素养提升课2 电场能的性质（课件+课时作业）-新教材高中物理必修第三册【优化指导】人教版

素养提升课(二)　电场能的性质 [核心素养] [学习目标] 1.物理观念：电势能、电势、电势差的概念． 2．科学思维 (1)电场线和等势面的应用； (2)电场力做功和电势能的关系； (3)电势高低的判断和电势差的计算． 1.巩固电势能、电势、电势差的概念． 2．掌握电场线和等势面的应用．[来源:学|科|网Z|X|X|K] 3．应用电场力做功和电势能的关系分析问题． 4．掌握电势高低判断和电势差的计算方法. 探究点一　电场线和等势面的应用 (1)由电场线和等势面可以判断电场中各点电势的高低． (2)由电场线和等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况． (3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布． (4)由电场线或等差等势面的疏密，可以定性地比较其中两点场强的大小． 　(多选)某电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B、C三点，且AB＝BC，则下列关系中正确的是(　　) A．电场强度大小关系为EA＝EC＞EB B．电势φA＝φC＞φB C．将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功 D．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电势能先增大再减小 D　[A错：由电场线分布可知EA＝EC＜EB．B错：根据等势面与电场线垂直，以及电场的对称性作出等势面，可知A、C在同一等势面上，B点电势高于A、C点电势．C错：UAB＜0，UBC＞0，将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做正功再做负功．D对：将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增大再减小．] [训练1]　某平面区域电场线呈上下、左右对称分布，如图所示，已知M、N为区域中上、下对称的两点，根据以上条件，下列判断正确的是(　　) A．M点场强一定比N点场强大 B．M点场强一定与N点场强相同 C．将正电荷从M点沿虚线移动到N点，电场力做正功 D．电子在M点的电势能等于在N点的电势能 D　[由题意知，该电场上下是对称的，可知M点处与N点处的电场线的疏密程度相同，所以M点的电场强度与N点的电场强度大小相等，因为某点场强方向为电场线上该点的切线方向，M、N两点的场强方向不同，故A、B错误；由题意知，该电场上下是对称的，可知M点与N点的电势大小相等，将正电荷从M点沿虚线移动到N点，电场力做功为零，故C错误；M点与N点的电势相等，故电子在M、N两点的电势能相等，故D正确．] [训练2]　(多选)位于正方形四个顶点上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点．则下列说法正确的是(　　) A．P、O两点的电势关系为φP＝φO B．P、Q两点电场强度的大小关系为EQ＜EP C．若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零 D．若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做负功 AB　[根据题图电场分布特点，可知ab、cd两中垂线上各点的电势都相等，所以P、O两点的电势相等，故A正确．电场线的疏密表示场强的大小，根据题图知EP＞EQ，故B正确．四个点电荷在O点产生的电场相互抵消，O点场强为零，故在O点放一正点电荷，该正点电荷受到的电场力为零，故C错误．P、Q电势相等，若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为零．] 探究点二　静电力做功与电势能变化的关系 　(多选)(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(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1　　　　 B．Ec∶Ed＝2∶1 C．Wab∶Wbc＝3∶1 D．Wbc∶Wcd＝1∶3[来源:Zxxk.Com] AC　[设点电荷的电荷量为Q，根据点电荷电场强度公式E＝k，ra∶rb＝1∶2，rc∶rd＝1∶2，可知Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1.故A对，B错．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，Wad∶Wbc＝3∶1，Wbc∶Wcd＝1∶1.故C对，D错．] 判断电势能变化三步走 (1)确定电场方向和静电力方向； (2)确定位移方向与静电力方向间夹角，锐角时做正功，钝角时做负功； (3)利用“静电力做正功时电势能