电场能的性质-课件.pptx

1、精品课件电 场人教版 电场能的性质电场能的性质特级教师优秀课件精选思维导图思维导图高考考纲高考考纲复习目标复习目标理解电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系。理解电势能、电势、电势差的概念及相互关系。理解等势面的概念及等势面和电场线的关系。理解匀强电场中电势差跟电场强度的关系。静电力做功静电力做功如图所示，电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB运动，静电力做的功分别为多少？三条线路静电力做功均为WqEd；静电力做功与路径是否有关？与路径无关。静电力做功静电力做功1、特点：静电力做功与_无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。2、计算方法WqEd，只适用于匀强电场，其中

2、d为带电体在沿_的位移。路径电场方向任何电场电势能电势能如图所示，+q由A移动到B，电场力做正功还是负功？做多少功？若B点为零势能点，则q在A点的电势能为多少？做正功；W=Eqd；A点电势能是Eqd。电势能电势能1、定义：电荷在电场中具有的_，称为电势能。用_表示。2、说明：电势能具有相对性，通常取无穷远或大地为电势能零点。3、静电力做功与电势能变化的关系势能Ep减少量减少增加电势电势如图所示，若B点为零势能点，则A点的电势为多少？A点电势是Eq。电势电势1、定义：电荷在电场中某一点的_与它的电荷量的比值。2、定义式：_。3、矢标性：电势是_量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低

3、)。4、相对性：电势具有_，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。电势能标相对性等势面等势面1、定义：电场中_的各点组成的面。2、四个特点：在同一等势面上移动电荷时电场力_。电场线一定与等势面垂直，并且从电势_的等势面指向电势_的等势面。等差等势面越密的地方电场强度_，反之_。任意两个等势面都不相交。电势相等不做功高低越大越小例题例题电势能电势能关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是（）A.静电力做功与重力做功相似，均与路径无关B.正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的C.静电力做正功，电势能一定增加D.静电力做功为零，电荷的电势能也为零A例题例题电势能电势能如图

4、所示,固定在Q点的正点电荷的电场中有M N两点,已知 。下列叙述正确的是()A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对该电荷做功,电势能减少B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,则该电荷克服电场力做功,电势能增加C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对该电荷做功,电势能减少D.若把一负的点电荷从M点移到N点,再从N点沿不同路径移回到M点,则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功,电势能不变AD提示例题例题电势能电势能解析：由点电荷产生的电场的特点可知：M点电势高于N点电电场力做正功；若移动的是负电荷，电场力做负功，电势能的判断可以用以下三种方法：方法一 据E

5、p=q判断。例题例题电势能电势能方法二 利用电场力做功判断。若为正电荷,电场力做正功,电势能降低；若为负电荷,电场力做负功,电势能升高。方法三 用推论判断。综上所述,选项AD正确。答案：AD例题例题电势电势如图所示,电子在一条直线上从a点运动到b点,电势能增加,试判定a、b两点电势高低。提示：根据公式或性质判断。例题例题电势电势解析：方法一 利用电场线方向来判断。由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，从b指向a。而负电荷受电场力的方向和场强方向相反，场强方向应是由a指向b，因此电场线的方向从a指向b。顺着电场线方向电势越来越低，a点电势比b点电势高。方法二 利用电场

6、力做功公式来判断。例题例题电势电势解析：方法三 利用电势能判断。正电荷q为正值，在电势越高的地方电势能越大，而对负电荷q为负值，在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在a点电势能较小，故a点电势高。练习练习电势电势真空中A、B两点有异种点电荷Q和2Q，以A、B连线中点O为圆心作一圆形路径acbd，如图所示，则下列说法正确的是（）C.将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做正功D.将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变C提示练习练习电势电势等势面与电场线垂直，可知沿直线由c到d过程中电势先升高再降低，所以将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能先增大再减小，D

7、项错误.同理可知C项正确.例题例题等势面等势面关于静电场的等势面，下列说法正确的是（）A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功提示B例题例题等势面等势面解析：若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A错；电场线一定与等势面垂直，B对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，D错。电势差电势差电荷量qEq电场本身的性质无关无关电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的

