2018年高考物理一轮复习 专题6.3 电势能与电势差教学案

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1、专题6.3电势能与电势差1.电势能、电势　2.电势差　3.匀强电场中电势差与电场强度的关系　一、电势能、电势1．电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。(2)电势能①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。2．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。(2)定义式：φ＝。(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电

2、势比零电势高(低)。(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。3．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。(2)四个特点①等势面一定与电场线垂直。②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。二、电势差1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。2．定义式：UAB＝。3．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。4．影响因素：电势差UAB由电场本身的性质

3、决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。三、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝。2．公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。高频考点一　电势差、电势、电势能的理解与应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【例1】　相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可看作匀强电场，其电场线分布如图5所示。一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场，则从a运动到d的过程中(　　)图5A．粒

4、子的速度一直在增大B．粒子的电势能一直在减小C．粒子在a点的电势能比在d点低D．粒子的加速度先变大再不变后变小答案　D【变式探究】如图6所示，在空间直角坐标系O－xyz中，有一四面体CAOB，C、A、O、B为四面体的四个顶点，它们的坐标分别为：O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0，L,0)、C(0,0，L)，D(2L,0,0)是x轴上一点，在坐标原点O处固定着电荷量为＋Q的点电荷，下列说法正确的是(　　)图6A．A、B、C三点的电场强度相同B．电势差UOA＝UADC．将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功相同D．电子在A

5、点的电势能大于在D点的电势能答案　C高频考点二　根据粒子运动的轨迹、电场线(等势面)进行相关问题的判断方法【例2】　如图7所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为其运动轨迹上的两点，可以判定(　　)图7A．粒子在a点的速度大于在b点的速度B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度C．粒子一定带正电荷D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能解析　该粒子在电场中做曲线运动，则电场力应指向轨迹的凹侧且沿电场线的切线方向，设粒子由a向b运动，则其所受电场力方向和速度方向的关系如图所示，可知电场力做正功，粒子速度

6、增加，电势能减小，A错、D对；b点处电场线比a点处电场线密，即粒子在b点所受电场力大，加速度大，选项B错；因电场线方向不确定，所以粒子的电性不确定，C选项错误。(假设粒子由b向a运动同样可得出结论)答案　D【变式训探究】如图8所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF。K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面。一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以

7、Wab

8、表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以

9、Wbc

10、表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则(　　)图8A．

11、Wab

12、＝

13、Wbc

14、B

15、．

16、Wab

17、＜

18、Wbc

19、C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低答案　C高频考点三　匀强电场中电势差与电场强度的关系【例3】　如图11所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，则下列说法正确的是(　　)图11A．匀强电场的场强大小为10V/mB．匀强电场的场强大小为V/mC．电荷量为1.6×10－19C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1.6×10－19JD．电荷量为1.6×10－19C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减

20、小4.8×10－19J解析　A、C连线中点的电势为2V，因此BE连线为等势线，由几何知识知，A、C连线的长度为dAC＝0.1m×sin60°×2＝m，匀强电场的场强大小为E＝＝＝V/m，故B对、A错；正点电荷从E点移到F