第七章第二单元 第4课时

惠通图书策划工作室,制作,2013,高考总复习,物理,金榜夺冠,返回,金榜夺冠,惠通图书策划工作室,制作,2013,高考总复习,物理,第二单元电场能的性质,第,4,课时电场强度与电势差的关系电场中的功能关系,选修,3-1,第七章电场,基础回顾,考点一 电场强度与电势差的关系,1,电势差反映电场,_,的性质，而电场强度反映电场,_,的性质,2,电势差与电场强度的关系,匀强电场中,U,_,，,E,为场强的大小，,d,为沿场强方向的距离,或者：,E,_,，由此可知电场强度的单位又为,_,答案,:,1,能力,2,E,d,V/m,要点深化,1,关于匀强电场中电势差与电场强度的关系：,E,上式只适用于匀强电场，它表明在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差,(1),公式中的,d,是沿场强方向上两点间的距离，如果两点不在同一电场线上，应将,d,分解到场强方向上，即,d,应是场强方向的投影距离,(2),场强的另一单位：伏特,/,米，,V/,m,.,(3),场强方向是电势降低最快的方向,2,电势与电场强度的关系,如右图所示，在电场中，电势降低的方向不一定沿场强方向，场强的方向是电势降低最快的方向，场强越大的地方电势变化越快；,场强与电势无直接关系，某点电势的值是相对选取的零势点而言的，选取的零电势点不同，电势值就不同，但场强值却不会受影响具体可通过下表来认识：,电场强度,电势,意义,描述电场力的性质,描述电场能的性质,定义,矢量性,矢量：方向为正电荷的受力方向，服从矢量运算,(,平行四边形定则,),标量，但有正负，正负只表示高低,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,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,联系,匀强电场中：,U,Ed(d,为,AB,间沿电场方向的距离,),；,电势沿场强方向降低最快；,关系式：,U,AB,A,B,，,U,AB,U,BA,，,W,AB,(,E,pB,E,pA,),E,pA,E,pB,qU,AB,基础回顾,考点二 电场中的功能关系,1,电场力做多少正功，电势能就,_,多少；电场力做多少负功，电势能就,_,多少,2,只有电场力做功时，,_,之和保持不变,3,只有电场力和重力做功时，,_,三者之和保持不变,答案：,1,减少增加,2,电势能和动能,3,电势能、重力势能、动能,要点深化,1,只有电场力做功时，电势能与动能之间相互转化，因此电势能和动能之和保持不变,2,只有电场力和重力做功时，电势能的变化可以从电场力做功求得，重力势能的变化可以通过重力做功求得，动能的变化等于电场力和重力做功之和因此，电势能、重力势能、动能之和保持不变,3,除重力和弹力做功外，其它力,(,包括电场力,),所做的功等于物体机械能的变化,4,电场中的功能关系问题仍然要借助动能定理、能量守恒定律来解决，在解题中仔细体会各种功能关系,题型一 作匀强电场中等势线和电场线的技巧,作匀强电场中等势线和电场线时，一要先连接长度最长的两点，二要根据匀强电场沿电场线方向电势均匀降低的特点，在该直线上寻找等势点，确定各点的电势；三要根据电场线和等势面垂直的特点画电场线，从而确定电场的方向,如右图所示，虚线方框内为一匀强电场，,A,、,B,、,C,为该电场中的三个点已知,A,12,V,，,B,6,V,，,C,6,V,，试在该方框中作出该电场的示意图,(,即画出几条电场线，并要求保留作图时所用的辅助线,),将一个电子从,A,点移到,B,点，电场力做多少,eV,的功？