必备题型归纳【答案】BD【详解】A．由题图可知，a粒子的轨迹方向向右弯曲，a粒子所受静电力方向向右，b粒子的轨迹向左弯曲，b粒子所受静电力方向向左，由于电场线方向未知，无法判断粒子的电性，故A错误；C．由题可知，a所受静电力逐渐减小，加速度减小，b所受静电力逐渐增大，加速度增大，故C错误；B．已知MN

=

NQ，由于MN较场强大于NQ段场强，所以MN两点电势差大小│UMN│大于NQ两点电势差大小│UNQ│，故B正确；D．根据静电力做功公式W

=

Uq，│UMN│>│UNQ│a粒子从等势线2到3静电力做的功小于b粒子从等势线2到1静电力做的功，所以a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小，故D正确。故选BD。3．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散.电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，a、b、c、d是轨迹上的四个点，下列说法正确的是（）A．b处的电场强度与c处的电场强度相同B．电子从a到d运动时，加速度大小保持不变C．电子从a到d运动时，电势能先增大后减小D．电子在a处受到的电场力方向与a处虚线垂直提升·必备题型归纳考向3等势面与轨迹问题D提升·必备题型归纳【答案】D【详解】A．根据电场线与等势线垂直的特点，b处电场线的切线方向斜向左上方，c处电场线的切线方向斜向左下方，所以b、c点的电场强度不相同，故A错误；B．等势线的疏密也可以反映电场的强弱，由a到d等势线先变疏后变密，所以电场强度先减小后增大，加速度先减小后增大，故B错误；C．由a到d电势先升高后降低，所以电子的电势能先减小后增大，故C错误；D．a处电场线与虚线垂直，所以电子受到的电场力方向与虚线垂直，故D正确。故选D。04电场中的三类常见图像PARTONE夯基·必备基础知识知识点1φ-x图像1.电场强度的大小等于φ-x图线的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零。2.在φ-x图像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。3.在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。夯基·必备基础知识知识点2Ep-x图像1.根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负,电势能减少,电场力做正功:电势能增加,电场力做负功。2.根据ΔEp=-W=-Fx,图像Ep-x斜率的绝对值表示电场力的大小。夯基·必备基础知识知识点3E-x图像1.E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律,E>0表示电场强度沿x轴正方向;E<0表示电场强度沿x轴负方向。2.在给定了电场的E-x图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。3.在这类题目中,还可以由E-x图像画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。提升·必备题型归纳考向1φ-x图像B提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳考向2Ep-x图像B提升·必备题型归纳3．某静电场在x轴上各点的电场强度方向均沿x轴方向，规定电场强度沿x轴正方向为正，若电场强度E随位置坐标x变化的规律如图所示，x1点与x3点的纵坐标相同，图线关于O点对称。一电子沿x轴方向运动。下列说法正确的是（）A．电子在O点的电势能最大B．电子在-x2点和x2点的加速度大小相等C．电子在-x2点的电势能大于在x2点的电势能D．若电子从-x2点运动到x3点，则此过程中电场力对电子做的总功为负功提升·必备题型归纳考向3E-x图像BD【答案】BD【详解】A、电场强度是矢量，矢量的正负代表方向，据此作出电场线方向如图所示，顺着电场线，电势降低，所以O点电势最高，电子带负电，在电势高的地方电势能小，所以电子在O点的电势能最小，故A错误；B、根据图象，-x2和x2处电场强度大小相等，所以电场力大小相等，加速度大小相等，故B正确；C、E-x图象与横轴所围面积表示电势差，则-x2和x2处电势相等，电子在-x2和x2处电势能相等，故C错误；D、E-x图象与横轴所围面积表示电势差，则-x2电势大于x3电势，从-x2到x3电势降低，则电子的电势能升高，电场力总功做负功，故D正确。故选BD。提升·必备题型归纳PARTONE真题感悟真题感悟(2023年全国乙卷高考真题）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM

=

ON，则小球（

）A．在运动过程中，电势能先增加后减少B．在P点的电势能大于在N点的电势能C．在M点的机械能等于在N点的机械能D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功BC提