第七章--第2讲-电场能的性质

[基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][考纲解读]目录ONTENTSC[跟踪检测•巩固提升]第七章静电场第2讲电场能的性质[课时作业]5[考纲解读]首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][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荷电势能的变化．[基础知识•自主梳理]首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]一、电势能、电势1．电场力做功的特点电场力做功与无关，只与有关．2．电势能(1)定义：电荷在中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到位置时电场力所做的功．(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.路径初、末位置电场零势能电势能的减少量首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]3．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的与它的的比值．(2)定义式：φ＝.(3)矢标性：电势是，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．电荷量qEpq标量零电势相对性零电势点电势能Ep首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]4．等势面(1)定义：电场中的各点组成的面．(2)四个特点①等势面一定与垂直．②在上移动电荷时电场力不做功．③电场线方向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．电势相等电场线同一等势面电势高电势低越大越小首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]二、电势差1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，与移动电荷的的比值．2．定义式：UAB＝.3．电势差与电势的关系：UAB＝，UAB＝－UBA.电场力做功电荷量WABqφA－φB首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]三、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿方向的距离的乘积．即U＝Ed，也可以写作E＝Ud.2．公式U＝Ed的适用范围：匀强电场．电场线首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]■思维判断(1)电场力做功与重力做功相似均与路径无关．()(2)电势等于零的物体一定不带电．()(3)电场强度为零的点，电势一定为零．()(4)同一电场线上的各点，电势一定相等．()(5)负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加．()(6)电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同．()√×××√×首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](7)电势的大小由电场的性质决定，与零电势点的选取无关．()(8)电势差UAB由电场本身的性质决定，与零电势点的选取无关．()×√[高频考点•分类突破]考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]核心要点突破1．电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．2．电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高．3．电势能与电势的关系：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．考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]4．电势高低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向―→沿电场线方向电势逐渐降低．(2)依据UAB＝φA－φB―→UAB＞0，φA＞φB，UAB＜0，φA＜φB.考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]5．电势能大小的判断判断方法方法解读公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的绝对值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小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考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]判断方法方法解读做功法电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增加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，动能减小，电势能增加考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]题组突破训练1．[等势面的特点](2016·高考全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]解析：在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误．答案：B考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]2.[电势高低及电势能大小的判断](多选)(2017·高考天津卷)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是()A．电子一定从A向B运动B．若aA＞aB，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA＜EpBD．B点电势可能高于A点电势考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]解析：电子的运动轨迹为曲线，由曲线运动的产生条件可知电子在MN电场线上受力方向为水平向左，因此电场线方向为水平向右(M→N)，若aA＞aB，则A靠近场源电荷Q，即Q靠近M端且为正电荷，选项B正确；若电子由A→B，则水平向左的电场力与轨迹切线方向的速度夹角大于90°，电场力做负功，电势能增加，即EpA＜EpB，若电子由B→A，则电场力方向与速度方向夹角小于90°，电场力做正功，电势能减小，EpA＜EpB，选项C正确，A错误；由Ep＝qφ，φ＝Epq知，负电荷在高电势处电势能小，在低电势处电势能大，可知φA＞φB，选项D错误．答案：BC考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]3.[匀强电场电势差与电场强度的关系](2018·山东潍坊模拟)如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2V，a点的坐标为(0cm，4cm)，电势为8V，b点的坐标为(3cm，0cm)，电势为8V，则电场强度的大小为()A．250V/mB．200V/mC．150V/mD．120V/m考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]解析：由题意可知a、b两点的电势相等，则ab为一条等势线，又O点电势为2V，则知匀强电场的场强方向垂直于ab指向左下方考点一电场能的基本性质首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]过O点作ab的垂线交ab于c点由几何关系得tan∠b＝43，得∠b＝53°Oc＝Ob·sin∠b＝0.03m×sin53°＝2.4×10－2mc、O间的电势差U＝8V－2V＝6V则电场强度大小E＝UOc＝250V/m，故A正确．答案：A考点二静电场中的图象问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]核心要点突破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，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化．2．φx图象：(1)电场强度的大小等于φx图线的斜率大小，电场强度为零处，φx图线存在极值，其切线的斜率为零．考点二静电场中的图象问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读](2)在φx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．(3)在φx图象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．考点二静电场中的图象问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]3．Ex图象：(1)反映了电场强度随位置变化的规律．(2)E＞0表示场强沿x轴正方向；E0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定．考点二静电场中的图象问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]真题拓展探究[典例1](多选)(2017·高考全国卷Ⅰ)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Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是()考点二静电场中的图象问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读]A．Ea∶Eb＝4∶1B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wab∶Wbc＝3∶1D．Wbc∶Wcd＝1∶3[思路点拨]解此题应注意两点：(1)题目中φr图象是描述静止点电荷的．(2)灵活应用公式E＝kQr2和WAB＝q(φA－φB)．考点二静电场中的图象问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](自主学习型)[考纲解读][解析]设点电荷的电荷量为Q，根据点电荷电场强度公式E＝kQr2，ra∶rb＝1∶2，rc∶rd＝3∶6，可知，Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1，选项A正确，B错误；将一带正电的试探电荷由a点移动到b点做的功Wab＝q(φa－φb)＝3q(J)，试探电荷由b点移动到c点做的功Wbc＝q(φb－φc)＝q(J)，试探电荷由c点移动到d点做的功Wcd＝q(φc－φd)＝q(J)，由此可知，Wab∶Wbc＝3∶1，W