电场能量问题的突破
人教版高中物理必修第三册精品课件 第10章 静电场中的能量 2 电势差
(2)电场中任意两点的电势差,与是否放入试探电荷有关。
( × )
(3)若电场中两点间的电势差UAB=1 V,则将单位电荷从A点
移到B点,静电力做功为1 J。( × )
(4)若UAB>0,说明φA>φB,但无法判断φA、φB的正负。( √ )
(5)将电荷量为q的电荷从A点移到B点与将电荷量为-q的电
课前•基础认知
一、电势差
1.电势差:电场中两点之间电势的 差值 。电势差也叫作
电压。
2.表达式:UAB= φA-φB 。
3.矢标性:电势差是 标量 ,其正负表示两点电势的 高
低 。
,用符号V表示。
4.单位:在国际单位制中,单位为 伏特
5.静电力做功与电势差的关系:UAB=
。
微判断 (1)电场中A、B两点的电势差,不仅与A、B两点的
点要克服静电力做功4×10-8 J,则M点电势φM为多少?若将该
电荷从M点移到N点,静电力做功14×10-8 J,则N点电势φN为
多少?M、N两点间的电势差UMN为多少?
答案:-2 V 5 V -7 V
解析:由
WSM=qUSM 得,USM=
=
-×-
-
V=2 V
-×
而 USM=φS-φM,所以 φM=φS-USM=(0-2) V=-2 V
垂直距离,也就是海拔,也称为绝对高度,而地面上某一点高出
另一点的垂直距离称为相对高度。
(1)选择不同的测量起点时,不同地方的高度和两个地方的
高度差会有怎样的变化?
(2)与等高线类似,在电场中选择不同的零电势点时,不同位
置的电势和两个位置的电势差又会有怎样的变化?
2021高三物理学案第七单元专题六电场中的“三类”典型问题含解析
2021高三物理人教版一轮学案：第七单元专题六电场中的“三类”典型问题含解析专题六电场中的“三类"典型问题突破1电场中的图象问题题型1φ。
x图象（1)φ。
x图线的斜率大小等于电场强度的大小,在φ。
x图线切线的斜率为零处，电场强度为零．(2)由φ。
x图象可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．（3）在φ。
x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB ＝qU AB，进而分析W AB的正负,然后做出判断．(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d 的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d。
点a到点电荷的距离r a 与点a的电势φa已在图中用坐标(r a，φa)标出,其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是（）A ．E aE b ＝4 1 B ．E c E d ＝21 C ．W ab W bc ＝3 1 D ．W bc W cd ＝13【分析】 (1)电场中某点的场强大小可由E ＝k Q r2计算． （2)由图中信息可以得到各点之间的距离和电势差． 【解析】 a 到点电荷的距离为r a ，由图可知，b 、c 、d 到点电荷的距离分别为r b ＝2r a 、r c ＝3r a 、r d ＝6r a ，由点电荷的场强公式E ＝k 错误!可得：E a ＝4E b ＝9E c ＝36E d ，则E aE b ＝41，E c E d ＝41；设带正电的试探电荷的电量为q ，则W ab ＝qU ab ，W bc ＝qU bc ,W cd ＝qU ad ；由图知U ab ＝3 V ，U bc ＝1 V ，U cd ＝1 V ，故W ab W bc ＝31,W bc W cd ＝11，故选项A 、C 正确． 【答案】 AC题型2 E 。
高中物理重难点解析：带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动一、难点突破策略：带电微粒在电场中运动是电场知识和力学知识的结合，分析方法和力学的分析方法是基本相同的：先受力分析，再分析运动过程，选择恰当物理规律解题。
处理问题所需的知识都在电场和力学中学习过了，关键是怎样把学过的知识有机地组织起来，这就需要有较强的分析与综合的能力，为有效突破难点，学习中应重视以下几方面：1.在分析物体受力时，是否考虑重力要依据具体情况而定。
（1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外一般都忽略不计。
（2）带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，除有说明或有明确的暗示以外一般都不能忽略。
“带电粒子”一般是指电子、质子及其某些离子或原子核等微观的带电体，它们的质量都很小，例如：电子的质量仅为0.91×10-30千克、质子的质量也只有1.67×10-27千克。
（有些离子和原子核的质量虽比电子、质子的质量大一些，但从“数量级”上来盾，仍然是很小的。
）如果近似地取g=10米/秒2，则电子所受的重力也仅仅是meg=0.91×10-30×10=0.91×10-29(牛)。
但是电子的电量为q=1.60×10-19库（虽然也很小，但相对而言10-19比10-30就大了10-11倍），如果一个电子处于E=1.0×104牛/库的匀强电场中（此电场的场强并不很大），那这个电子所受的电场力F=qE=1.60×10-19×1.0×104=1.6×10-15（牛），看起来虽然也很小，但是比起前面算出的重力就大多了（从“数量级”比较，电场力比重力大了1014倍），由此可知：电子在不很强的匀强电场中，它所受的电场力也远大于它所受的重力——qE>>meg 。
