高中物理（电场能的性质）复习课件.pptx

1、高中物理高中物理【电场能的性质电场能的性质】复习课件复习课件1判断电势的高低：(1)沿电场线方向，电势越来越_(2)判断出UAB的正负，再由UAB_ _，比较A、B的大小，若UAB0，则_ _，若UAB0，则_.2比较电势能的大小：做功判断法：电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较_的地方移向电势能较_的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较_的地方移向电势能较_的地方低A BA BA B小小大大EaEd解析在两等量异种电荷产生的电场中，根据电场分布规律和电场的对称性可以判断，b、d两点电势相同，均大于c点电势，b、d两点场强大小相同但方向不同，选项A、B正确

2、，C错误将q沿圆周由a点移至c点，Q对其不做功，Q对其做正功，所以q的电势能减小，选项D正确答案ABD变式题组1关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方，电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向AD2将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高C检验电荷q在a点的电势能比在b点的大D将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功解析1几种常见的

3、典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场 垂直于电场线的一簇_点电荷的电场 以点电荷为_的一簇_等量异种点电荷的电场 在连线的中垂线上，电势为_等量同种正点电荷的电场 在连线上,中点电势最_，而在连线的中垂线上，中点电势最_平面球心球面零低高2.在电场中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，确定静电力做功的正负，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例2如图，一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电场中运动，图

4、中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上下列说法正确的是()A该粒子可能带正电B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度一定为零D该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能A该粒子可能带正电B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度一定为零D该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能F解析 运动轨迹弯曲方向即受力方向吸引力一定带负电B点是两等量正电荷连线的中点EB=0aB=0Epqq0EpB Ubc，又电场力做功WqU，则WabWbc，粒子由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量(1)判断速度方向：带电粒子运

5、动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向(2)判断电场力(或场强)的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧方法提炼1vt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2x图象：(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，

6、其切线的斜率为零(2)在x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x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断3Ex图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)E0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例3两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线所在水平面的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中B点处为整条图

7、线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()AB点为中垂线上电场强度最大的点，场强E2 V/mB由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大C由C点到A点的过程中，电势逐渐升高DAB两点电势差UAB5 VAB点为中垂线上电场强度最大的点，场强E2 V/mB由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大C由C点到A点的过程中，电势逐渐升高DAB两点电势差UAB5 VaB=2 m/s2根据qEma，得E1 V/m由C点到A点的过程中:EKEp变式题组5空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图,下列说法正确的是()AO点的电势最低 Bx1和x3两点的电势相等Cx2

8、和x2两点的电势相等 Dx2的电势最高xxEEEE最高最低电场关于坐标原点O对称分布，则x2和x2两点的电势相等6两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()Aq1、q2为等量异种电荷BN、C两点间场强方向沿x轴负方向CN、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大D将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小两者均为正电荷斜率：E正电荷从N移到D，由Epq知，电势能先减小后增大，1功能关系(1)若只有电场力做功，_与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，_、_、动能之和

9、保持不变；(3)除重力外，其他各力对物体所做的功等于物体_的变化(4)所有力对物体所做功的代数和，等于物体_的变化2电场力做功的计算方法(1)由公式WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：WqElcos.(2)由WqU来计算，此公式适用于任何形式的静电场(3)由动能定理来计算：W电场力W其他力Ek.(4)由电势能的变化来计算：WABEpAEpB.电势能电势能重力势能机械能动能例4如图，虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m2.01011 kg、电荷量为q1.0105 C，从a点由静止开始经电压为U100 V的电场加速后，垂直于匀强电场方向进入匀强电场中，从

10、虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30角已知PQ、MN间距离为20 cm，带电粒子的重力忽略不计求：(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速度v1；(2)匀强电场的场强大小；(3)ab两点间的电势差例4如图，虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m2.01011 kg、电荷量为q1.0105 C，从a点由静止开始经电压为U100 V的电场加速后，垂直于匀强电场方向进入匀强电场中，从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30角已知PQ、MN间距离为20 cm，带电粒子的重力忽略不计求：(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速度v1；(

11、2)匀强电场的场强大小；(3)ab两点间的电势差vyv1变式题组7两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则()Aq由A向O的运动是匀加速直线运动Bq由A向O运动的过程电势能逐渐减小Cq运动到O点时的动能最大Dq运动到O点时电势能为零Aq由A向O的运动是匀加速直线运动Bq由A向O运动的过程电势能逐渐减小Cq运动到O点时的动能最大Dq运动到O点时电势能为零解析负试探电荷q在A点由静止释放，在电场力的作用下从A向O做变加速直线运动，且电场力做正功，电势能减

