《高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題六 第2講 電勢(shì)能 電勢(shì) 電勢(shì)差課件 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題六 第2講 電勢(shì)能 電勢(shì) 電勢(shì)差課件 新人教版（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第 2講 電 勢(shì) 能 電 勢(shì) 電 勢(shì) 差 一 、 電 場(chǎng) 力 做 功 與 電 勢(shì) 能1.電場(chǎng)力做功路徑電勢(shì)差電荷量(1)特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與電荷移動(dòng)的_無(wú)關(guān)，只取決于初、末位置的_和被移動(dòng)電荷的_. 2.電勢(shì)能(1)定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到_位置時(shí)所做的功.(2)矢標(biāo)性：電勢(shì)能是_，但有正負(fù)之分，負(fù)值表明比零電勢(shì)能小，正值表示比零電勢(shì)能大.(3)電勢(shì)能也具有相對(duì)性和系統(tǒng)性.一般以大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能位置.零勢(shì)能標(biāo)量電勢(shì)能的減少量(4)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做的功等于_，即W ABEpAEpBEp. 【 基 礎(chǔ) 檢 測(cè) 】1.(多 選 ， 2016
2、年 浙 江 寧 波 期 中 )如圖 6-2-1 所示，虛線表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等.一重力不計(jì)、帶負(fù)電的粒子從左側(cè)進(jìn)入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡)與三個(gè)等勢(shì)面分別交于 a、b、c 三點(diǎn)，則(A.a 點(diǎn)的電勢(shì)比 b 點(diǎn)的電勢(shì)高B.粒子在 c 點(diǎn)時(shí)的加速度為零C.粒子從 a 到 c 電勢(shì)能不斷增加圖 6-2-1D.粒子從 a 到 b 克服電場(chǎng)力做功大于從 b 到 c 克服電場(chǎng)力做功答 案 ： AC 二 、 電 勢(shì) 、 電 勢(shì) 差 、 等 勢(shì) 面1.電勢(shì)(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì).(2)定義式：_.(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是_，其大小有正負(fù)之分
3、，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)高(低).標(biāo)量零電勢(shì)點(diǎn)(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因_選取的不同而不同. 2.電勢(shì)差(1)定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值稱為這兩點(diǎn)的電勢(shì)差.(2)表達(dá)式：UAB_.(3)影響因素：電勢(shì)差 UAB 與電場(chǎng)力做功 WAB 無(wú)關(guān)，與電場(chǎng)所帶電量 q 無(wú)關(guān)，它由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與初、末位置有關(guān)，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān).(4)與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系：UEd.(適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中 d為沿電場(chǎng)線方向的距離) 3.等勢(shì)面(1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面.(2)特點(diǎn)等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直.在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功.電場(chǎng)線總是從電勢(shì)
4、高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面.在空間中兩等勢(shì)面不相交.等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度_，越疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度_.越大越小 【 基 礎(chǔ) 檢 測(cè) 】2.(2015 年 甘 肅 一 模 )如圖 6-2-2 所示， A、 B、 C、D、E、F為正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，P、Q、M 分別為 AB、ED、AF 的中點(diǎn)，O 為正六邊形的中心.現(xiàn)在六個(gè)頂點(diǎn)依次放入等量正負(fù)電荷.若取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(A.P、Q、M 各點(diǎn)具有相同的場(chǎng)強(qiáng)B.P、Q、M 各點(diǎn)電勢(shì)均為零C.O 點(diǎn)電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)均為零D.將一負(fù)檢驗(yàn)電荷從 P 點(diǎn)沿直線 PM 移到 M 點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能先減小后增大)圖 6-2-2 解 析 ： 由