8、关系1、电势差与电场强度的关系式：_，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。2、电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向_最快的方向。在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿_方向每单位距离上降低的电势。电势降低电场强度例题例题电势差电势差(多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是（）提示：U是电场本身的特性，与W和q无关。BCA.0.6 m B.1.1 m C.1.6 m D.2.1 mB例题例题电势差电势差例题例题电势差电势差例题例题电势差电势差例题例题U与与E的关系的关系(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

9、 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 eV提示：先找到与b等势的点；再画出电场线。ABD例题例题U与与E的关系的关系例题例题U与与E的关系的关系a点电势比b点电势低7 V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，故选项C错误；b点电势比c点电势低9 V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV，故选项D正确。规律总结规律总结解题步骤：已知匀强电场中某些点的电势利用等分法确定等势点连接等势点得等势线作等势线垂线得电场线 由电

10、势高低定电场线方向规律总结规律总结匀强电场中U与E的关系：2、沿电场强度方向电势降落得最快。3、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。例题例题U与与E的关系的关系D.负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能CD例题例题U与与E的关系的关系规律总结规律总结E=U/d在非匀强电场中的几点妙用：1、当电势差U一定时，电场强度E越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密。2、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。练习练习U与与E的关系的关系C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功B练习练习U与与

11、E的关系的关系练习练习U与与E的关系的关系如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0 cm，4 cm)，电势为8 V，b点的坐标为(3 cm，0 cm)，电势为8 V，则电场强度的大小为（）A.250 V/mB.200 V/mC.150 V/m D.120 V/m提示：斜边上的高即为电场线。A练习练习U与与E的关系的关系解析：由题意可知a、b两点的电势相等，则ab为一条等势线，又O点电势为2 V，则知匀强电场的场强方向垂直于ab指向左下方。过O点作ab的垂线交ab于c点，OcObsin b0.03 msin 532.4102 mc、O间的电

12、势差U8 V2 V6 V练习练习U与与E的关系的关系(多选)如图所示，在xOy坐标系中，x轴上关于y轴对称的A、C两点固定等量异种点电荷Q、Q，B、D两点分别位于第二、四象限，ABCD为平行四边形，边BC、AD分别与y轴交于E、F，以下说法正确的是（）A.E、F两点电势相等B.B、D两点电场强度相同C.试探电荷q从B点移到D点，电势能增加 D.试探电荷q从B点移到E点和从F点移到D点，电场力对q做功相同ABD练习练习U与与E的关系的关系解析：等量异种点电荷Q、Q连线的垂直平分线是一条等势线，所以y轴是一条等势线，E、F的电势相等，故A正确；根据电场线的分布情况和对称性可知，B、D两点电场强度相

13、同，故B正确；根据顺着电场线电势降低可知，B点的电势高于D点的电势，而正电荷在电势高处电势能大，所以试探电荷q从B点移到D点，电势能减小，故C错误；由以上分析可知，B、E间的电势差等于F、D间的电势差，根据电场力做功公式WqU知q从B点移到 E点和从F点移到D点，电场力对q做功相同，故D正确。练习练习U与与E的关系的关系B.该匀强电场的场强E80 V/mD.d点的电势为4 VD练习练习U与与E的关系的关系例题例题根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场A.电子一定从A向B运动D.B点电势可能高于A点电势BC例题例题根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场规律总结规律总结1、判断速度方向：带电粒

14、子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向。2、判断电场力(或电场强度)的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断电场强度的方向。3、判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加。练习练习根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场A.粒子带负电荷B.粒子先加速后减速C.粒子加速度一直增大D.粒子的动能先减小后增大提示：电场力与电场线方向相同。D练习练习根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹，带电粒子

15、只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐减少，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是（）D练习练习根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场解析：由于带电粒子只受电场力的作用，而且运动过程中电势能逐渐减少，可判断电场力做正功，即电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角，且电场力方向沿着电场线指向轨迹凹侧，故D项正确.例题例题根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场(多选)如图所示，实线是粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则（）A.若虚线是电场线，则粒子在a点的电势能大，动能小B.若虚线是等势线，则粒子在a点的电势能大，动能小C.不论虚线是电场线还是

