专题2 电场中的能（期中复习课件）高二物理上学期沪科版

该高中物理课件聚焦沪科版高一上学期期中复习专题“电场中的能”，系统梳理电势能、电势、电势差与电场强度的关系及等势面应用，通过考情分析、知识串讲、题型突破层层递进，构建从概念理解到问题解决的学习支架，帮助学生建立清晰的物理观念和逻辑链条。 其亮点在于深度融合科学思维与物理观念，以典型例题为载体，引导学生运用模型建构、科学推理和质疑创新方法破解电场中能量变化的本质问题。例如，通过典例1分析等量异种电荷电场中电势能分布规律，强化学生对电势能相对性和做功关系的理解，提升迁移应用能力。该资料既助力学生夯实基础、突破难点，又为教师提供结构化教学资源，有效提升课堂效率与核心素养培养质量。

高一二物理上学期 期中复习大串讲 沪科版 考情分析 知识串讲 题型串讲 实战演练 专题02 电场中的能 一 考情分析 二 知识串讲 三 题型串讲 四 实战演练 考点导航 考情分析 第一部分 考情分析 核心考点 电势能 电势 电势差与电场强度 等势面 复习目标 知道静电场中的电荷具有电势能，理解电势能、电势的含义，掌握静电力做功与电势能变化的关系 掌握匀强电场中电势差及其与电场强度的关系。 会处理电场线、等势面与运动轨迹结合问题。 考情规律 基础必考点，一般出选择题、计算题 基础必考点，一般出选择题、计算题 基础必考点，一般出选择题 知识串讲 第二部分 思维导图 知识串讲01 电势能、电势 1．静电力做功的特点 （1）静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置 ，但与电荷经过的路径 。 （2） 有关 无关 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 或 的电势能规定为零。 （3）静电力做功与电势能变化的关系 ①静电力做的功等于电荷电势能的 ，即WAB＝EpA－EpB。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就 多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就 多少。 ②电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。 无穷远 大地表面 减少量 减少 增加 3．电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的 与它的电荷量之比叫作电场在这一点的电势。 （2）定义式：φ＝Ep/q。 （3）标矢性：电势是 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 ，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 4．电势差：电场中两点间的电势的差值，也叫 。公式表示为UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA，还可以推导出静电力做功与电势差的关系：UAB＝WAB/q。 电压 相对性 标 电势能 1．匀强电场中电势差与电场强度的关系 （1）电势差与电场强度的关系式：U＝ ，其中d为电场中两点间沿 的距离。 （2）电场强度的方向和大小：电场中，电场强度方向是指 最快的方向。在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的 。 2．两个重要推论 推论1：如图甲所示，匀强电场中任一线段AB的 中点C的电势。 推论2：如图乙所示，若匀强电场中两线段 ＝CD且AB∥CD，则φA－φB＝φC－φD。 电势 知识串讲02 电势差与电场强度的关系 Ed 电势降低 电场方向 知识串讲03 等势面 1．等势面 （1）定义：电场中电势 的各点构成的面。 （2）四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时静电力 。 ②电场线一定与等势面垂直，并且从电势 的等势面指向电势 的等势面。 ③等差等势面越密的地方电场强度 ，电场线越 ，反之 。 ④任意两个等势面都不相交。 （3）几种常见的电场的等势面的特点 密集 相等 不做功 高 低 越大 越小 电场 匀强电场 点电荷的电场 等势面（虚线）图样     特点 垂直于电场线的一簇平面 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 等量正点电荷的电场     两电荷连线的中垂面为等势面 在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高 题型串讲 第三部分 题型一  电势能、电势 解｜题｜技｜巧 1．电势高低的判断 （1）电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低。 （2）场源电荷的正负：取无穷远处电势为零，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。 （3）静电力做功：根据UAB＝WAB/q，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低。 2．电势能大小的判断 公式法 电势法 做功法 能量守恒法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，计算得到的值越大，电势能越大 正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加 在电场中，若只有静电力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加 【典例1】（23-24高一下·上海黄浦·期末）如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M、N上。下列说法中正确的是（　　） A．O点的电场强度为零 B．A、B两点的电场强度相同 C．C点的电势等于D点的电势 D．将电荷+q沿C、D连线从C移到D的过程中，电势能先减少后增加 BC 【典例2】（2023上·上海金山·高一统考期末）（2023上·上海浦东新·高二校考期末）如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的正点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是（　　） A．