高考物理一轮复习 专题七 静电场 考点2 电场能的性质Word下载.docx
- 文档编号:14691137
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:338.13KB
高考物理一轮复习 专题七 静电场 考点2 电场能的性质Word下载.docx
《高考物理一轮复习 专题七 静电场 考点2 电场能的性质Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理一轮复习 专题七 静电场 考点2 电场能的性质Word下载.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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
电场中电势相等的各点组成的面。
(2)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(选填“做功”或“不做功”)。
③电场线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。
知识点3 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.电势差
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。
UAB=。
(3)电势差与电势的关系:
UAB=φA-φB,而UBA=φB-φA。
(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)关系式
UAB=Ed,其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。
(2)电场强度的另一表达式
①表达式:
E=。
②意义:
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。
电场中,场强方向是指电势降落最快的方向。
重难点
一、电场强度、电势、电势差、电势能的比较
物理量
项目
电场强度
电势
电势差
电势能
意义
描述电场的力的性质
描述电场的能的性质
描述静电力做功的本领
描述电荷在电场中的能量,电荷做功的本领
定义式
E=
φ=(Ep为电荷的电势能)
UAB=
Ep=qφ
矢标性
矢量,方向为放在电场中的正电荷的受力方向
标量,但有正负,正负只表示大小
标量,但有正负,正负只表示电势高低
正电荷在正电势位置有正电势能,简化为:
正正得正。
同理有:
负正得负,负负得正
决定因素
场强由电场本身决定,与试探电荷无关
电势由电场本身决定,与试探电荷无关,其大小与参考点的选取有关,有相对性
由电场本身的两点间差异决定,与试探电荷无关,与参考点的选取无关
由电荷量和该点电势共同决定,与参考点的选取有关
关系
场强为零的地方电势不一定为零
电势为零的地方场强不一定为零
零场强区域两点间的电势差一定为零,电势差为零的区域场强不一定为零
场强为零,电势能不一定为零;
电势为零,电势能一定为零
联系
匀强电场中UAB=Ed(d为A、B间沿场强方向上的距离);
电势沿着场强方向降低最快;
UAB=φA-φB;
φ=;
UAB=;
WAB=-ΔEpAB=EpA-EpB=qUAB(电场力做功与路径无关,与初、末位置的电势差和电荷量有关)
特别提醒
(1)电势、电势能具有相对性,要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电势能必须选取电势零点,但电势差和电势能的变化具有绝对性,与电势零点的选取无关。
(2)电势、电势差、电势能、电场力做的功、电荷量等物理量均为标量,它们的正负意义不全相同,要注意比较区别,而矢量的正负一定表示方向。
(3)零电势点、零势能位置的选取是任意的,但通常选取大地或无穷远处为零势能位置。
(4)电势能由电场和电荷共同决定,属于电场和电荷系统所共有的,我们习惯说成电场中的电荷所具有的。
二、电势高低与电势能大小的判断方法
1.电势高低的四种判断方法
判断角度
判断方法
依据电场线方向
沿电场线方向电势逐渐降低
依据电场力做功
根据UAB=,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的高低
依据场源电荷的正负
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
依据电势能的高低
正电荷的电势能大处电势较高,负电荷的电势能大处电势较低
2.电势能高低的四种判断方法
做功判断法
不论是正电荷还是负电荷电场力做正功,电势能减小;
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Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大,Ep的负值越小,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
(1)电势、电势能的正负表示大小,正的电势比负的电势高、正的电势能比负的电势能大,而电势差的正负表示两点电势的相对高低。
(2)电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大,但电势不一定越高。
三、常见等势面及等势面的特点
1.几种常见的典型电场等势面的对比分析
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等间距平面
点电荷的电场
以点电荷为球心的一簇球面,沿电场线方向电势降低
等量异种点电荷的电场
两电荷连线上沿电场线方向电势降低,连线的中垂面上的电势相等且为零
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。
关于中点左右对称或上下对称的点电势相等
枕形导体形成的电场
整个导体是等势体,表面是等势面。
导体表面越尖锐的位置,电场线越密集,等势面分布也越密集
2.等势面的特点
(1)等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直;
