2019-2020学年新教材高中物理 第2章 电势能与电势差 章末复习课课件 鲁科版必修第三册

第2章电势能与电势差章末复习课巩固知识整层合[体系构建][核心速填]一、基本概念1．电势能：在电场中具有的势能，称为电势能．电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到的过程中静电力所做的功．2．电势：电荷在电场中某点的电势能跟的比值，称为该点的电势，用符号φ表示，φ＝Epq.电荷零电势能点电荷量3．等势面：电场中相等的点构成的面，处于静电平衡状态的导体是．4．电势差：电场中两点之差，用符号UAB表示A、B两点的电势差．电势等势体电势二、基本关系1．静电力做功与电势能变化的关系静电力做_______，电势能减少静电力做负功，电势能_______2．电势差与电势的关系：UAB＝＝－UBA.3．静电力做功与电势差的关系：WAB＝.4．电场强度与电势差的关系：UAB＝.正功增加qUABEdABφA－φB三、电容器1．电路中具有的装置称为电容器．平行板电容器是最简单的电容器．2．电容：电容器所带与两极板间的比值称为电容器的电容，用符号C表示，C＝_____.电势差UQU储存电荷功能电荷量Q提升能力强层化静电力做功与电势、电势差、电势能的综合1.利用静电力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB.2．利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场．3．利用公式WAB＝qUAB求解，此公式适用于任意电场．4．利用动能定理求解．【例1】(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V．一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV.下列说法正确的是()A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍思路点拨：解此题注意以下两点：①根据电场力做功和粒子的电性判断电场方向．②根据动能的变化分析计算相邻等势面的电势差．AB[电子在等势面b时的电势能为E＝qφ＝－2eV，电子由a到d的过程中电场力做负功，电势能增加6eV，由于相邻两等势面之间的距离相等，故相邻两等势面之间的电势差相等，则电子由a到b、由b到c、由c到d、由d到f电势能均增加2eV，则电子在等势面c的电势能为零，等势面c的电势为零，A正确．由以上分析可知，电子在等势面d的电势能应为2eV，C错误．电子在等势面b的动能为8eV，电子在等势面d的动能为4eV，由公式Ek＝12mv2可知，该电子经过平面b时的速率为经过平面d时速率的2倍，D错误．如果电子的速度与等势面不垂直，则电子在该匀强电场中做曲线运动，所以电子可能到达不了平面f就返回平面a，B正确．][一语通关](1)匀强电场中电场线与等势面垂直，沿电场线方向电势降低．(2)静电力做正功电势能减小，动能增加，动能与电势能的和不变．1．(多选)如图所示，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是()A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1＋W22C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W2qLD．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差BD[由题意得，(φa－φb)q＝W1，(φc－φd)q＝W2，只能得出a、b两点间和c、d两点间的电势关系，无法确定场强的方向，选项A错误；若c、d之间的距离为L，因无法确定场强的方向，故无法确定场强的大小，选项C错误；由于φM＝φa＋φc2、φN＝φb＋φd2、WMN＝q(φM－φN)，上述式子联立求解得粒子从M点移动到N点电场力做的功为WMN＝W1＋W22，所以B正确；若W1＝W2，有φa－φb＝φc－φd，变形可得φa－φc＝φb－φd，又φa－φM＝φa－φa＋φc2＝φa－φc2，φb－φN＝φb－φb＋φd2＝φb－φd2，所以φa－φM＝φb－φN，D正确．]电场中的图像问题在考查电场中的基本概念时，往往给出与电场分布有关的图像，如：E­x图像、φ­x图像、Ep­x图像，或与粒子运动规律有关的图像，如：v­t图像，掌握各个图像的特点，理解其斜率、截距、“面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题．几种常见图像的特点及规律v­t图像根据v­t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势高低及电势能变化φ­x图像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；②在φ­x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向；③在φ­x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，然后做出判断E­t图像根据题中给出的E­t图像，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布E­x图像①反映了电场强度随位移变化的规律；②E＞0表示场强沿x轴正方向，E＜0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Ep­x图像①反映了电势能随位移变化的规律；②图线的切线斜率大小等于电场力大小；③进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况【例2】(多选)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则()A．C点的电场强度大小为零B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向沿x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功AD[由题图可知，由O点到M点，电势一直降低，且图线在A点的斜率也不为零，故A点的电场强度大小不为零，而C点向N、向D两个方向电势均降低，说明C点两侧电场方向相反，且图线在C点的切线斜率为零，故C点电场强度大小为零，故A正确，B错误；由N到C电势升高，故N、C间电场方向沿x轴负方向，C错误；WNC＝UNC·q，UNC＜0，q＜0，故WNC＞0，而WCD＝UCD·q，UCD＞0，q＜0，所以WCD＜0，D正确．]2．(多选)两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O)，在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示．则下列判断正确的是()A．M点电势为零，N点场强为零B．M点场强为零，N点电势为零C．Q1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小D．Q1带正电，Q2带负电，且Q2电荷量较小AC[由图读出电势能Ep，由φ＝Epq，可知M点电势为零，N点电势为负值．Ep­x图像的斜率ΔEpΔx＝F，即斜率大小等于电场力大小，由F＝qE，可知N点场强为零，M点场强不为零，故A项正确，B项错误．根据正电荷在电势高处电势能大，分析电势变化，确定场强的方向，可知Q1带负电，Q2带正电．由N点场强为零，可知Q2电荷量较小，故C项正确，D项错误．]