2023届高考物理一轮复习学案：第七章第2讲　静电场中能的性质

2022-2023学年第一学期高三物理导学案 主备人： 午胜伟 审核：高三物理组 使用时间： 班级： 姓名： 编号：BX3056 第2讲　静电场中能的性质 【知识落实】 一　描述电场能的性质的物理量 1．静电力做功的特点 静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关． 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能． (2)说明：电势能具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零． 3．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比． (2)定义式：φ＝. (3)标矢性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 4．静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB.静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少． 5．求静电力做功的四种方法 6．判断电势能变化的两种方法 (1)根据静电力做功：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加． (2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小． 7．电势高低的四种判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向电势逐渐降低． (2)电势差与电势的关系：根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低． (3)Ep与φ的关系：由φ＝知正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低． (4)场源电荷的正负：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．空间中有多个点电荷时，某点的电势可以代数求和． 二　电势差与电场强度的关系 1．电势差 (1)定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差． (2)定义式：UAB＝. 2．电势差与电势的关系 UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA. 3．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)UAB＝Ed，d为A、B两点沿电场方向的距离． (2)沿电场方向电势降低得最快． 3．E＝在非匀强电场中的三点妙用 (1)判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大． (2)判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大，进而判断电势的高低． 【典型例题】 1.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受静电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，以下说法正确的是(　　) A．粒子在N点的加速度大于在M点的加速度 B．该带电粒子应该带负电 C．M点的电势低于N点的电势 D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 答案　A 解析　电场线的疏密表示场强大小，由题图知粒子在M点的场强小于在N点的场强，在N点的加速度大于在M点的加速度，故A正确；带电粒子的轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的静电力沿电场线切线向下，则知带电粒子带正电，故B错误；沿电场线方向电势降低，故M点的电势高于N点的电势，故C错误；静电力方向与速度方向的夹角为锐角，静电力做正功，电势能减小，即粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故D错误． 2.(多选)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为1.0 V、2.0 V、3.0 V，正六边形所在平面与电场线平行，则(　　) A．E点的电势与C点的电势相等 B．UEF与UCB相同 C．电场强度的大小为 V/m D．电场强度大小为20 V/m 答案　BC 解析　已知正六边形所在平面与电场线平行，且A、C、D三点电势分别为1.0 V、2.0 V、3.0 V，延长DC至点G，使DC＝CG，连接BG，可知UDC＝UCG＝1 V，故A、B、G的电势相等为1 V，C、F电势相等为2 V，D、E电势相等为3 V，所以E点的电势与C点的电势不等，A错误；由于UEF＝3 V－2 V＝1 V，UCB＝2 V－1 V＝1 V，故UEF与UCB相同，B正确；B、C两点沿场强方向的距离为d＝0.1cos 30° m＝ m，则有E＝＝ V/m，C正确，D错误． 【同步练习】 3.如图所示，孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其从左到右电势分别为φ1、φ2、φ3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab＝bc.现将一负电荷由a移到b，静电力做正功W1；再由b移至c，静电力做正功W2，则(　　) A．W1＝W2，φ1＜φ2＜φ3 B．W1＝W2，φ1＞φ2＞φ3 C．W1＞W2，φ1＜φ2＜φ3 D．W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3 答案