12、小，负试探电荷q通过O点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此q运动到O点时的速度最大，动能最大，因无限远处的电势为零，则O点的电势0，所以q在O点的电势能不为零，vF电mgF弹1.电荷在电场中运动时，电场力做功将引起电势能与其他形式的能相互发生转化，电荷的机械能不再守恒2要搞清几个功能关系：重力做功等于重力势能的变化，电场力做功等于电势能的变化，弹簧弹力做功等于弹性势能的变化，合外力做功等于动能的变化3无论能量如何变化，总是满足能量守恒定律特别提醒1如图，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是()A1、2两点的场强相等 B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等

13、 D2、3两点的电势相等2如图，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()AO点的电场强度为零，电势最低BO点的电场强度为零，电势最高C从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高D从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低3如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是()解析当试探电荷在球壳内部运动时，不受

14、静电力作用，做匀速直线运动，故动能Ek不变试探电荷的动能越来越大，但增大得越来越慢arF4如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M30.M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示已知MN，PF；点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()A点电荷Q一定在MP的连线上B连接PF的线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功DP大于MA点电荷Q一定在MP的连线上B连接PF的线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功DP大于M解析由于MN，PF，所以点电荷Q到M和N的距离相等，到P和F的距

15、离相等，即过F作MN的中垂线，然后作FP的中垂线，两中垂线的交点为点电荷Q所在的位置.Q正试探电荷与Q同号，所以受斥力作用，故将其从P点搬运到N点时，电场力做正功；由几何关系知点电荷Q距M的距离大，距P的距离小，所以MP.5如图，一电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：(1)小球运动到B点时的加速度大小(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)(1)小球运动到B点时的加速度

16、大小FmgFN(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)1.如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等在O点处有固定点电荷已知b点电势高于c点电势若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则()A两过程中电场力做的功相等B前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C前一过程中，粒子电势能不断减小D后一过程中，粒子动能不断减小345678910111212答案C3456789101112122将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成稳定的电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则()AC、D

17、两点的电场强度相同，电势相等BA、B两点的电势相同，电场强度不同C将电子从A点移至B点，电场力做负功D将电子从A点移至D点，电势能增大345678910111212解析C、D两点在同一等势面上，电势相等，但场强方向不同，故电场强度不相同，则A选项错误；A、B两点不在同一等势面上，电势不相同，场强方向相反，电场强度不同，故B选项错误；由题图可知从A点移至B点电势降低，故将电子从A点移至B点，电场力做负功，则C选项正确；A点、D点在同一等势面上，故将电子从A点移至D点，电场力不做功，电势能不变，故D选项错误答案C3456789101112123如图甲，Q1、Q2是两个固定的点电荷，其中Q1带正电在

18、它们连线的延长线上有a、b两点，一带正电的试探电荷以一定的初速度从a点沿直线经b点向远处运动，其vt图象如图乙所示若将带正电的试探电荷从Q1左侧由静止释放，则该试探电荷()A一定做加速运动B可能先做加速运动，后做减速运动C电势能可能增加D运动过程中所在位置的电势逐渐升高345678910111212解析根据试探电荷的速度时间图象可知，b点的加速度为零，正电荷在ab上做减速运动，所以Q2带负电，且电荷量小于Q1所带的电荷量因此在Q1左侧的合电场方向向左，若将带正电的试探电荷从Q1左侧由静止释放，则该试探电荷一定向左做加速运动，电场力做正功，电势能减小，电势降低，A正确，B、C、D错误答案A345

19、6789101112124某区域的电场线分布如图，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计在O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势随位移x的变化图线可能正确的是()345678910111212解析由题图可知，从O到A点，电场线先由密到疏，再由疏到密，电场强度先减小后增大，方向不变，因此粒子受到的电场力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故A错误，B正确；沿着电场线方向电势降低，而电势与位移的图象的斜率表示电场强度，因此C错误；由于

20、电场力做正功，导致粒子电势能减小，则动能增加，且图象的斜率先减小后增大，故D错误答案B3456789101112125如图，在xOy坐标系中，x轴上关于y轴对称的A、C两点固定等量异种点电荷Q、Q，B、D两点分别位于第二、四象限，ABCD为平行四边形，边BC、AD分别与y轴交于E、F，以下说法正确的是()AE、F两点电势相等BB、D两点电场强度相同C试探电荷q从B点移到D点，电势能增加D试探电荷q从B点移到E点和从F点移到D点，电场力对q做功相同345678910111212解析等量异种点电荷Q、Q连线的垂直平分线是一条等势线，所以y轴是一条等势线，E、F的电势相等，故A正确根据电场线的分布情

