高中物理专题二 静电场的能的性质苏教版选修3-1VIP专享VIP免费

选修3-1专题二静电场的能的性质考点与要例：考点1：电势能．电势差．电势．等势面．（能力级别：Ⅱ）（1）．电势差：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫做这两点间的电势差。公式：。电势差的运算：UAC＝UAB+UBC【例题】在电场中把一个电量为6×10－6C的负电荷从A点移到B点，反抗电场力做功3×10－5J，再将电荷从B移到C点，电场力做功1.2×10－5J，求A与B，B与C，A与C两点间电势差．〖解析〗电荷从A移到B时，反抗电场力做功，表示电场力做负功．相当于在重力场中把物体举高反抗重力做功．因此J．电荷从B移到C，J．根据电荷移动时电场力的功和电势差的关系，得UAB＝＝5Ｖ；UBC＝＝－2Ｖ，所以＝5+(－2)V＝3V。变式练习：1．某匀强电场中有A、B、C三点构成边长为10cm的等边三角形，如图所示。带电量q=-2×10-6C的粒子由A点沿直线移动到B点的过程中，电场力始终不做功；由B移到C过程中电场力做功为-4×10-4J。由此可知UAC=__________V，场强大小为__________V/m，方向是__________。（2）．电势：电场中某点的电势等于该点与零电势点间的电势差。电势的运算：UAB＝UA－UBUAB＝UAC＋UCB【例题】将一电量为q=2×106C的点电荷从电场外一点移至电场中某点，电场力做功4×10-5J，求A点的电势。〖解析〗【错解分析】错解：错误混淆了电势与电势差两个概念间的区别。在电场力的功的计算式W=qU中，U系指电场中两点间的电势差而不是某点电势。【正确解答】解法一：设场外一点P电势为Up所以Up=0，从P→A，电场力的功W=qUPA，所以W=q（Up-UA），即4×10-5=2×10-6（0-UA）UA=－20V解法二：设A与场外一点的电势差为U，由W=qU，因为电场力对正电荷做正功，必由高电势移向低电势，所以UA=－20V特别提示：公式W=qU有两种用法：（1）当电荷由A→B时，写为W=qUAB=q(UA－UB)，强调带符号用，此时W的正、负直接与电场力做正功、负功对应，如“解法一”；（2）W，q，U三者都取绝对值运算，如“解法二”，但所得W或U得正负号需另做判断。建议初学者采用这种方法。（3）．电势能：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势为零处电场力所做的功。电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加，且电势能的改变量，等于电场力做功的多少。电场力做功的计算：(1)由公式W＝Fscos变形得到W＝qEscos，适用于匀强电场。(2)由公式W＝qU，对任何电场均适用。(3)由动能定理求。【例题】在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则A.电场强度的方向一定是由A点指向B点B.电场强度的方向一定是由B点指向A点C.电子在A点的电势能一定比在B点高D.电子在B点的电势能一定比在A点高〖解析〗本题考查了电场力功与电势能变化间的关系。要明确电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加。当电场力做正功，则为动力与A到B位移成锐角，但电场强度方向不一定沿AB直线，故A、B错。电场力做正功，电势能减少因而在A点的电势能一定比在B点高，故C对，D错。【例题】如图，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、Ub和Uc，Ua>Ub>Uc。一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，静电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减少〖解析〗理解能力应包括对基本概念的透彻理解、对基本规律准确把握。本题就体现高考在这方面的意图。这道小题检查了电场线的概念、牛顿第二定律、做曲线运动物体速度与加速度的关系、电场线与等势面的关系、电场力功（重力功）与电势能（重力势能）变化的关系。能量守恒定律等基本概念和规律。要求考生理解概念规律的确切含义、适用条件，鉴别似是而非的说法。故为AC。特别提示：把“电场力做功与电势能改变的关系”和“重力做功与重力势能改变的关系”进行类比；电势和高度进行类比；电势差和高度差进行类比。注意的是电荷的电量有正负，要加以区别。KLNMabc变式练习：2．A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。将一正电荷从C...