(2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功;
(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面,任意两个等势面都不会相交;
(4)等差等势面越密的地方电场强度越大,即等差等势面分布的疏密程度可以描述电场的强弱。
熟记常见的几种典型等势面的形状及特点,有利于快速解决相关问题,大大提高解题速度及正确率。
四、电势差与场强的关系
1.匀强电场中电势差与场强关系的四个特点
(1)电场线为平行等间距的直线。
等差等势面为平行等间距平面,与电场线垂直。
(2)沿任意方向每经过相同距离时电势变化相等。
(3)沿电场线方向电势降落得最快。
(4)在同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。
2.E=在非匀强电场中的妙用
(1)解释等差等势面的疏密与场强大小的关系,当电势差U一定时,场强E越大,则沿场强方向的距离d越小,即场强越大,等差等势面越密集。
(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;
E越小,U越小。
(3)利用φx图象的斜率判断沿x方向场强Ex随位置的变化规律。
在φx图象中斜率k===Ex,斜率的大小表示场强的大小,正负表示场强的方向。
匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC=,如图所示。
五、电场力做功与功能关系
1.电场力做功的特点
电场力做功与路径无关,只与被移动电荷的电荷量及初、末位置的电势差有关。
2.电场力做功的计算方法
3.电场中的功能关系
(1)电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加,即W=-ΔEp。
(2)如果只有电场力做功,则动能和电势能之间相互转化,动能Ek和电势能Ep的总和不变,即:
ΔEk=-ΔEp。
(1)W=qElcosθ只适用于匀强电场中,WAB=qUAB适用于任意电场中。
(2)电势能不属于机械能,电场力做功不是零,机械能不守恒。
六、有关电场中的图象问题
电场线和等势面从宏观上描绘出整个电场的分布。
φx和Ex等关系图线,描绘出沿某一直线上电场的分布。
这两种形象描述电场的方法相应派生出其他类型图象的试题。
解题时要求利用自己所学的知识进行逻辑推理以及数形转换。
1.几种常见图象的特点及规律见下表
vt图象
根据vt图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化
φx图象
①电场强度的大小等于φx图线的斜率大小,电场强度为零处,φx图线存在极值,其切线的斜率为零;
②在φx图象中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向;
③在φx图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后做出判断
Et图象
根据题中给出的Et图象,确定E的方向,再在草纸上画出对应电场线的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布
Ex图象
①反映了电场强度随位移变化的规律;
②E>0表示场强沿x轴正方向,E<0表示场强沿x轴负方向;
③图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定
2.两等量点电荷的电场及电势的分布比较
等量同种点电荷(+)
等量异种点电荷
电场线形状
场强特点
两点电荷连线上
中点O处为零,其他点左右对称(大小相等,方向相反,指向O点)
中点O处最小,其他点左右对称(大小相等,方向相同,指向负电荷)
连线的中垂线上
中点O的场强为零;
由中点到无限远,先变大后变小,且上下对称(大小相等,方向相反,背离O点,指向无限远)
中点O的场强最大,由中点O到无限远,逐渐变小,且上下对称(大小相等,方向相同,平行于连线指向负电荷)
分布图
续表
电势特点
中点O处最低,其他点左右对称,且高于O处电势
中点O处为零,由负电荷到正电荷逐渐升高
中点O处最高,由中点到无限远,一直降低且上下对称
各点电势相等,均为零,因为无穷远处电势为零,中垂线延伸到无穷远处
图象问题是高中物理的重要内容,而新颖的图象更是近年考查的热点,特别是有关电场强度、电势的问题,更是成为了热点中的热点,解题时首先根据图象的意义,写出有关的数学表达式,其次需要巧妙地利用图象的截距、斜率、极值点、变化趋势、面积等信息分析处理物理问题。
1.思维辨析
(1)电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。
( )
(2)电势差是一个矢量,有正值和负值之分。
(3)静电场中A、B两点的电势差是恒定的,所以有UAB=UBA。
(4)沿电场线方向电势越来越低,电场强度越来越小。
(5)电场力与速度方向夹角小于90°
时,电场力做正功。
(6)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。
(7)等势面是客观存在的,电场线与等势面一定垂直。
(8)带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。
(9)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关。
答案
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
(5)√ (6)×
(7)×
(8)×
(9)√
2.(多选)如图所示,实线是两个等量点电荷P、Q形成电场的等势面,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹,a、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考物理一轮复习 专题七 静电场 考点2 电场能的性质 高考 物理 一轮 复习 专题 考点 电场 性质