高中物理电场专题课件.ppt
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- 高中物理 电场 专题 课件
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1、考考 纲纲 要要 求求三三 年年 考考 情情热点考向热点考向考点考点要求要求2007年年2008年年2009年年电势能,电势能,电势差,电势差,电势,等电势,等势面势面广东物理广东物理(T3选择选择)宁夏理综宁夏理综(T21选择选择)上海物理上海物理(T13选择选择)天津理综天津理综(T18选择选择)江苏物理江苏物理(T6选择选择)海南物理海南物理(T4T6选择选择)全国卷全国卷(T18选择选择)全国卷全国卷(T19选择选择)上海卷上海卷(T7选择选择)安徽卷安徽卷(T18选择选择)辽宁、宁夏卷辽宁、宁夏卷(T18选择选择)浙江卷浙江卷(T20选择选择)四川卷四川卷(T20选择选择)电势的高低
2、、电势电势的高低、电势能增减的判断及电能增减的判断及电场力做功与电势能场力做功与电势能的变化是高考的热的变化是高考的热点,对这部分知识点,对这部分知识的考查通常以选择的考查通常以选择题形式出现预计题形式出现预计在在2011年这部内容年这部内容仍是命题的热点之仍是命题的热点之一一.匀强电场匀强电场中电势差中电势差跟电场强跟电场强度的关系度的关系第第2 2课时课时 电势电势 电势差电势差 电势能电势能1电势差电势差UAB (1)定义:电荷在电场中,由一点定义:电荷在电场中,由一点A移动到另一点移动到另一点B时,时,所做的功所做的功 与与 电荷量的比值电荷量的比值WAB/q,叫做,叫做A、B两点间的
3、电势差,用两点间的电势差,用UAB表示表示 (2)定义式:定义式:UAB .(3)单位:单位:,1 V1 J/C.(4)矢标性:矢标性:,但有正负,正负表示电势的高低,但有正负,正负表示电势的高低电场力电场力移动电荷移动电荷WAB/q伏特伏特标量标量2电势电势 (1)定义:电势实质上是和标准位置的电势差即电场中某点的电势,在数值定义:电势实质上是和标准位置的电势差即电场中某点的电势,在数值 上等于把上等于把 从某点移到从某点移到 (零电势点零电势点)时电场力所做的功时电场力所做的功 (2)定义式:定义式:AUA .(3)单位:单位:(4)矢标性:矢标性:,但有正负电势的正负表示该点电势比零电势
4、点高还是低,但有正负电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低 电电势差势差、电势、功、电荷量都是标量,但均有正、负,说一说各自正、电势、功、电荷量都是标量,但均有正、负,说一说各自正、负的意义?负的意义?单位正电荷单位正电荷标准位置标准位置WA/q伏特伏特标量标量思考:思考:提示:提示:电势差的正负说明了两点的电势高低;电势的正负说明了比零电势点电势差的正负说明了两点的电势高低;电势的正负说明了比零电势点(标准位置标准位置)的电势高低;功的正负说明了是动力做功还是阻力做功;电荷量的电势高低;功的正负说明了是动力做功还是阻力做功;电荷量的正负表示了电荷的电性的正负表示了电荷的电性 (1)UABA
5、B.(2)电势具有相对性,它与零电势点的选取有关电势差无相对性,它与零电电势具有相对性,它与零电势点的选取有关电势差无相对性,它与零电势点的选取无关势点的选取无关1电势差的理解电势差的理解 (1)从能量的角度反映了电场的性质从能量的角度反映了电场的性质 电场力做功电场力做功WAB与与q成正比,与成正比,与A到到B的路径无关,所以的路径无关,所以 既与既与q无关,又无关,又 与与A、B间的路径无关由于做功是能量转化的量度,因此间的路径无关由于做功是能量转化的量度,因此 是从能的角是从能的角 度反映了电场的性质度反映了电场的性质 (2)电场力做功有正负之分,电场力做正功,电场力做功有正负之分,电场
6、力做正功,WAB0;电场力做负功,;电场力做负功,WAB 0.电荷量也有正负之分,对正电荷取电荷量也有正负之分,对正电荷取q0;对负电荷取;对负电荷取q0,利用,利用UAB 计算时,要注意到计算时,要注意到WAB、q及及UAB的正负的正负2如何理解电势和电场强度的关系?如何理解电势和电场强度的关系?(1)电势与电场强度的大小没有必然的联系,某点的电势为零,电场强度电势与电场强度的大小没有必然的联系,某点的电势为零,电场强度 不一定是零,反之亦然不一定是零,反之亦然 (2)电势与电场强度都由电场本身的因素决定,与试探电荷无关电势与电场强度都由电场本身的因素决定,与试探电荷无关 (3)沿着电场线的
7、方向电势越来越低,电场线的方向是电势降落最快的方沿着电场线的方向电势越来越低,电场线的方向是电势降落最快的方 向,电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面向,电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面1将一正电荷从无限远处移入电场中将一正电荷从无限远处移入电场中M点,静电力做功点,静电力做功W16109 J,若,若 将一将一 个等量的负电荷从电场中个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处,静电力做功点移向无限远处,静电力做功W27109 J,则,则 M、N两点的电势两点的电势M、N,有如下关系,有如下关系()AMN0 BNM0 CNM0 DMN0 解析:解析:对对正电荷正电荷M ;对负电荷
8、;对负电荷N .即即N .而而W2W1,0,且,且 和和 均大于均大于0,则,则NM0,正确答案选,正确答案选C.答案:答案:C1电场力做功电场力做功 (1)特点:电场力做功与路径特点:电场力做功与路径 ,仅取决于两点间的电势差和要移送的电荷,仅取决于两点间的电势差和要移送的电荷 (2)公式公式WABqUAB.2电势能电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的能它与电场和电荷都有关,不能描述电场定义:电荷在电场中具有的能它与电场和电荷都有关,不能描述电场 (2)特点:电势能是相对的,与特点:电势能是相对的,与 选取有关,电势能是标量,选取有关,电势能是标量,但有但有 之分之分无关无关零势能点的零势
