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静电场,第 七 章,第2讲 电场能的性质,知识梳理自测,1电势能 (1)电场力做功的特点： 电场力做功与_无关，只与_有关。 (2)电势能 定义：电荷在_中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到_位置时电场力所做的功。 电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于_，即WABEpAEpBEp。,知识点1,电势能 电势,路径,初、末位置,电场,零势能,电势能的减少量,2电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的_与它的_的比值。 (2)定义式：_。 (3)矢标性：电势是_，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比_高(低)。 (4)相对性：电势具有_，同一点的电势因选取_的不同而不同。,电势能Ep,电荷量q,标量,零电势,相对性,零电势点,3等势面 (1)定义：电场中_的各点组成的面。 (2)四个特点 等势面一定与_垂直。 在_上移动电荷时电场力不做功。 电场线方向总是从_的等势面指向_的等势面。 等差等势面越密的地方电场强度_，反之_。,电势相等,电场线,同一等势面,电势高,电势低,越大,越小,1定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，_与移动电荷的_的比值。 2定义式：UAB_。 3电势差与电势的关系：UAB_，UABUBA。,知识点2,电势差,电场力做功,电荷量,知识点3,匀强电场中电势差与电场强度的关系,电场线,思考：电势和电势差与检验电荷有关吗？电场中各点的电势与零电势点的选取有关，电势差与零电势点的选取有关吗？电势降低的方向一定是沿电场线方向吗？ 答案：无关；无关；不是。,思维诊断： (1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( ) (2)等势面是客观存在的，电场线与等势面一定垂直。( ) (3)电场力做功与路径无关。( ) (4)带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。( ) (5)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。( ),D,B,解析 将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定减少，A错误；无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大，B正确；在同一个等势面上的各点，场强的大小不一定是相等的，例如等量异种电荷连线的中垂线上各点，C错误；沿电场强度的方向电势一定下降，但是电势降低的方向不一定是电场强度的方向，D错误。,AD,解析 在匀强电场中，由UEd可知，任意两段平行长度相等的线段两端的电势差相等，所以ABDC6V，B、C正确。,BC,核心考点突破,1电势高低的判断,电势差、电势、电势能的理解与应用,考点一,2电势能大小的判断,例 1,D,A在MN连线的中垂线上，O点电势最高 B正电荷q从b点沿直线移到d点的过程中，受到的电场力先减小后增大 C正电荷q在c点的电势能大于在a点的电势能 D正电荷q在c点的电势能小于在a点的电势能 解析 在MN连线的中垂线上各点的电势相等，A错误；在两电荷连线的中垂线上，O点的场强最大，正电荷q从b点移到d点的过程中，受到的电场力先增大后减小，B错误；因a点的电势高于c点的电势，故正电荷q在c点的电势能小于在a点的电势能，D正确，C错误。,类题演练 1 ,D,解析 根据电场强度的叠加可知，D点的电场强度为零，D点左侧，电场强度方向向左，则电场线方向向左，指向无穷远处，沿电场线方向电势逐渐降低，所以D点电势大于零，A错误；由于a、b两点电荷在E点产生的电场强度等大反向，所以E点的电场强度等于点电荷c产生的电场强度，方向向左，而F点的电场强度是点电荷a、b与c产生的电场强度的叠加，所以EFEE，B错误；由对称性可知，E、G、H三点的电势相同，电场强度大小相等，方向不同，C错误；c处的点电荷处于a、b两点电荷的电场中，EF连线上点电荷a、b产生的合场强方向由E指向F，所以c处的正点电荷释放后，向右运动，电场力做正功，电势能逐渐减小，D正确。,电势差与电场强度的关系,考点二,例 2,A,解题导思：由各点电势值，如何求电场强度？,类题演练 2 ,C,1求电场力做功的几种方法 (1)由公式WFlcos计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为WEqlcos。 (2)由WABqUAB计算，此公式适用于任何电场。 (3)由电势能的变化计算：WABEpAEpB。 (4)由动能定理计算：W电场力W其他力Ek。,电场中的功能关系,考点三,2电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。 (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。 (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。,例 3,BD,解题导思：(1)描述小球的运动过程，标出各段过程的位移大小和速度大小。 (2)第二个t秒内小球的加速度是否变化？ (3)第一个t秒内的位移和第二个t秒内的位移有何关系？ 答案：(1)从A点自由下落h1到达B点所用时间为t，末速度为v1；加上电场后向下运动h2速度为零，然后向上加速至A点，速度为v2，这两个过程用的总时间为t。 (2)由于重力和向上的电场力大小、方向均不变，故此过程小球的加速度恒定不变。 (3)大小相等，方向相反。,答案：(1)1.65N (2)0.85m,类题演练 3 ,阶段培优微专题,静电场中的四类图象 1vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化。 2x图象：(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。(3)在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。,3Ex图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律。(2)E0表示场强沿x轴正方向；E0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。 4EPx图象：(1)描述电势能随位移变化的规律。(2)根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负。(3)根据WEPFx，图象EPx的斜率为电场力。,例 4,ABD,类题演练 4,AC,解析 x0到x2mm、x10mm到x12mm是电场强度大小为E1、方向沿x轴负方向的匀强电场，x2mm到x10mm是电场强度大小为E2、方向沿x轴正方向的匀强电场。带电粒子所受的电场力的方向与场强方向相反，粒子先加速再减速，此后又加速运动，A正确；P点与Q点的场强大小不相等，所以粒子的加速度大小不相等，B错误；P点与Q点的电势相同，粒子从P点到Q点，电场力对粒子做功为零，故粒子经过P点和Q点时动能相等，C正确；粒子经过P点与Q点时，电场力大小不同，速率相同，做功的功率不相等，D错误。,类题演练 5,AB,解析 由对称性可得电子在A、B两点的电势能相等，故A正确；电子在A、B两点受到的电场力大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，故B正确；由于电场力方向与x轴平行，故速度与合力始终共线，故电子一定做直线运动，C错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，从O到无穷远为电场线方向，电势降低，故O点电势不为零，D错误。,类题演练 6,BC,解析 EPx图线的斜率表示电场力的大小，所以M点的电场强度不为零，N点的电场强度为零，N点左侧，电场强度向右，N点右侧，电场强度向左，N点的电势最低，A错误；因为电荷在M点的电势能为零，所以M点的电势为零，B正确；N点的电场强度为零，所以Q1、Q2为不等量的异种电荷，且Q1的电荷量较大，根据电场强度的方向可知，Q1带负电，Q2带正电，C正确，D错误。,
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