21、况和对称性可知，B、D两点电场强度相同，故B正确根据顺着电场线电势降低可知，B点的电势高于D点的电势，而正电荷在电势高处电势能大，所以试探电荷q从B点移到D点，电势能减小，故C错误由以上分析可知，B、E间的电势差等于F、D间的电势差，根据电场力做功公式WqU得知q从B点移到E点和从F点移到D点，电场力对q做功相同，故D正确答案ABD3456789101112126如图，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹粒子先经过M点，再经过N点可以判定()A粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力BM点的电势高于N点的电势C粒子带正电D粒子在M点的动能大于在N点的动能3456789

22、10111212解析电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密集，场强越大M点所在区域电场线比N点所在区域电场线疏，所以M点的场强小，粒子在M点受到的电场力小，故A错误沿电场线方向，电势逐渐降低从总的趋势看，电场线的方向是从M到N的，所以M点的电势高于N点的电势，故B正确如图所示，用“速度线与力线”的方法，即在粒子运动的始点M作上述两条线，显然电场力的方向与电场线的方向基本一致，所以粒子带正电，C正确由于粒子的速度方向与电场力方向的夹角为锐角，所以电场力做正功，粒子的电势能减小，由能量守恒知其动能增加，故D错误答案BC3456789101112127两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中

23、虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是（）A带正电B速度先增大后减小C电势能先增大后减小D经过b点和d点时的速度大小相同345678910111212解析根据粒子的运动轨迹及电场线分布可知，粒子带负电，选项A错误；粒子从a到c到e的过程中电场力先做负功后做正功，速度先减小后增大，电势能先增大后减小，选项B错误，C正确；因为b、d两点在同一等势面上，所以在b、d两点的电势能相同，所以粒子经过b点和d点时的速度大小相同，选项D正确答案CD3456789101112128如图，虚线a、b、c代表电场中一簇等势

24、线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带正电质点(重力不计)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，质点先后通过这条轨迹上的P、Q两点，对同一带电质点，据此可知()A三个等势线中，a的电势最高B带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大C带电质点通过P点时的电场力比通过Q点时大D带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大345678910111212解析根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直，画出P、Q两点处场强的方向如图所示则可知，三个等势线中a的电势最低，故A错误质点从P到Q的过程，电场力做负功，质点的电势能增大，动能减小，则质点通过P点时的动能比通过Q点时大，在P点具有的电势能比在Q

25、点具有的电势能小，故B正确，D错误；根据电场线的疏密程度可知，P点的电场强度大于Q点，则带电质点在P点受到的电场力大于Q点，故C正确答案BC3456789101112129如图甲，真空中有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则()Ax2处场强和x1处的场强大小相等、方向相同B球内部的电场为匀强电场Cx1、x2两点处的电势相同D假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处电场力做的功大于从R移到x2处电场力做的功345678910111212解析根据题图乙所示的x轴上各点的电场强度随x变化关系，

26、x2处场强和x1处场强大小相等、方向相同，球内部的电场为非匀强电场，选项A正确，B错误易判断x1点处的电势大于x2点处的电势，选项C错误由电场力做功的公式及题图乙可知，假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处电场力做的功大于从R移到x2处电场力做的功，选项D正确答案AD345678910111212345678910111212解析本题考查学生对复合场问题、功能关系、圆周运动等知识综合运用分析的能力若电场力大于重力，则小球有可能不从B点离开轨道，A错若电场力等于重力，小球在AC部分做匀速圆周运动，B正确因电场力做负功，有机械能损失，上升的高度一定小于H，C正确由圆周运动知识可知若

27、小球到达C点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，D错答案BC34567891011121211在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E6.0105 N/C，方向与x轴正方向相同在O处放一个电荷量q5.0108 C、质量m1.0102 kg的绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v02.0 m/s，如图所示，求物块最终停止时的位置(g取10 m/s2)345678910111212答案在O点左侧距O点0.2 m处34567891011121212如图，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC30，A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v，试求：(1)小球通过C点的速度大小；(2)小球由A运动到C的过程中电势能的增加量345678910111212345678910111212