2022届高考物理一轮复习-第七章-静电场-第二节-电场的能的性质学案-新人教版.doc
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1、2022届高考物理一轮复习 第七章 静电场 第二节 电场的能的性质学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第七章 静电场 第二节 电场的能的性质学案 新人教版年级:姓名:- 15 -第二节电场的能的性质一、电势和电势能1电势()是指电荷在电场中某点具有的电势能Ep与本身电荷量q的比值,即Ep/q,单位是伏特(V)。2电势是标量,没有方向,但有正负;像重力势能一样,要先确定零电势(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势)才能确定某点的电势,高于零电势的电势为正,低于零电势的电势为负。3沿电场线方向电势越来越低。4电场中电势相等的点组成的面(线)叫等势面(线)。5等势面(线)的性质:等势面(线
2、)上各点电势相等。等势面(线)一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。规定:画等势面(线)时,相邻两等势面(线)间的电势差相等。这样,在等势面(线)密处场强大,等势面(线)疏处场强小。6要熟练掌握点电荷、等量异种点电荷的电场及匀强电场中等势面(线)的分布情况7电势差(Uab)是指电荷由电场中的某点a移动到另一点b时,电场力所做的功Wab与该电荷量q的比值,UabWab/q,电势差是标量,有正负之分。8Uab与电荷量q无关,只取决于AB两点在电场中的位置。9由电荷(q)和电荷在电场中的相对位置()决定的能量叫电势能(Ep),即Epq,单位是焦耳(J),是标量。10
3、电场力对电荷做的功为:WABqUAB,此公式适用于任何电场,电场力对电荷做功与路径无关,由起始和终了位置的电势差决定。11电场力对电荷做功,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加,电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值。例1如图所示,一电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的C点,斜面上有A、B两点,且A、B和C在同一直线上,A和C相距为L,B为AC中点。现将一带电小球从A点由静止释放,当带电小球运动到B点时速度正好又为零,已知带电小球在A点处的加速度大小为,静电力常量为k,求:(1)小球运动到B点时的加速度大小;(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)。
4、【解析】 (1)设带电小球所带电荷量为q,带电小球在A点时,mg sin 30kmaA带电小球在B点时,mg sin 30maB且aA,可解得aB(2)带电小球由A点运动到B点应用动能定理,得mg sin 30qUBA0由mg sin 30kmaAm可得mgk,可求得UBA【答案】 (1)(2)例2在方向水平的匀强电场中,一个不可伸长的不导电细线的一端连着一质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放,已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为(如图)。求小球经过最低点时细线对小球的拉力。【解析】 设细线长为l,球的电荷量为q,场强为E,若q为正
5、,场强方向在图中向右,反之向左。从释放点到左侧最高点,重力势能的减少等于电势能的增加。mglcos qEl(1 sin )设最低点的速度为v,此时线的拉力为T,则mv2mglEql,Tmgm所以Tmg3【答案】 mg31(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方,电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向2(多选)如图是某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是()Aa点的电势高于b点的电势B该点电荷带负电Ca点和b点电场强度的方向相同Da点的电场强度大于b点的电场强
6、度3(多选)带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点,在此过程中克服电场力做了2.6106 J的功,那么()AM在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能BP点的场强一定小于Q点的场强CP点的电势一定高于Q点的电势DM在P点的动能一定大于它在Q点的动能4如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示。则()Aa一定带正电,b一定带负电Ba的速度将减小,b的速度将增大Ca的加速度将减小,b的加速度将增大D两个粒子的电势能一个增大,另一个减小5(多选)将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处
7、处相等。a、b为电场中的两点,则()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高C检验电荷q在a点的电势能比在b点的大D将检验电荷q从a点移到b点的过程中,电场力做负功6(多选)如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷Q、Q,虚线是以Q所在点为圆心、为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是()Ab、d两点处的电势相同B四个点中c点处的电势最低Cb、d两点处的电场强度相同D将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点,q的电势能减小7(多选)如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1
8、从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2v1)。若小物体电荷量保持不变,OMON,则()A小物体上升的最大高度为B从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小C从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功D从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小8(多选)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子()A带负电B在c点受力最大C在b点的电势能大于在c点的电势能D由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量
9、9如图,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点,A、B、C三点电势分别为1.0 V、2.0 V、3.0 V,则下列说法正确的是()A匀强电场的场强大小为10 V/mB匀强电场的场强大小为 V/mC电荷量为1.61019 C的正点电荷从E点移到F点,电荷克服电场力做功为1.61019 JD电荷量为1.61019 C的负点电荷从F点移到D点,电荷的电势能减少4.81019 J10两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线所在水平面的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点静止释放,其运动的vt图象如图乙所示,其中B点
10、处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是()AB点为中垂线上电场强度最大的点,场强E2 V/mB由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大C由C点到A点的过程中,电势逐渐升高DAB两点电势差UAB5 V11(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V下列说法正确的是()A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV12下图是一匀强电场,已知场强E2102 N/C。现让一个电荷量q4108
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