5、 題 意 可 知 ， 等 量 正 負(fù) 電 荷 ， 位 于 正 六 邊 形 的 六 個(gè) 頂 ，根 據(jù) 點(diǎn) 電 荷 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 公 式 ， 結(jié) 合 電 場(chǎng) 的 疊 加 原 理 ， 可 知 P、 Q、M 各 點(diǎn) 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小 相 同 ， 但 方 向 不 同 ， 故 A 錯(cuò) 誤 ； 根 據(jù) 等 量 異 種電 荷 中 垂 線 的 電 勢(shì) 為 零 ， 再 由 對(duì) 稱 性 可 以 知 ， P， Q， M， O 各 點(diǎn)電 勢(shì) 均 為 零 ， 故 B正 確 ； 根 據(jù) 圖 可 知 ， O 點(diǎn) 場(chǎng) 強(qiáng) 可 看 成 三 個(gè) 負(fù) 點(diǎn)電 荷 與 三 個(gè) 正 點(diǎn) 電 荷 電 場(chǎng) 疊 加 而 成 ， 且 電 荷 均
6、相 同 ， 則 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度為 零 ， 故 C 正 確 ； P 到 M 過(guò) 程 中 ， 電 勢(shì) 由 零 升 高 ， 后 又 降 為 零 ，負(fù) 電 荷 的 電 勢(shì) 能 先 減 小 后 增 大 ， 故 D 正 確 ； 故 選 A.答 案 ： A 判斷角度判斷方法依據(jù)電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低依據(jù)電場(chǎng)力做功 考 點(diǎn) 1 電 勢(shì) 高 低 和 電 勢(shì) 能 大 小 的 判 斷 重 點(diǎn) 歸 納1.電勢(shì)高低的判斷 判斷角度判斷方法依據(jù)場(chǎng)源電荷的正負(fù)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低依據(jù)電勢(shì)能的大小電勢(shì)越高，正電荷的電勢(shì)能越大；電勢(shì)越
7、低，負(fù)電荷的電勢(shì)能越大(續(xù) 表 ) 2.電勢(shì)能大小的判斷判斷角度判斷方法做功判斷法電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加電荷電勢(shì)法正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大公式法能量守恒法在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，反之， 電勢(shì)能增加 典 例 剖 析圖 6-2-3 思 維 點(diǎn) 撥 ：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)線是間隔相等的平行線，等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的平行平面，負(fù)電荷在高電勢(shì)處電勢(shì)能小，在低電勢(shì)處電勢(shì)能大.答 案 ： B 備 考 策 略 ：熟悉幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)及等勢(shì)面的空間分布特點(diǎn)，可迅速對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的分布
8、情況作出判斷. 【 考 點(diǎn) 練 透 】1.(2016 年 浙 江 嘉 興 期 中 改 編 )如圖 6-2-4 所示中虛線為電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子 M、N 質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對(duì)值也相等.現(xiàn)將 M、N 從虛線上的 O 點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示.點(diǎn) a、b、c 為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知 O 點(diǎn)電勢(shì)高于 c 點(diǎn).若不計(jì)重力，則( )圖 6-2-4 A.M 帶負(fù)電荷，N 帶正電荷B.N 在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能與 M 在 c 點(diǎn)的電勢(shì)能數(shù)值相同C.N 在從 O 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至 a 點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功D.M 在從 O 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至 b 點(diǎn)的過(guò)程中，電