所以在处理微观带电粒子在匀强电场中运动的问题时，一般都可忽略重力的影响。
但是要特别注意：有时研究的问题不是微观带电粒子，而是宏观带电物体，那就不允许忽略重力影响了。
第46课时 带电粒子(体)在电场中运动的综合问题 [重难突破课]
![第46课时 带电粒子(体)在电场中运动的综合问题 [重难突破课]](https://img.taocdn.com/s3/m/02e184f72dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefea.png)
解析 （2）若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的
长度最短。由对称性知，此时金属板的长度为L＝2l＝2v0
答案
（2）2v0
。
目录
1.（多选）（2022·全国甲卷）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，
将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大
③
设粒子第一次到达G时所用的时间为t，粒子在水平方向的位移大小为l，则有h
＝ at2
④
目录
⑤
l＝v0t
联立①②③④⑤式解得Ek＝ m ＋ qh
l＝v0
答案
。
（1） m ＋ qh
v0
目录
（2）若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短
速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下
列说法正确的是（
）
tan
A.匀强电场的电场强度E＝
B.小球动能的最小值为Ek＝
2cos
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程
中，其电势能先减小后增大
目录
解析 小球静止时悬线与竖直方向成θ角，对小
偏
，由题图知t＝0.06 s时刻U偏＝1.8U0，
所以y＝4.5 cm
+
设打在屏上的点距O点的距离为Y，满足 ＝
所以Y＝13.5 cm。
答案
高三物理一轮复习知识点专题13静电场(2)
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！高三物理一轮复习知识点专题13 静电场（2）—【讲】考点风向标第一部分：考点梳理考点七、电场中的功能关系考点八、静电场中的图象问题考点九、动态电容问题考点十、带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动考点十一、带电粒子在电场中的偏转考点十二、带电粒子在交变电场中的运动考点十三、带电粒子在复合场中的运动考点七、电场中的功能关系1．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功电势能与动能之和保持不变。
(2)若只有电场力和重力做功电势能、重力势能、动能之和保持不变。
(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。
(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
2．电场力做功的计算方法(1)W AB＝qU AB(普遍适用)(2)W＝qEx cos θ(适用于匀强电场)(3)W AB＝－ΔE p＝E p A－E p B(从能量角度求解)(4)W电＋W非电＝ΔE k(由动能定理求解)（典例应用1）在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×105 N/C，方向与x轴正方向相同。
在O处放一个电荷量q＝－5.0×10－8 C，质量m＝1.0×10－2 kg的绝缘物块。
物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速率v0＝2.0 m/s，如图所示。
(g取10 m/s2)试求：(1)物块向右运动的最大距离；(2)物块最终停止的位置。
审题指导： 第一步：抓关键点第二步：找突破口(1)物块向右在电场力和滑动摩擦力作用下作匀减速直线运动。
(2)要求最终停止的位置，应先根据电场力与摩擦力大小的关系判断物块停在什么位置，再利用动能定理求解。
【解析】(1)物块向右作匀减速运动，速度为零时向右运动的距离最大，根据动能定理得：－(E |q |＋μmg )x m ＝0－12mv 20代入数据得：x m ＝0.4 m(2)因为E |q |>μmg ，所以物块最终停止在O 点的左侧，设离O 点的距离为x 。
2020年高三物理专题 “静电场”的几个难点问题突破(原卷版)
(一)“静电场”的一个命题热点——电场性质(强练提能)1.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心O 。
下列关于x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )A ．O 点的电场强度为零，电势最低B ．O 点的电场强度为零，电势最高C ．从O 点沿x 轴正方向，电场强度减小，电势升高D ．从O 点沿x 轴正方向，电场强度增大，电势降低2．如图甲所示，半径为R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P (坐标为x )的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E ＝2πkσ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－x (R 2＋x 2)12，方向沿x 轴。
