2020版高考物理总复习7第2讲电场能的性质教案新人教版

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1、第2讲　电场能的性质一、电场力做功与电势能1．静电力做功(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初末位置有关。(2)计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。②WAB＝qUAB，适用于任何电场。2.电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功。(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。二、电势和等势面1．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。(2)定义式：φ＝。(3)

2、矢标性：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。2．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。(2)四个特点①等势面一定与电场线垂直。②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。3．几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂面

3、上的电势相等等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高三、电势差　匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差(1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值。(2)定义式：UAB＝。(3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。(4)影响因素电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。2．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中A、B两点间沿电场线方

4、向的距离。(2)电场强度的方向和大小电场中，场强方向是指电势降落最快的方向。在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。(√)2．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×)3．电势降低的方向是电场强度的方向。(×)4．电场线与等势面在相交处垂直。(√)5．带电粒子只在电场力作用下一定从电势高的地方向电势低的地方运动。(×)1．(电势和电势能)(多选)如图是两等量异号点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有

5、a，b，c三点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是(　　)A．a，c两点的电场强度相同B．a点电势高于c点电势，即φa>φcC．正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D．将正电荷由O移到b电场力做了功解析　根据电场的对称性，a，c两点的电场强度相同，A项正确；沿电场线电势降低，φa>φc，B项正确；正电荷在高电势处电势能大，C项正确；将正电荷由O移到b，电场力与运动方向垂直，电场力不做功，D项错误。答案　ABC2．(电场力做功与电势能变化的关系)图中的虚线a，b，c，d表示匀强电场中的4个等势面。两个带电粒子M，N

6、(重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M是带正电的粒子。则下列说法中正确的是(　　)A．N一定也带正电B．a点的电势高于b点的电势，a点的电场强度大于b点的电场强度C．带电粒子N的动能减小，电势能增大D．带电粒子N的动能增大，电势能减小解析　根据偏转情况得带正电的M粒子向右偏，N粒子向左偏必带负电，A项错误；该电场是匀强电场，B项错误；两粒子都是电势能减小，动能增大，C项错误，D项正确。答案　D3．(匀强电场中电势差与场强的关系)a，b，c，d是匀强电场中的四个点，它们正好是一

7、个梯形的四个顶点，梯形的下底边长是上底边长的3倍，电场线与梯形所在平面平行，已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，则c点的电势为(　　)A．8V　　　B．12VC．16V　　D．20V解析　由二级结论“匀强电场中任意直线上两点间的电势差与其两点间距离成正比”可知Ucd＝3Uba，所以Ucd＝12V，所以c点的电势为16V，C项正确。答案　C4．(等势面)(多选)如图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线(带有箭头的线为电场线)示意图，已知两个相邻等势面间的电势之差相等，则(　　)A．a点和d点的电场强度一

8、定相同B．a点的电势一定低于b点的电势C．将负电荷从c点移到d点，电场力做正功D．将正电荷从c点沿虚线移到e点，电势能先增大后减小解析　a点和d点的电场强度方向不同，则这两点的电场强度不同，A项错误；沿着电场线的方向，电势越来越低，由图示可知，a点电势比b点电势