16、等势线，a点的电势一定低于b点的电势D.不论虚线是电场线还是等势线，粒子在a点的加速度一定大于在 b点的加速度BD例题例题根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场解析：若虚线是电场线，因为粒子带正电荷，由其运动轨迹可知其受电场力方向向左，则粒子由a点运动到b点过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增大，又粒子带正电，则知a点电势低于b点电势；若虚线是等差等势线，则电场线与虚线垂直指向下方，则粒子由a点运动到b点过程中，电场力做正功，动能增大，电势能减小，又粒子带正电，则知a点电势高于b点电势，B项正确，A、C项错误。规律总结规律总结1、等势面越密，电场线也越密，场强越大。2、根据等势面画一条电

17、场线，再判断电场力和电场方向。3、其他与电场线判断方法一致。例题例题根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场(多选)如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（）A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小AB例题例题根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场解析：由于油滴受到的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错；由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合

18、外力沿竖直向上的方向，因此电场力竖直向上，且qEmg，则电场方向竖直向下，所以Q点的电势比P点的高，A选项正确；当油滴从P点运动到Q点时，电场力做正功，电势能减小，C选项错误；当油滴从P点运动到Q点的过程中，合外力做正功，动能增加，所以油滴在Q点的动能大于在P点的动能，B选项正确。规律总结规律总结判断电势的大小沿电场线方向电势逐渐降低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。正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大。规律总结规律总结判断电势能的大小电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。正电荷在电势高的地方

19、电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大。由Epq将、q的大小、正负号一起代入公式，Ep越大，电势能越大；Ep越小，电势能越小。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，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加。练习练习根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场(多选)如图所示，一带电粒子在两个固定的等量正点电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上。下列说法正确的是（）A.该粒子可能带正电B.该粒子经过B点时的速度最大C.该粒子经过B点时的加速度一定为零D.该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能CD练习练习

20、根据运动轨迹判断电场根据运动轨迹判断电场解析：从该带电粒子的运动轨迹看，固定电荷对它有吸引力，由固定电荷带正电可知，该粒子一定带负电，故A错误；例题例题v-t图象图象A.在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E1.2 V/mB.由C到A的过程中，小球的电势能先减小后变大C.由C到A电势逐渐降低D.C、B两点间的电势差UCB0.9 V则下列说法正确的是（）ACD例题例题v-t图象图象例题例题v-t图象图象根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，可确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。例题例题x图象图象AC例题例题x图象图象

21、练习练习x图象图象两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（）A.N点的电场强度大小为零B.A点的电场强度大小为零C.NC间电场强度方向指向x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功D练习练习x图象图象解析：x图线切线的斜率大小等于电场强度大小，A、N点的电势等于零，电场强度大小不为零，选项A、B错误；从N到C电势升高，N、C间电场强度方向指向x轴负方向，选项C错误；从N到C电势升高，从C到D电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电

22、场力做负功，选项D正确。例题例题x图象图象电场强度的大小等于x图线的切线斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零。练习练习x图象图象AC练习练习x图象图象例题例题Ex图象图象(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴正向运动，则点电荷（）BC例题例题Ex图象图象例题例题Ex图象图象在给定了电场的Ex图象后，可以由图线确定电场强度的变化情况，Ex图线与x轴所围图形面积表示电势差大小。在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。例题例题Epx图象图象AD例题例题Epx图象图象例题例题Epx图

23、象图象1、反映了电势能随位移变化的规律。2、图线的切线斜率大小等于电场力大小。3、进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况。例题例题混合场混合场(1)带电体运动到半圆形轨道B点时对半圆形轨道的压力大小；6.0N例题例题混合场混合场例题例题混合场混合场解析：设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有，0例题例题混合场混合场(3)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能.(结果保留3位有效数字)1.17 J例题例题混合场混合场如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为q的物块从A点由静止开始下落，加速度为g/3，下降高度H到B点后与一轻弹

24、簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（）D例题例题混合场混合场例题例题混合场混合场A.电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向BD例题例题混合场混合场课堂总结课堂总结静电力做功(1)特点：静电力做功与_无关，只与_有关。(2)计算方法WqEd，只适用于匀强电场，其中d为沿_的距离。路径初末位置电场方向任何电场课堂总结课堂总结电势能(1)定义：电荷在_中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到_位置时静电力所做的功。电场零势能能的减少量电势课堂总结课堂总结电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的_与它_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qEp/q标量零电势相对性零电势点课堂总结课堂总结等势面(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课堂总结课堂总结电势差电场力做电荷量qq零电势点