现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r 的圆板，如图乙所示。
则圆孔轴线上任意一点Q (坐标为x )的电场强度为( )A ．2πkσ0x (r 2＋x 2)12B ．2πkσ0r(r 2＋x 2)12C ．2πkσ0xrD ．2πkσ0rx3.(2020·衡水模拟)如图所示，N (N >5)个小球均匀分布在半径为R 的圆周上，圆周上P 点的一个小球所带电荷量为－2q ，其余小球带电量为＋q ，圆心处的电场强度大小为E 。
若仅撤去P 点的带电小球，圆心处的电场强度大小为( )A ．E B.E2 C.E3 D.E 44．[多选](2020·山东第一次大联考)如图甲所示，两个点电荷Q 1、Q 2固定在x 轴上，其中Q 1位于原点O ，a 、b 是它们连线延长线上的两点。
现有一带正电的粒子q 以一定的初速度沿x 轴从a 点开始经b 点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a 、b 两点时的速度分别为v a 、v b ，其速度随坐标x 变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是( )A ．b 点的场强一定为零B ．Q 2带负电且电荷量小于Q 1C ．a 点的电势比b 点的电势高D ．粒子在a 点的电势能比在b 点的电势能小5.(2020·江西高安中学模拟)假设空间某一静电场的电势φ随x 变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是()A．O～x1范围内各点场强的方向均与x轴平行B．只在电场力作用下，正电荷沿x轴从O运动到x1，可做匀减速直线运动C．负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小D．无法比较x2～x3与x4～x5间的场强大小6．[多选](2020·洛阳模拟)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，带电粒子在此空间只受电场力作用。
电场强度和能量的关系
电场强度和能量的关系
电场强度和能量之间存在密切关系。
在电场中，能量密度与电场强度的大小直接相关。
具体来说，能量密度（单位为焦耳/立方米）的计算公式为^2，
其中E是电场强度的大小，e是介质的介电常数。
当电场强度变大时，电场能量密度也会随之增大；反之，如果电场强度变小，电场能量密度则会变小。
如果电容两板之间的距离增大而保持场强不变，电容内的电场能量密度不会改变，但电容内部的体积会增大，因此电场能量会增加。
从做功的角度来看，增大板间间距需要克服电场力，将机械能转化为电场能。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询物理专家。
老高考适用2023版高考物理二轮总复习第1部分题突破方略专题2能量与动量第1讲功和能课件
专题突破方略
专题二 能量与动量 第1讲 功和能
真题速练·明考情 核心知识·固双基 命题热点·巧突破 应用创新·提素养
真题速练·明考情
1．(多选)(2022·广东高考)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小
车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段
以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶．已知小车总质量为50 kg，MN
③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热．
2．几个重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能的减少量，即WG＝－ΔEp． (2)弹力的功等于弹性势能的减少量，即W弹＝－ΔEp． (3)合力的功等于动能的变化，即W＝ΔEk． (4)重力和系统内弹簧弹力之外的其他力的功等于机械能的变化，即 W其他＝ΔE． (5) 系 统 内 一 对 滑 动 摩 擦 力 做 的 功 是 系 统 内 能 改 变 的 量 度 ， 即 Q ＝
v1＝
P额＝1 200 Tm 300
m/s
＝4 m/s，此过程所用时间和上升高度分别为 t1＝va11＝45 s＝0.8 s，h1＝2va211
＝2×42 5
m＝1.6
m，重物以最大速度匀速时，有
vm＝PT额＝
P额 ＝1 200 mg 200
m/s
＝6 m/s，重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为
做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保持功率不变直到重物达到最
大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度
刚好为零，重物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得
a1＝
Tm－mg＝ m
300－20×10 20
m/s2＝5
