1、第19讲 电场能的性质,-2-,-3-,考点一,考点二,考点三,电势能和电势、电势差 核心知识整合 1.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的与位置有关的能量。 (2)特点:系统性和相对性,前者指电势能为电荷和 所共有,后者指电荷在某点的电势能的大小随零势能面的不同而 。 (3)计算方法:,(4)矢标性:电势能是标量,有正负,表示大小。,电场,不同,A点,零势能点,-4-,考点一,考点二,考点三,2.电势 (1)定义:选好零电势点后,某点的电势等于该点与零电势点间的 ;电势等于检验电荷在该点的 与的比值。 (2)特点:电势具有相对性,即电场中某一点的电势与零电势点的选取有关,零电势点选的不同,
2、该点的电势会不同;但两点的电势差与零电势点的选取 (选填“有关”或“无关”)。 3.电势差 (1)定义:电荷q在电场中一点A移动到另一点B时,电场力做的功WAB与电荷量q的 叫AB两点的电势差, 。电势差等于电势之差,即UAB=A-B。 (2)矢标性:有正负,但无方向,是 量。若UAB0,则A B,反之,UAB”或“”),电势差,电势能,电荷量,无关,比值,标,-5-,考点一,考点二,考点三,关键能力提升 命题点一 电场力做功的特点 【例1】 如图所示,在匀强电场中有A、B两点,将一电 量为q的正电荷从A点移到B点,第一次沿直线AB移动该电荷,电场力做功为W1;第二次沿路径ACB移动该电荷,电
3、场力做功W2;第三次沿曲线AB移动该电荷,电场力做功为W3,则( )A.W1W2W3 B.W1W3,答案,解析,-6-,考点一,考点二,考点三,命题点二 电势能和电势 【例2】 (2018浙江桐乡凤鸣高中期中)如图,直线MN为某点电荷Q所产生的电场中的一条电场线,a、b为电场线上的两点。已知正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能。下列说法正确的是( ) A.点电荷Q一定在M端 B.a点电势一定高于b点电势 C.a点电场强度一定大于b点电场强度 D.将正电荷从a点移动到b点过程中,电场力一定做负功,答案,解析,-7-,考点一,考点二,考点三,【例3】 将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近
4、,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,下列结论哪一个错误( )A.a点的电场强度比b点的大 B.a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,答案,解析,-8-,考点一,考点二,考点三,方法技巧电势高低判断方法:沿电场线方向,电势越来越低; 电势能高低判断方法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。,-9-,考点一,考点二,考点三,电场线、等势面和运动轨迹 核心知识整合 1.等势面特点 (1)等势面一定与电场线 。 (2)同一等势面上移动电荷电场力 。 (3)电场线
5、的方向总是从 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越大,反之越小。,垂直,不做功,电势高,电势低,-10-,考点一,考点二,考点三,2.几种常见的典型电场的等势面比较,-11-,考点一,考点二,考点三,-12-,考点一,考点二,考点三,命题点一 给出电场线 【例4】 (2018年10月浙江绍兴新昌中学高三适应性考试)如图所示,为某静电除尘装置的原理图,废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相作用和电荷量变化,则以下说法正确的是( )A
6、.A点电势高于B点电势 B.尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度 C.尘埃在迁移过程中做匀变速运动 D.尘埃在迁移过程中电势能始终在增大,答案,解析,-13-,考点一,考点二,考点三,答案,解析,-14-,考点一,考点二,考点三,易错警示场强,电势,电势能彼此之间都没有必然联系。 思路点拨1.曲线运动条件:受力方向指向轨迹凹的一侧。力与速度成锐角,物体做加速曲线运动,力与速度成钝角,物体做减速曲线运动。 2.正电荷受力方向与电场强度方向相同,负电荷与电场强度方向相反。 3.力F与速度v之间夹角是锐角,力做正功;力F与速度v之间夹角是钝角,力做负功。,-15-,考点一,考点二,考点三,【例6】
7、(多选)一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面平行,不计粒子的重力。下列说法正确的有 ( ) A.粒子带负电荷 B.粒子的加速度先不变,后变小 C.粒子的速度不断增大 D.粒子的电势能先减小,后增大 易错警示等势线越密集的地方电场强度越大,电场线由高电势指向低电势,沿电场线方向电势下降最快,且电场线与等势线垂直。,答案,解析,-16-,考点一,考点二,考点三,命题点二 电势差与电场强度的关系,答案,解析,-17-,考点一,考点二,考点三,【例8】 如图所示,AB、CD是一个圆的两条直径,该圆处于匀强电场中,电场强度方向平行该圆所在平面。在圆
8、周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点先后以相同的速率v沿不同方向射向圆形区域,粒子将经过圆周上的不同点,其中经过C点时粒子的动能最小。若不计粒子所受的重力和空气阻力,则下列判断中正确的是( )A.电场强度方向由A指向B B.电场强度方向由D指向C C.粒子到达B点时动能最大 D.粒子到达D点时电势能最小,答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,电场力做功与功能关系 核心知识整合,-19-,考点一,考点二,考点三,关键能力提升 命题点一 电场力做功与能量变化 【例9】 (20172018学年浙江宁波诺丁汉大学附属中学高一下学期期末)一带电小球从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功为3
9、J,电场力做功为1 J,克服空气阻力做功0.5 J,则下列判断错误的是( ) A.a点动能比b点小3.5 J B.a点重力势能比b点大3 J C.a点电势能比b点小1 J D.a点机械能比b点小0.5 J 易错警示功是能量转化的量度,有多种表现形式:重力做功是重力势能变化的量度;电场力做功是电势能变化的量度;合力做功是动能变化的量度;重力外的各个力做的总功是机械能变化的量度。,答案,解析,-20-,考点一,考点二,考点三,命题点二 能量守恒 【例10】 如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻两等势面的电势差相等,一正电荷在等势面3上具有动能为20 J,当它运动到等势面1上时速度恰好为零,
10、令2=0,那么当电荷的电势能为4 J时,其动能大小为( )A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,方法技巧有电场力做功的过程机械能不一定守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒。,-22-,1,2,3,4,1.(多选)如果在某电场中将电荷量为5.010-4C的正电荷,仅在静电力作用下由A点移到B点,静电力做功为2.010-3 J,则( ) A.电荷在B点的动能比在A点的动能小2.010-3 J B.电荷在B点的电势能比在A点的电势能小2.010-3 J C.A、B两点间电势差为-4 V D.若在A、B两点间移动一个q=1.010-4C的负电
11、荷,电荷将克服静电力做4.010-4 J的功,答案,解析,-23-,1,2,3,4,2.(2018浙江嘉兴高三基础测试)微波技术中常用的磁控管可以用磁场将电子群控制在管内。若电子群处于如图所示位置时,其形成的电场在位置1处的电场强度和电势分别为E1和1,在位置2处的电场强度和电势分别为E2和2,则 ( ) A.E1E2,12 B.E1E2,12,答案,解析,-24-,1,2,3,4,3.(2018浙江11月选考)等量异种电荷的电场线如图所示,下列表述正确的是( )A.a点的电势低于b点的电势 B.a点的电场强度大于b点的电场强度,方向相同 C.将一负电荷从a点移到b点电场力做负功 D.负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,答案,解析,-25-,1,2,3,4,4.(多选)如图所示,在等量异种电荷形成的电场中,有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点为d的一点,C点为连线中垂线距A点也为d的一点,则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是( )A.EBEAEC B.EAEBEC C.A=CB D.B=CA,答案,解析,
