《2023届一轮复习鲁科版第35讲电场能的性质学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届一轮复习鲁科版第35讲电场能的性质学案.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三十五讲电场能的性质双基知识：一、静电力做功和电势能.静电力做功特点：静电力做的功与电荷经过的路径无关，只与电荷量和电荷移动过程起 始位置和终止位置有关。(2)计算方法只适用于匀强电场，其中d为带电体沿电场方向的位移。皿= 适用于任何电场。1 .电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能。说明：电势能具有相对性，通常把电荷在离场源无限远处或把电荷在大地表 面的电势能规定为0。2 .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减少量，即Wab=Epa-Epbo(2)通过皿b=pa耳8可知：静电力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多 少；静电力对电荷做多少负功，电荷
2、的电势能就增加多少。(3)电势能的大小：由W4B=EpA 一瓦8可知，若令与8 = 0,则EpA=W48,即一个 电荷在电场中某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位置时静电力所做的功。 二、电势等势面.电势定义：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：(p=常。矢标性：电势是标量，有正负之分，正(负)号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。1 .等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面。(2)四个特点在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面。等差等
3、势面越密的地方电场强度越大，反之越小。任意两个等势面都不相交。2 3).几种常见等势面的比较三、电势差电场等势面(虚线)图样特点匀强电场电场.笋势面 1 1 1 1 1 .垂直于电场线的一簇平面11J1111*1111 1 1 1，!1f1111 1 点电荷的电场电场线冷:等势面以点电荷为球心的一簇球 面等量异种点电荷 的电场禧两电荷连线的中垂面为等 势面等量同种正点电 荷的电场露在电荷连线上，中点电势 最低；在中垂线上，中点 电势最高2.定义式：Uab=(pA-(pBo1.定义：在电场中，两点之间电势的差值。3 ,静电力做功与电势差的关系(1)电荷q在电场中从A点移动到B点时，静电力做的功W
4、ab等于电荷在A、BWar两点的电势能之差。Wab=Era Eg=q(g)A 峭=qUAB, Uab=。q电势差由电场本身的性质决定，与移动的电荷夕及电场力做的功无 关，与零电势点的选取无关。Ubao4 .电势差与电势的关系：Uab=(pa (pb, Uab.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：UAB=Ed,其中d为电场中两点间沿电场方向的 距离。电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向电势降 低最快的方向；在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距 离上降低的电势。四、静电感应和静电平衡.静电感应当把一个不带电的金属导体放在电场中
5、时，导体的两端分别感应出等量的正、负 电荷，“近端”出现与施感电荷异种的感应电荷，“远端”出现与施感电荷同种 的感应电荷。这种现象叫静电感应。1 .静电平衡(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等且 方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体处于静电平 衡状态。处于静电平衡状态的导体的特点导体内部的场强处处为零；导体是一个等势体，导体表面是等势面；导体表面处的场强方向与导体表面垂直；导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上；在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷 的位置几乎没有净电荷。考点一电场能的性质的理
6、解1 .电势高低的四种判断方法(1)依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低。War(2)依据电场力做功：根据Uab=寸,将皿钻、q的正负号代入，由Uab的正负 q判断夕4、8B的高低。电荷的正负：取无限远处电势为零，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。(4)依据电势能的高低：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。2 .求电场力做功的四种方法WAB=qElcos a (匀强电场)也产/_品83 .电势能大小的判断方法判断角度方法解读做功电场力做正功，电势能减小；【例1】（多选）如图所示，固定在。点的正点电荷的电场中有M、N两点，
7、已知判断法电场力做负功，电势能增大电荷 电势法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 大公式法由稣=19，将外夕的大小、正负号一起代入公式，的正值越 大，电势能越大；瓦的负值的绝对值越小，电势能越大能量 守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化， 动能增大，电势能减小；反之，电势能增大MQ (p2,故A点的电势为(231292)。；同理。点的 电势为(-2%+2夕2)”外，这一过程电子运动的图象可能是下图中的（）A B C DA 1结合（pa（pb（pc,由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场，且 Q点处电场强度小于P点处电场强度，电子仅在电场力作用
8、下沿直线从P运动 到Q,做加速度越来越小的加速运动，选项A正确。【例4】如图所示，水平面内有A、B、。、D、M、N六个点，它们均匀分 布在半径为H=2 cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已 知A、。、M三点的电势分别为期=（24）V、（pc=2V、9M=（2+/）V,下列 判断正确的是（ ）A.电场强度的方向由A指向。B.电场强度的大小为1 V/mC.该圆周上的点电势最高为4VD.沿圆周将电子从。点经M点移到N点，电场力先做负功后做正功C 在匀强电场中AM连线的中点G的电势9G=；（9a+0m）=2V=9c,所 以直线COGN为等势线，在匀强电场中等势线相互平行，电场线与等
9、势线相互 垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，可知直线A3、直线0M分别 为等势线，直线03、直线MA分别为电场线，可知电场强度的方向由M指向 4（或由。指向3）,故A错误；MA两点间的电势差Um4 = 9m-a=2小 V,沿 电场方向的距离d=#K=喜 m,电场强度=鬻=100V/m,故B错误；过圆心。做MA的平行线，与圆的交点H 处电势最高，Uho=E9R=2 V,由Uho=（Ph9。可得：最高 电势0”=S/o+eo=4V,故C正确；沿圆周将电子从。点 经M点移到N点，电场力先做正功再做负功，故D错误。考点三电场线、等势面及运动轨迹问题1 .判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的
10、切线方向为该点处的速度方向.选 用轨迹和电场线（等势线）的交点更方便.2 .判断电场力（或电场强度）的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方 向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断电场强度的方向。3 .判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场 力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能 增加。【例5】（多选）（2020广东东莞模拟）图中虚线A、B、C、。表示匀强电场的 等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下，从。点运动到。点，轨迹如图中 实线所示，下列说法中正确的是（）A.等势面A电势最低B.粒子从。运动到，动能减小C.粒子从
11、。运动到电势能减小D.粒子从a运动到。的过程中电势能与动能之和不变CD 带正电的粒子只在电场力的作用下，从4点运动到万点，轨迹如图中 实线所示，由电场线与等势面垂直，带正电粒子所受电场力的方向与场强方向 相同，曲线运动所受合力指向曲线的凹侧可画出速度、电场线及受力方向如图 所示，因顺着电场线方向电势降低，则等势面A电势最高，故A错误；粒子从 a运动到从 只受电场力，电场力的方向与运动方向成锐角，电场力做正功，粒 子的电势能减小，动能增加，因只受电场力作用，粒子的电势 能与动能之和不变，故B错误，C、D正确。【例6】如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有一电势的值，一带电粒子只在电场力作
12、用下恰能沿图中的实线从L二、二A经过B运动到C,下列判断正确的是（）A.粒子一定带负电B. A处场强大于。处场强W4 V ；C.粒子在A处电势能大于在。处电势能门D.粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功 答案B解析 根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向 左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子 一定带正电，A错误；等差等势面的疏密反映电场强度的大小，A处场强大于C 处场强，B正确；粒子从A点运动到。点，电场力方向与速度方向的夹角为钝 角，电场力做负功，电势能增大，C错误；由于电势差相同，根据W=U夕知， 电场力做功相同，D错误.