m/s2，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电场能量问题的突破
任九稳
课题分析：
电场能量问题是高考考查的热点问题之 一，包括内容有电场力做功、电势差、电势 和电势能等概念及其相关规律。涉及内容多， 且联系复杂。同时电场能量问题还经常与力 学紧密联系，需要使用牛顿运动定律或动能 定理研究，使题目难度增加。
本课题从电场力做功入手，让学生体会 速度变化、电势能变化、电势高低对比与电 场力做功的关系，进而把握解决此类问题的 一半步骤。
WD qUD q(D )
课后反思： 学生养成的错误习惯是很难扭转过 来的，需要老师正确引领，严格要求， 大量题目练习，才可以纠正。 所以高三老师应该及时了解学生在 物理学习中存在的错误认识，解题过程 中存在的不规范方法，研究后给予正确 的指导，从而提高学生解题的速度和效 率。
教学流程以及重难点突破
3、无场线情况下，电势、电势能、电势 差等物理量的判断和比较。
例题3．如图所示，在真空中有两个等量带正电的点电荷， 分别置于P、Q两点，O点是他们连线的中点，A、B为P、 Q连线的中垂线上的两点，下列说法正确的是 ( ) A．连线中点O的场强为零 B．中垂线是一个等势面 C．将一正电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过 程中q的电势能一定逐渐减少 D．将一正电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过 程中q受到的电场力一定逐渐减小
WAB qUAB q( A B )
例题4．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc， 顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等， 如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点 分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于c电荷的对称 点，则下列说法中正确的是（ ） A．D点的电场强度为零、电势可能为零 B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等 C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同 D．若释放电荷C，电荷C将一直做加速运动（不计空气 阻力）Βιβλιοθήκη 三位目标知识与技能：
1、理解并把握场强的叠加原理
2、能够准确判断电场力做功的正
负
3、熟练把握电场力功的公式和电 场力做功与电势能变化的关系 4、能够通过电场线和等势面确定 某一点的场强方向。
三位目标
过程与方法：
1、体会通过电场力做功判断动能 和电势能变化的方法。 2、把握通过判断电场力做功的正 负获得两点间电势高低关系的研究方法。
三位目标
情感态度与价值观：
通过电场能量问题的研究，培养学 生严谨的治学态度和实事求是的作风
重点和难点
教学重点：
1、有场线题目中电势高低的比较 和电势能变化的判断； 2、无场线题目中电势高低的比较 和电势能变化的判断； 教学难点：
无场线题目中电势高低的比较和 电势能变化的判断；
教学流程以及重难点突破
学情分析：
在一轮复习过程中，学生在复习电场之 前，对电场知识的记忆已经模糊，对规律的 把握也不能到位，甚至连准确描述都不能做 到，所以遇到关于电场能量问题时不能正确 求解。 但高三学生正处于青年时期，接受事物 快，领悟能力强，如果给予正确引导，并适 当训练，他们可以迅速在头脑中形成正确认 识，养成一种解题习惯，掌握一种解题技能。
1、基础知识回顾
多点电荷电场中某点场强的计算；
电场线图中和等势面图中某点电场强 度方向和电场力方向的判定； 电场力做功对电势能的影响；
电场力做功与电势差和电势的关系；
WAB qUAB q( A B )
教学流程以及重难点突破
2、有场线情况下，电势、电势能、电势 差等物理量的判断和比较。
例题1、如图是一簇未标明方向、由单一点 电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通 过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上 的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作 用，根据此图可判断出该带电粒子 （ ） A．电性与场源电荷的电性相同 B．在a、b两点所受电场力大小Fa>Fb C．在a、b两点时速度大小va>vb D．在a、b两点的电势能Ea<Eb
a
b
例题2、如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相 邻等势面间电势差相等，一个α粒子以一定的初速度 进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，α 粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做 负功，由此可判断出 ( ) A．N点的电势高于M点的电势 B．α粒子在N点的电势能比在M点的电势能大 C．α粒子在M点的速率小于在N点的速率 D．α粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场 力大