第10章 素养拓展课 电场能的性质 (课件PPT)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

素养拓展课(二)　电场能的性质 第十章　静电场中的能量 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R 学习目标 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． 3．应用静电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． 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R 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，可以定性地比较电场中两点的电场强度的大小． 拓展点一　电场线和等势面的应用 知识方法 探究 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R (多选)(2020·全国卷Ⅱ)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷．a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等．则(　　) A．a、b两点的场强相等 B．a、b两点的电势相等 C．c、d两点的场强相等 D．c、d两点的电势相等 答案　ABC 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R 　　解析　在绝缘细圆环的上半圆P处，任取一小段，可看成点电荷，其在a点产生的场强为E1，在关于细圆环水平直径对称的下半圆Q处再取一小段，其在a点产生的场强为E2，由对称性可知，E1、E2的合场强竖直向下，如图所示，即上半圆和下半圆在a点产生的合场强一定竖直向下．同理可知，在b点场强方向也竖直向下，大小与a点处相等，A对．同理可分析a、b所在的直径上各点场强均竖直向下，故a、b两点在同一条等势线上，电势相等，B对．由微元法和对称性可知，c、d两点场强相等，方向竖直向下，C对．电场由c到d，c点电势高于d点电势，D错． 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R [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点的电场强度一定比N点的电场强度大 B．M点的电场强度一定与N点的电场强度相同 C．将正电荷从M点沿虚线移动到N点，静电力做正功 D．电子在M点的电势能等于在N点的电势能 答案　D 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R 解析　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两点的电场强度方向不同，故选项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，静电力做功为0，故选项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，故选项D正确． 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R [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静电力不为0 D．若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，静电力做负功 答案　AB 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R 解析　根据图中电场分布特点，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，故选项A正确．电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知EP＞EQ，故选项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0，故在O点放一正点电荷，该正点电荷受到的静电力为0，故选项C错误．P、Q的电势相等，若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，静电力做功为0，选项D错误． 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R 拓展点二　静电力做功与电势能变化的关系 eq \a\vs4\al(WAB＝EpA－EpB→) eq \b\lc\{(\a\vs8\al\co1(静电力做正功，电势能减少,静电力做负功，电势能增加)) 返回导航 第十章　静电场中的能量 物理　必修　第三册　R (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