《备考指南 物理 》课件-第7章 第2讲

静电场第七章第2讲电势电势差【考纲解读】1.掌握电势、电势能、电势差的概念.2.理解电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系.3.会分析电场中电势的变化，并能利用功能关系分析电势能的变化．栏目导航01知识梳理回顾03核心素养改造02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾11．电场力做功(1)特点：静电力做功与________无关，只与____________有关．(2)计算方法①W＝qEd，只适用于_________，其中d为沿__________的距离．②WAB＝qUAB，适用于__________．一电场力做功与电势能路径

初、末位置

匀强电场

电场方向

任何电场

2．电势能(1)定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到________位置时静电力做的功．(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于________________，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________处的电势能规定为零，或把电荷在________表面的电势能规定为零．零势能

电势能的减少量

无穷远

大地3．电场力做功与电势能变化之间的关系电场力做正功，电势能________；电场力做负功，电势能________．WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp，电场力做的功等于电势能增量的负值，这一点类似于重力做功和重力势能的变化关系．减小

增加

夯基题组1．地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4kg、带电荷量为－1.00×10－7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力)(

)A．－1.50×10－4J和9.95×10－3J B．1.50×10－4J和9.95×10－3JC．－1.50×10－4J和9.65×10－3J D．1.50×10－4J和9.65×10－3J【答案】D【解析】W＝－ΔEp，W＝－qEd＝－1.50×10－4J，所以ΔEp＝1.50×10－4J．根据动能定理，－qEd＋mgd＝ΔEk，ΔEk＝9.65×10－3J，选项D正确．1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的________与其电荷量的比值，叫做这一点的电势．在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功．(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________高(低)．(4)相对性：电势具有________，同一点的电势因________选取的不同而不同．二电势和电势差电势能

标量

零电势

相对性

零电势点

φA－φB

无关

无关

3．等势面(1)定义：电场中____________的各点构成的面．(2)特点：①等势面一定与电场线________，即跟场强的方向________．②在______________上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是从________的等势面指向________的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度__________；反之________．电势相等垂直垂直同一等势面电势高电势低越大越小考点各个击破2考点1电势差和电势2．电势(1)如果在电场中选一个参考点(零电势点)，那么电场中某点跟参考点间的电势差，就叫做该点的电势．电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功．(2)电势是标量，无方向，但有正负．(3)电势的值与零电势点的选取有关，通常取离电场无穷远处的电势为零，实际应用中常取大地电势为零．(4)电势的叠加：当存在几个“场源”时，某处合电场的电势等于各“场源”的电场在此处的电势的代数和．(5)电势高低变化的几种判断方法①根据移动试探电荷做功判断：移动正电荷，电场力做正功(负功)时，电势降低(升高)；移动负电荷，电场力做正功(负功)时，电势升高(降低)．②根据电场线判断：沿着电场线方向，电势越来越低；逆着电场线方向，电势越来越高．③根据场源电荷判断：离场源正电荷越近，电势越高；离场源负电荷越近，电势越低．例1

(多选)(2019届通渭期末)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v－t图像如图所示，则下列说法正确的是(

)A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．CD间各点电场强度和电势都为零D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差【答案】AB【解析】由运动的速度—时间图像可看出，带正电的粒子的加速度在A点时较大，由牛顿第二定律得知在A点的电场力大，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，故A正确；由A到B的过程中，速度越来越大，说明是电场力做正功，电势能转化为动能，由功能关系可知，此过程中电势能减少，正电荷在A点时电势能大于在B点时的电势能，所以A点的电势能高于B点的电势能，故B正确；从C到D，粒子速度一直不变，故电场力做功为零，可知CD间各点电场强度为零，但电势不一定为零，故C错误；A、C两点的速度相等，故粒子的动能相同，因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同，AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，故D错误．练1

如图所示，A、B两点相距10cm，E＝100V/m，AB与电场线方向的夹角θ＝120°，则A、B两点间的电势差为(

)A．5V B．－5VC．10V D．－10V【答案】B

电场中图像问题的处理方法解决图像问题时首先根据图像的意义，写出有关的数学表达式，其次需要巧妙地利用图像的截距、斜率、极值点、变化趋势、面积等信息分析处理物理问题．考点2匀强电场电势差与电场强度的关系1．电势能大小的判断考点3电势能大小的判断及功能关系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，电势能增加电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大公式法由Ep＝qφ将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加2．电场中功能关系的运用(1)若只有电场力做功，则动能和电势能相互转化，动能(Ek)和电势能(Ep)的总和守恒．(2)除电场力之外其他力做正功，动能和电势能之和变大；除电场力之外其他力做负功，动能和电势能之和变小．(3)如果只有电场力和重力做功，则电势能和机械能之和保持不变．【答案】D电势能大小的判断判断依据判断方法电场力做功电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加公式Ep＝qφ正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势低的地方电势能大能量守恒在只有电场力做功时，动能和电势能之和保持不变，动能增加时，电势能减小核心素养改造3例1

(多选)(2017年新课标Ⅰ卷)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wa

b、Wb

c和Wc

d．下列选项正确的是(

)A．Ea∶Eb＝4∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wa

b∶Wb

c＝3∶1 D．Wb

c∶Wc

d＝1∶3【答案】AC类型二E－x图像1．描述电场强度随位移变化的规律．2．场强E正负表示场强的方向．3．图线与x轴围成的“面积”表示电势差．例2

(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷(

)A．在x2和x4处电势能相等B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大【答案】BC【解析】由题图可知，x1到x4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增大后减小，C正确，D错误；由x1到x3及由x2到x4过程中，电场力做负功，电势能增大，知A错误，B正确．类型三Ep－x图像1．描述电势能随位移变化的规律．2．根据电势能的变化可以判断电场力做功的正、负．3．根据W＝ΔEp＝Fx，图像Ep－x的斜率为电场