先增大后减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．一直减小 D 【变式1】（24-25高一上·上海市大同中学·期中）两个点电荷Q1和Q2固定在轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（OB>BD），取无穷远处电势为零，由图可知，下列说法正确的是（　　） A．B点电场强度为零 B．Q1为正电荷，Q2为负电荷 C．Q1电荷量一定大于Q2电荷量 D．将电子沿x轴从A点移到C点，静电力一直做负功 C 【变式2】（上海市第四中学2024-2025学年高二上学期期中）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最低，且AP>BP，则（　　） A．P点的电场强度大小为零 B．q1的电荷量大于q2的电荷量 C．q1和q2是同种电荷，但不一定是正电荷 D．负电荷从P点左侧移到P点右侧，电势能先减小后增大 题型一 伽利略对落体运动的研究 AB 解｜题｜技｜巧—1．E＝U/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。 （3）利用φ－x图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律，斜率的绝对值表示电场强度的大小，正负表示电场强度的方向。 2．等分法及其应用 （1）等分法：如果把某两点间的距离等分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1/n，采用这种等分间距求电势问题的方法，叫作等分法。 （2）“等分法”的应用思路 题型二 电势差与电场强度 【典例1】（23-24高一下·上海黄浦·期末）如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且LCD=4cm，其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为WCD=-4.8×10-17J，元电荷e=1.6×10-19C。求： （1）C、D两点间的电势差UCD （2）匀强电场的场强E的大小和方向； （3）若选取A板的电势φA=0，C点距A板1cm，电子在D点的电势能为多少? (1)300V (2)1.5×104V/m 方向垂直极板向下 (3)7.2×10-17J 【典例2】（2023上·上海浦东新·高二校考期末）地球是一个巨大的带电球体，地球表面附近每升高10m，电势将升高1000V，一极限跳伞运动员将从345m高度跳下，从这个高度到地面的电势差为 V，地球带 电（填“正”或“负”）。 3.45×104 负 【变式1】【变式1】（24-25高一上·上海市大同中学·期中）匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC=∠CAB=30°，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量q=-2×10-6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10-5 J，由B移到C的过程中电场力做功6×10-6 J，下列说法正确的是（　　） A．B、C两点间的电势差UBC=3V B．A点的电势低于B点的电势 C．负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加 D．该电场的电场强度大小为1V/m D 【变式2】【变式2】生物体内的每一个细胞在进行生命活动时都伴随着电现象。某细胞的细胞膜局部如图所示，在正常情况下细胞膜两侧所带电荷会在细胞膜内产生电场，该电场称为跨膜电场。 在未受电刺激时，细胞膜内侧带负电，细胞膜外侧带正电，内外两侧电势差φ内-φ外= U1，细胞膜内产生的电场可视作电场强度大小为E的匀强电场。估算该处细胞膜的厚度为_________。 题型三 电场线、等势面与运动轨迹结合问题 解｜题｜技｜巧——1．电场线结合运动轨迹的求解方法 （1）首先根据带电粒子运动轨迹弯曲的方向判断出受力的方向，带电粒子所受的静电力方向沿电场线指向运动轨迹的凹侧，再根据粒子的电性判断电场强度的方向。 （2）根据电场线的疏密，判断加速度的大小关系。 （3）带电粒子的轨迹的切线方向为该处的速度方向。 （4）根据静电力的方向与速度方向的夹角是锐角还是钝角判断静电力的做功情况。 解｜题｜技｜巧——2．等势面（线）结合运动轨迹的求解方法 根据带电粒子在不同的等势面（线）之间移动，结合题意确定静电力做正功还是做负功、电势能的变化情况或等势面（线）的电势高低，垂直等势面（线）画出电场线来分析。 （1）首先根据带电粒子运动轨迹弯曲的方向判断出受力的方向，带电粒子所受的电场力方向沿电场线指向运动轨迹的凹侧，再根据粒子的电性判断场强的方向。 （2）根据电场线的疏密，判断加速度大小的关系。 （3）带电粒子的轨迹的切线方向为该处的速度方向。 （4）根据电场力的方向与速度方向的夹角是锐角还是钝角判断电场力的做功情况。 【典例1】（23-24高一下·上海浦东新·期末）一带负电的粒子在匀强电场中运动，从a点运动到c点的轨迹如图所示。已该粒子运动到b点时速度方向与它所受电场力方向恰好互相垂直。不计粒子的重力，则从a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．a点电势大于b点电势 B．电场方向竖直向下 C．粒子的电势能先减小后增加 D．粒子所受的电场力先做正功后做负功 A 【典例2】（23-24高一下·上海闵行·期末）如图所示，一带电粒子仅受电场力的作用，它从A运动到B的径迹如虚线所示，下列结论中正确的是（　　） A．由于该电场的电场线是直线，所以该电场是匀强电场 B．B点的场强比A点的场强小 C．粒子带负电 D．粒子的加速度不断变小 C 【变式1】（2023上·上海浦东新·高二校考期末）雷电是一种强烈的放电现象，为避免雷电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图所示为某次闪电前瞬间避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有 A、B、C 三点。