9、能点的正负正负1电场力做功与电势能的变化关系电场力做功与电势能的变化关系 (1)电场力做功与路径无关,与重力做功十分相似电场力做功与路径无关,与重力做功十分相似 (2)电场力对电荷做正功时,电荷的电势能减少;电场力对电荷做负功电场力对电荷做正功时,电荷的电势能减少;电场力对电荷做负功 时,电荷的电势能增加电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数时,电荷的电势能增加电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数 值即值即EpW.2电场中的功能关系电场中的功能关系 (1)只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变 (2)只有电场力和重力做功,电势能、重力
10、势能、动能三者之和保持不变只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变图图9212如图如图921所示,在绝缘的斜面上方,存在着匀强电场,电场方向平行于斜所示,在绝缘的斜面上方,存在着匀强电场,电场方向平行于斜 面向上,斜面上的带电金属块在平行于斜面的力面向上,斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动已知金作用下沿斜面移动已知金 属块在移动的过程中,力属块在移动的过程中,力F做功做功32 J,金属块克服电场力做功,金属块克服电场力做功8 J,金属块克服,金属块克服 摩擦力做功摩擦力做功16 J,重力势能增加,重力势能增加18 J,则在此过程中金属块的,则在此过程中金属
11、块的()A动能减少动能减少10 J B电势能增加电势能增加24 J C机械能减少机械能减少24 J D内能增加内能增加16 J解析:解析:由动能定理可知由动能定理可知Ek k32 J8 J16 J18 J10 J,A正确;克服电场正确;克服电场力做功为力做功为8 J,则电势能增加,则电势能增加8 J,B错误;机械能的改变量等于除重力以外的其错误;机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功,故应为他力所做的总功,故应为E32 J8 J16 J8 J,C错误;物体内能的增加量错误;物体内能的增加量等于克服摩擦力所做的功,等于克服摩擦力所做的功,D正确正确答案:答案:AD1等势面的概念:等势面的
12、概念:电电场中场中 的各点构成的面叫等势面的各点构成的面叫等势面2几种常见电场的等势面几种常见电场的等势面(见课本见课本)(1)点点电荷电场电荷电场 (2)等量异号电荷的电场等量异号电荷的电场 (3)等量同号电荷的电场等量同号电荷的电场 (4)匀强电场匀强电场(一簇垂直电场线的平行平面一簇垂直电场线的平行平面)电势相同电势相同1等势面的特点等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷电场力不做功在同一等势面上移动电荷电场力不做功 (2)等势面一定跟电场线垂直等势面一定跟电场线垂直 (3)等差等势面的疏密程度也能反映场强的强弱,即等势面越密的地方场强等差等势面的疏密程度也能反映场强的强弱,即等势面
13、越密的地方场强 越强,等势面越疏的地方场强越弱越强,等势面越疏的地方场强越弱 (4)两个等势面不能相交两个等势面不能相交 (5)等势面的分布与零电势的选取无关等势面的分布与零电势的选取无关 (6)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面2电场线、场强、电势、等势面的相互关系如何?电场线、场强、电势、等势面的相互关系如何?(1)电场线与场强的关系:电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每点电场线与场强的关系:电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每点 的切线方向表示该点的场强方向的切线方向表示该点的场强方向 (2)电场线与电势的关系:沿着电场线方向
14、,电势越来越低电场线与电势的关系:沿着电场线方向,电势越来越低(3)等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系电场线总是与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面电场线总是与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面电场线越密的地方,等差等势面也越密电场线越密的地方,等差等势面也越密沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功(4)场强数值与电势数值无直接关系:场强大场强数值与电势数值无直接关系:场强大(或小或小)的地方电势不一定大的地方电势不一定大(或小或小),零电势可人为选取,而场强是否为零则由电场本身决定零电势可人为
15、选取,而场强是否为零则由电场本身决定图图9223(2009上海单科,上海单科,7)位于位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内 电势分布如图电势分布如图922所示,图中实线表示等势线,则所示,图中实线表示等势线,则()Aa点和点和b点的电场强度相同点的电场强度相同B正电荷从正电荷从c点移到点移到d点,电场力做正功点,电场力做正功C负电荷从负电荷从a点移到点移到c点,电场力做正功点,电场力做正功D正电荷从正电荷从e点沿图中虚线移到点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大点电势能先减小后增大 解析:解析:同一检验电荷在同一检验电荷在a、b两点受力方向不同
16、,所以两点受力方向不同,所以A错误;因为错误;因为A、B两处两处有负电荷,所以,等势线由外向内表示的电势越来越低将正电荷从有负电荷,所以,等势线由外向内表示的电势越来越低将正电荷从c点移到点移到d点,正电荷的电势能增加,电场力做负功,点,正电荷的电势能增加,电场力做负功,B错误;负电荷从错误;负电荷从a点移到点移到c点,点,电势能减少,电场力做正功,电势能减少,电场力做正功,C正确;正电荷沿虚线从正确;正电荷沿虚线从e点移到点移到f点的过程中,点的过程中,电势先降低再升高,电势能先减小后增大电势先降低再升高,电势能先减小后增大 答案:答案:CD【例例1】如如图图923所示,某区域电场线左右对称
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