,解析：,由于电场线与等势面垂直，而且在匀强电场中与等势点连线垂直的线一定是电场线电势相等点可以根据匀强电场电势均匀降低的特点，把线段等分来寻找如右图所示，用虚线连接,AC.,因,A,12,V,，,C,6,V,，把,AC,线段三等分，得,D,点的电势,D,6,V,，连接,DB,，则,DB,为一条等势线，,可以画出与等势线垂直的电场线，如图中实线所示，电势降低最快的方向为场强方向将一电子从,A,移动到,B,，电场力做功,W,eU,AB,6,eV,.,答案：,图见解析；,6,eV,题型训练,1.,如右图所示，,ABCD,是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知,A,、,B,、,C,三点的电势分别为,A,15,V,，,B,3,V,，,C,3,V,，求：,(1)D,点电势,D,；,(2),在图中过,A,点画出一条电场线，并指明其方向,解析：,(1),首先连接,AC,，根据沿同一匀强电场中任何一个相同方向上，相距同样距离的两点间的电压都是相同的，由题意得,U,AC,A,C,18 V,，,U,BC,B,C,6 V,，得,U,AC,3,U,BC,，这样可对,AC,线进行三等分，等分点分别为,D,、,B,.,联结,DD,、,BB,，这是本题的二条等势线，如右图所示由此得到,D,D,9 V.,(2),由于电场线跟等势面垂直，过,A,点作,DD,(,或,BB,),的垂线，根据,“,沿着电场线的方向电势降落,”,可知：电场的方向指向右下方，如右图所示,答案：,(1)9 V,(2),见解析,题型二 用能量守恒观点处理电势能等能量变化的综合问题,电场力做功既可用公式,W,qU,来计算；在匀强电场中也可以用,W,FS,来计算；还可以利用动能定理,W,电场力,W,其他力,E,k,来求解而电场力做的功等于电势能增量的负值：,W,电,E,P,，反映其能量的变化,机械能和非机械能的其它能量有联系，而这一联系是通过做功实现的，功的大小可以量度能量转化的多少,这就是解决物理问题最实用的功能原理,如右图所示在一匀强电场中，有两个平行的电势不同的等势面,A,和,C,，,在它们的正中间放入一个金属网,B,，,B,接地现有一正电荷只在电场力的作用下沿垂直于等势面方向运动，经过,A,时动能为,20,J,，穿过,B,到达,C,时动能减为零，那么在该正电荷运动过程中，当它的电势能为,5,J,时，它的动能为,(,),A,20,J,B,15,J,C,10,J,D,5,J,解析：,根据动能定理和题意可知，带电粒子从,A,到,C,，电场力做功为,20,J,，因为电场力不变，而,AB,的距离等于,BC,的距离，则带电粒子从,B,到,C,，电场力做功为,10,J,，即在,B,点的动能为,10,J,，而电势能为,0,J,，故带电粒子在电场中的电势能和动能之和为,10,J,，是守恒的，当电势能为,5,J,，它的动能为,5,J,.,答案：,D,题型训练,2,如图所示，一个电荷量为,Q,的点电荷甲，固定在,绝缘水平面上的,O,点另一个电荷量为,q,及质量为,m,的点电荷乙，,从,A,点以初速度,v,0,沿它们的连线向甲运动，到,B,点速度最小，最小值为,v.,已知静电力常量为,k,、点电荷乙与水平面的动摩擦因数为,及,AB,间距离为,L,0,，则,(,),A,OB,间的距离为,B,从,A,到,B,的过程中，电场力对点电荷乙做的功为,W,C,从,A,到,B,的过程中，电场力对点电荷乙做的功为,W,解析,：,速度最小即加速度为零，有,故,再根据动能定理,得,W=,注意除以,q,才是电势差，故,D,错,答案：,AB,D,在点电荷甲形成的电场中,AB,间电势差,U,AB,警示 因错误判断带电体的运动情况而出错,质量为,m,的物块，电荷量为,q,，开始时让它静止在倾角,60,的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为,E,的匀强电场，如上图所示，斜面高为,H,，释放物体后，物块落地的速度大小为,(,),错解：,不少同学在做这道题时，一看到,“,固定光滑绝缘斜面,”,就想物体沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由动能定理得,mgH,gEH,cot,，得,v,。而选,A,.,分析纠错：,其实,“,固定光滑绝缘斜面,”,是干扰因素，只要分析物体的受力就不难发现，物体根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，如图所示，,30,.,由动能定理得,mgH,qEH,cot,，得,答案：,C,祝,您,学业有成,