2024届高考物理一轮复习导学案：第九章 静电场及其应用电场力做功和电势能变化的关系、电势、等势面和电势差

高密一中2021级高三物理学案 命题人：宋 晗 审题人：单联磊 2023-11-16 第九章 静电场及其应用N0．3 电场力做功和电势能变化的关系、电势、等势面和电势差 班级______姓名________学号_____ 【学习目标】 1.通过探究点一的学习，掌握电场力做功的特点，理解电场力做功和电势能的关系。 2.通过探究点二的学习，了解电势、等势面和电势差的含义。 【自主先学】 复习点一：电场力做功的特点？电场力做功与电势能变化的关系？尝试写出电势能的定义。 复习点二：电势、等势面和电势差的定义？等势面的特点？电势差与电势的关系？ 判断正误： 1.电势能大小与零势能点选择无关。( ) 2.两点间的电势能高低与零势能点选择无关。( ) 3.电场力对电荷做正功,该电荷在电场中的电势能一定减少。( ) 4.选择不同的零电势点,电场中同一位置的电势值不变。( ) 5.在电场中同一位置,正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能。( ) 6.UAB表示B点相对于A点的电势差,即UAB=φB-φA。( ) 7.电势有正负之分,因此电势是矢量。( ) 8.UAB和UBA是不同的,它们的关系为UAB=-UBA。( ) 9.处于静电平衡状态的导体是一个等势体,导体表面电势处处相等。( ) 10.等势面一定是曲面。( ) 同学们，把在复习过程中遇到的问题和疑惑写下来： 【合作探究 踊跃展示 精讲点拨】 探究点一:对电场力做功的理解 1.如图所示,匀强电场中,有一质量为m、电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰好水平,细线与电场方向的夹角为θ。现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向的最低点,小球的电荷量不变,则在此过程中电场力做功的大小为(　　)。 A. 　　　 B.mgL+1 C.　 D.mgL(sin θ+cos θ) 2.(多选)如图所示,绝缘轻杆的两端固定带有等量异种电荷的小球(不计重力)。开始时,两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在电场力作用下,小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有 (　　)。 A.电场E中A点电势低于B点电势 B.转动中两小球的电势能始终相等 C.该过程电场力对两小球均做负功　 D.该过程两小球的总电势能增加 【评价练习1】一根轻质绝缘细杆可绕固定的中点O在竖直平面内自由转动,杆两端固定有电荷量分别为+q和-q的点电荷。整个装置放在图示的电场中,该电场在竖直平面内关于过O的竖直线对称。现将杆由水平位置静止释放,两点电荷绕轴可转动到竖直线上A、B位置,不考虑两点电荷的重力,则在此过程中,两点电荷(　　)。 A.总电势能不变 B.总电势能增加 C.电场力做的总功为零 D.总动能增加 探究点二：电势、等势面和电势差 3. 某种气体—电子放大器的局部结构由两块夹有绝缘介质的平 行金属薄膜构成,其上存在等间距小孔,其中相邻两孔截面上的电 场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是 (　　)。 A.a点所在的线是等势线 B.b点的电场强度比c点的大 C.b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大 D.将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零 4.(多选)在研究心脏电性质时,兴奋在心肌传播,在人体的体表可以测出与之对应的电势变化,可等效为两等量电荷产生的电场。人体表面的瞬时电势分布图如图所示,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,a、b为两电荷连线上对称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点,则(　　)。 A.a、b两点的电场强度相同 B.c、d两点的电场强度不相同 C.a、b两点的电势差Uab=-3 mV D.从c到d的直线上,电场强度先变大后变小 【评价练习2】如图1,某棵大树被雷电击中,此时以大树为中心的地面上形成了电场,该电场的等势面分布及电场中M、P两点的位置如图2所示,则(　　)。 A.M点电势较低 B.电场线由P点指向M点 C.越靠近大树的地方电场强度越小 D.M、P两点间的电势差约为200 kV 【评价练习3】如图（a），在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图（b）中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN，相应的电势能分别为EpM和EpN，则（   ）   A.FM < FN ，EpM > EpN B.FM > FN ，EpM > E