9、場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零答 案 ： D 2.(多 選 )如圖 6-2-5 所示，虛線 a、b、c 代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn)，由此可知( )A.三個(gè)等勢(shì)面中，c 等勢(shì)面電勢(shì)最高B.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) Q 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大圖 6-2-5D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)加速度較大答 案 ： BCD 考 點(diǎn) 2 電 場(chǎng) 力 做 功 和 電 場(chǎng) 中 的 功 能 關(guān) 系 重 點(diǎn) 歸 納1.電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變.(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功
10、，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變. 2.電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法(1)由公式 WFLcos 計(jì)算，此公式只適合于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，可變形為：WqELcos .(2)由 WqU 來(lái)計(jì)算，此公式適用于任何形式的靜電場(chǎng).(3)由動(dòng)能定理來(lái)計(jì)算：W電場(chǎng)力W其他力Ek.(4)由電勢(shì)能的變化計(jì)算：WEp1Ep2.3.帶電粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)正負(fù)功的判斷電場(chǎng)力與速度方向間的夾角小于 90，電場(chǎng)力做正功；夾角大于 90，電場(chǎng)力做負(fù)功. 典 例 剖 析例 2： (2015 年 陜 西 西 安 名 校 聯(lián) 考 )在光滑絕緣的水平桌面上，存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線如圖 6-2-6 中實(shí)線所示.一帶正電、初速
11、度不為零的小球從桌面上的 A 點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到 C 點(diǎn)時(shí)，突然受到一個(gè)外加的水平恒力 F 作用而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，v 表示小球在 C 點(diǎn)的速度.則下列判斷中正確的是( )圖 6-2-6 A.小球在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能比在 B 點(diǎn)的電勢(shì)能小B.恒力 F 的方向可能水平向左C.恒力 F 的方向可能與 v 方向相反D.在 A、B 兩點(diǎn)小球的速率不可能相等解 析 ： 小 球 由 A 運(yùn) 動(dòng) 到 B， 電 場(chǎng) 力 做 正 功 ， 電 勢(shì) 能 減 少 ，小 球 在 A 點(diǎn) 的 電 勢(shì) 能 比 在 B 點(diǎn) 的 電 勢(shì) 能 大 ， A 錯(cuò) 誤 ； 由 運(yùn) 動(dòng) 軌跡 可 知 ， 恒 力 F
12、 的 方 向 可 能 水 平 向 左 ， B 正 確 ， C 錯(cuò) 誤 ； 若 小球 由 A 運(yùn) 動(dòng) 到 B 的 過(guò) 程 中 ， 電 場(chǎng) 力 做 功 與 克 服 恒 力 做 功 相 等 ，則 在 A、 B 兩 點(diǎn) 小 球 的 速 率 相 等 ， D 錯(cuò) 誤 . 答 案 ： B備 考 策 略 ：判斷電場(chǎng)力做功的多少只要看電荷移動(dòng)的始末位置的電勢(shì)差即可，與電荷移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān). 【 考 點(diǎn) 練 透 】3.(多 選 ， 2015 年 海 南 卷 )如圖 6-2-7 所示，兩電荷量分別為Q(Q0)和Q 的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在 x 軸上原點(diǎn) O 的兩側(cè)，a點(diǎn)位于 x 軸上 O 點(diǎn)與點(diǎn)電荷 Q 之間，b 位于
13、y 軸 O 點(diǎn)上方.取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，下列說(shuō)法正確的是( )A.b 點(diǎn)的電勢(shì)為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零B.正的試探電荷在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能大于零，所受電場(chǎng)力方向向右圖 6-2-7C.將正的試探電荷從 O 點(diǎn)移到 a 點(diǎn)，必須克服電場(chǎng)力做功D.將同一正的試探電荷先后從 O、b 點(diǎn)移到 a 點(diǎn)，后者電勢(shì)能的變化較大 解 析 ： 因 為 等 量 異 種 電 荷 在 其 連 線 的 中 垂 線 上 的 電 場(chǎng) 方 向?yàn)?水 平 指 向 負(fù) 電 荷 ， 所 以 電 場(chǎng) 方 向 與 中 垂 線 方 向 垂 直 ， 故 中 垂線 為 等 勢(shì) 線 ， 因 為 中 垂 線 延 伸 到 無(wú) 窮 遠(yuǎn) 處 ， 所 以 中