其中 A、B 两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是（　　） A．A、B 两点的场强相同 B．越靠近避雷针尖端电势变化越快 C．某正电荷在 C 点的加速度大于在 B 点的加速度 D．某负电荷从 C 点移动到 B 点，电势能增大 B 【变式2】（2023上·上海宝山·高二上海交大附中校考期末）如图所示，虚线a、b、c代表静电场中的三个等差等势面，。一带正电的粒子射入电场中，仅受电场力作用，其运动轨迹如图中实线KLMN所示，由图可知（　　） A．L处的电场强度比K处的小 B．N处的电场强度和K处的大小相等 C．粒子从K到L的过程中，电势能增加 D．粒子从L到M的过程中，动能减少 C 实战演练 第四部分 基础通关练 C 1．（上海市建平中学2024-2025学年高二上学期11月期中考）处于匀强电场中的点电荷，仅在电场力作用下，由静止开始移动时，它一定（　　） A．从电势较高处向电势较低处移动 B．从电势较低处向电势较高处移动 C．从电势能较大处向电势能较小处移动 D．从电势能较小处向电势能较大处移动 基础通关练 A 大于 2．（上海市华东师范大学第一附属中学2024-2025学年高二上学期期中）雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如图所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点（O点附近地质结构分布均匀），图中O、A、B、C在同一直线上，AB=BC，图中的虚线是等势线，则A、B、C三点中，________点的电势最高；A、B间电压______B、C间电压（填“大于”“小于”或“等于”） 基础通关练 3．（上海市华东师范大学第一附属中学2024-2025学年高二上学期期中）在某次避雷放电前，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点，其中M、P是关于AB直线对称的两个点，下列说法正确的是（　　） A．N点的电势比M点的电势高 B．M点的场强和P点的场强相同 C．将一个试探电荷＋q从M点移动到N点，电场力做正功 D．试探电荷﹣q在P点的电势能大于在N点的电势能 C 基础通关练 4．（上海市第四中学2024-2025学年高二上学期期中）如图所示的电场中，a、b两点的连线与经过b点的电场线垂直，下列说法正确的是（　　） A．a、b两点的连线为等势线 B．将一正电荷从b点移到c点，电场力做正功 C．同一电荷在b点的加速度比在c点的加速度小 D．负电荷在b点所受的电场力方向与b点电场方向相同 B 5．（2023上·上海青浦·高二上海市朱家角中学校考期末）某静电场中的电场线如图实线所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，下列说法正确的是（　　） A．粒子必定带负电 B．粒子在M点的动能小于在N点的动能 C．粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 基础通关练 B 基础通关练 B 6．（2023上·上海浦东新·高二校考期末）如图所示，实线表示某静电场中的电场线，过M点的电场线是水平直线，虚线表示该电场中的一条竖直等势线，M、N、P是电场线上的点，Q是等势线上的点。一带正电的点电荷在M点由静止释放，仅在电场力作用下水平向右运动，则（　　） A．点电荷一定向右做匀加速运动 B．将一负点电荷从P点移到N点，电场力做正功 C．点电荷在N点释放时的加速度比在P点释放时的加速度小 D．将一负点电荷从Q点沿等势线竖直向上射出，点电荷将沿等势线做匀速直线运动 重难突破练 7．（2023上·上海长宁·高二上海市延安中学校考期末）如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知，带电量绝对值相等的a、b两粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则（　　） A．a一定带正电，b一定带负电 B．a加速度增大，b加速度减小 C．MN两点电势差等于NQ两点电势差 D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小 C 重难突破练 B 8、（2023上·上海浦东新·高二校考期末）如图所示，实线为某电场中三条电场线，电场方向未知，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则（　　） A．a一定带负电，b一定带正电 B．a加速度减小，b加速度增大 C．a电势能减小，b电势能增大 D．a的动能减小，b的动能增大 不能 重难突破练 9．（24-25高一上·上海市大同中学·期中）如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线。乙球表面电势处处相等，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（　　） A．A点和B点的电势相同 B．负电荷从A点移至B点，电场力做负功 C．C点和D点的电场强度相同 D．负电荷从C点移至D点，电势能增大 B 重难突破练 B 10．（24-25高一上·上海市大同中学·期中）两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等差等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是（　　） A．a、b、c、d、e各点中c点电势最高 B．b点和d点的电场强度相同 C．粒子在a点的电势能大于在c点的电势能 D．粒子从a点运动到e点的过程中的动能先减小后增大 综合拓展练 11．（2023上·上海·高二华师大二附中校考阶段练习）如图所示，正点电荷电场中的一条电场线上各位置的电场强度和电势与坐标r的变化规律图像可能正确的是（以无穷远电势为零）（　　） A． B． C． D． AC 综合拓展练 A． B． C． D． 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语