14、 垂 線 的 電 勢(shì)為 零 ， 故 b 點(diǎn) 的 電 勢(shì) 為 零 ， 但 是 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 不 為 零 ， A 錯(cuò) 誤 ； 等量 異 種 電 荷 連 線 上 ， 電 場(chǎng) 方 向 由 正 電 荷 指 向 負(fù) 電 荷 ， 方 向 水 平向 右 ， 在 中 點(diǎn) O 處 電 勢(shì) 為 零 ， O 點(diǎn) 左 側(cè) 電 勢(shì) 為 正 ， 右 側(cè) 電 勢(shì) 為負(fù) ， 又 知 道 正 電 荷 在 正 電 勢(shì) 處 電 勢(shì) 能 為 正 ， 故 B 正 確 ； O 點(diǎn) 的電 勢(shì) 低 于 a 點(diǎn) 的 電 勢(shì) ， 電 場(chǎng) 力 做 負(fù) 功 ， 所 以 必 須 克 服 電 場(chǎng) 力 做功 ， C 正 確 ； O 點(diǎn) 和 b 點(diǎn) 的 電
15、 勢(shì) 相 等 ， 所 以 先 后 從 O、 b 點(diǎn) 移 到a 點(diǎn) ， 電 場(chǎng) 力 做 功 相 等 ， 電 勢(shì) 能 變 化 相 同 ， D 錯(cuò) 誤 .答 案 ： BC 4.(多 選 ， 2014 年 山 東 青 島 質(zhì) 檢 )兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖 6-2-8 中虛線所示，一帶電粒子以某一速度從圖中 a 點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是( )A.帶正電B.速度先變大后變小C.電勢(shì)能先變大后變小圖 6-2-8D.經(jīng)過(guò) b 點(diǎn)和 d 點(diǎn)時(shí)的速度大小相同答 案 ： CD 易 錯(cuò) 點(diǎn) 帶 電 粒 子 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 分
16、析 問(wèn) 題分析這類問(wèn)題的一般方法是：先畫出入射點(diǎn)的軌跡切線，即畫出初速度 v0 的方向，再根據(jù)軌跡彎曲方向，確定電場(chǎng)力的方向，利用分析力學(xué)的方法來(lái)分析粒子的帶電性質(zhì)、電場(chǎng)力做功的正負(fù)、電勢(shì)能變化、動(dòng)能變化、電勢(shì)大小變化等問(wèn)題. 例 3： (2013 年 重 慶 卷 )如圖 6-2-9 所示，高速運(yùn)動(dòng)的粒子被位于 O 點(diǎn)的重原子核散射，實(shí)線表示粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，M、N 和 Q 為軌跡上的三點(diǎn)，N 點(diǎn)離核最近，Q 點(diǎn)比 M 點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，則( )A.粒子在 M 點(diǎn)的速率比在 Q 點(diǎn)的大B.三點(diǎn)中，粒子在 N 點(diǎn)的電勢(shì)能最大C.在重核產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M 點(diǎn)的電勢(shì)比 Q 點(diǎn)的低圖 6-2-9D.粒子從 M
17、點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 Q 點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)它做的總功為負(fù)功 解 析 ： 根 據(jù) 圖 線 彎 曲 的 方 向 ， 可 以 判 定 粒 子 受 力 的 方 向 大體 向 上 ， 與 粒 子 和 O 點(diǎn) 的 連 線 的 方 向 相 反 ， 故 靠 近 O 點(diǎn) 的 過(guò) 程電 場(chǎng) 力 做 負(fù) 功 ， 粒 子 的 速 度 減 小 ， 遠(yuǎn) 離 的 過(guò) 程 電 場(chǎng) 力 做 正 功 ，粒 子 的 速 度 增 大 .所 以 Q 點(diǎn) 的 速 度 最 大 ， N 點(diǎn) 的 速 度 最 小 .故 A錯(cuò) 誤 ； 只 有 電 場(chǎng) 力 做 功 ， 各 點(diǎn) 的 動(dòng) 能 與 電 勢(shì) 能 的 和 保 持 不 變 .N點(diǎn) 的 速 度 最 小 ， 故
18、電 勢(shì) 能 最 大 ， 故 B 正 確 ； 只 有 電 場(chǎng) 力 做 功 ，各 點(diǎn) 的 動(dòng) 能 與 電 勢(shì) 能 的 和 保 持 不 變 .Q 點(diǎn) 的 速 度 最 大 ， 故 電 勢(shì) 能最 小 ， 粒 子 帶 正 電 荷 ， 所 以 Q 點(diǎn) 的 電 勢(shì) 最 低 .故 C 錯(cuò) 誤 ； 粒 子受 力 的 方 向 大 體 向 上 ， 與 粒 子 和 O 點(diǎn) 的 連 線 的 方 向 相 反 ， 故 靠近 O 點(diǎn) 的 過(guò) 程 電 場(chǎng) 力 做 負(fù) 功 ， 遠(yuǎn) 離 的 過(guò) 程 電 場(chǎng) 力 做 正 功 ， 故 D錯(cuò) 誤 .故 選 B.答 案 ： B 【 觸 類 旁 通 】(多 選 )如圖 6-2-10 所示，虛經(jīng) a、b、c 代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn)，由此可知( )A.三個(gè)等勢(shì)面中，c 等勢(shì)面電勢(shì)最高B.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) Q 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大圖 6-2-10D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)加速度較大答 案 ： BCD
高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題六 第2講 電勢(shì)能 電勢(shì) 電勢(shì)差課件 新人教版
