2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 電場能的性質(zhì)教案

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1、2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 電場能的性質(zhì)教案 xx年命題特點(diǎn) 1.命題頻率非常高，設(shè)計(jì)選擇填空題多一些. 2.單獨(dú)命題主要考查基本概念規(guī)律的掌握情況. 3.小綜合題對(duì)學(xué)生全面正確綜合運(yùn)用知識(shí)能力要求較高特別是電場力做功與電勢能變化對(duì)應(yīng)關(guān)系 預(yù)計(jì)：xx年高考涉及電勢、電勢能概念的理解綜合考查是肯定的 應(yīng)試高分瓶頸 這部分內(nèi)容概念多且抽象，所以必須特別注意搞清楚相關(guān)概念的區(qū)別和聯(lián)系，理解它們的物理意義.尤其對(duì)電勢，電勢能的理解特別重要. 命題點(diǎn)1 電勢、電勢差、電勢能 命題點(diǎn)2 電場力的功 命題點(diǎn)3 等勢面和帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡問題 命題點(diǎn)1 電勢、電勢差、電勢

2、能 本類考題解答錦囊 解答“電勢、電勢差、電勢能”一類試題，應(yīng)了解以下內(nèi)容： 理解電勢、電勢差、電勢能的概念．明確電勢與電勢能的關(guān)系，電勢和電場強(qiáng)度的關(guān)系．電勢是描述電場能的性質(zhì)的一個(gè)物理量．沿著電場線電勢逐漸降低電勢能是電荷在電場中某點(diǎn)時(shí)所具有的．幾個(gè)概念之間沒有必然的聯(lián)系，但又有某種特殊的關(guān)系，把握住了，也就抓住了解決問題的關(guān)鍵． Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)如圖17—1—1所示，兩個(gè)等量正的點(diǎn)電荷Q、P，連線中點(diǎn)為O，在中垂線上有兩點(diǎn)，A、B，OA

3、于EB，A一定大于B B．EA不一定大于EB，A一定大于B C．EA一定大于EB,, A不一定大于B D．EA不一定大于EB，A不一定大于B 命題目的與解題技巧：考查對(duì)等量正電荷的電場的認(rèn)識(shí)E的矢量合成及電勢能的理解可以設(shè)一正檢驗(yàn)電荷加以驗(yàn)證分析． [解析] 在兩個(gè)點(diǎn)電荷P、Q產(chǎn)生的電場中，任一點(diǎn)的場強(qiáng)等于每個(gè)電荷在該點(diǎn)場強(qiáng)的矢量和，電勢等于每個(gè)電荷在該點(diǎn)勢的代數(shù)和，在兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)，兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等值而反向，矢量和為零．在中垂線上無窮無處兩個(gè)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)均為零，矢量和也為零，在連線中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)，因而必然有極大值，題中只給出OA

4、置，若是達(dá)到極大值之前，可斷定EAEB,若A、B分居極大值前后，情況要具體討論，據(jù)本題情況不能判定EA與EB之大小關(guān)系．在中垂線上，電場強(qiáng)度方向?yàn)樽赃B線中點(diǎn)O指向無窮遠(yuǎn)，設(shè)將一正檢驗(yàn)電荷自O(shè)點(diǎn)沿中垂線向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，電場力總做正功，電荷電勢能減小，相應(yīng)地，各點(diǎn)電勢降低，可斷定A >B [答案] D 2 (典型例題)一負(fù)電荷僅受電場力的作用，從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢能εA、εB之間的關(guān)系為 A．EA=EB B．E

5、AεB 答案： AD 指導(dǎo)：負(fù)電荷在電場中，因只受電場力作用而做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知電場為勻強(qiáng)電場，則A項(xiàng)正確，負(fù)電荷逐漸加速，電場力做正功，動(dòng)能增大，電勢能減小故D項(xiàng)正確． 3 (典型例題)某靜電場沿z方向的電勢分布如圖17—1—2所示，則 A.在O--x，之間不存在沿x方向的電場 B．在O--x，之間存在著沿x方向的勻強(qiáng)電場 C.在x1--x2之間存在著沿z方向的勻強(qiáng)電場 D．在x1--x2之間存在著沿z方向的非勻強(qiáng)電場 答案： AC 指導(dǎo)：E=來討論，其中ΔU是電勢差，Δd沿x方向上的距離．本題所用的基本

6、的思維方法是排除法，驗(yàn)證法．顯然，由公式E=可知，若沿x方向存在著AC電場，則沿x方向的電勢分布情況如題目所給的圖．若在x1～x2之間存在著沿x方向的非勻強(qiáng)電場，則題目所給的圖在x1和x2間的圖線不會(huì)是直線，即不會(huì)是一個(gè)常數(shù)． Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)如右圖17—1—3所示，a、b、c是一條電場線上的三個(gè)點(diǎn)，電場線的方向由a到c，a、b間距離等于b、c間距離，用a、b、c和E0、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度，可以斷定 ． A．a(chǎn)>b>c B．Ea>Eb>Ec C. a-b=b-c D.Ea=Eb=E

7、c 命題目的與解題技巧：考查對(duì)各種情況電場線分布的認(rèn)識(shí)，沿電場成方向電勢逐漸降低． [解析] 電場線是一條直線的情況至少有圖17—1-4中四種情況，所以選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)．因沿電場方向電勢降低，所以a>b>c ,選項(xiàng)A對(duì)． [答案] A 2 m(典型例題)如圖17—1—5所示，ce直線為AB的中垂線，在A，B兩處分別放上帶電量相等的電荷．下列說法中正確的是 A.若A，B兩處放的分別是正負(fù)電荷，則各點(diǎn)的電勢φe=φd=φe B．若A，B兩處放的分別是正負(fù)電荷則各點(diǎn)的場強(qiáng)Ee

8、〈φe D．若A,B兩處放的都是正電荷，則各點(diǎn)的場強(qiáng)Ee〉Ed〉Ee 答案： A 指導(dǎo)：認(rèn)識(shí)等量電荷的電場線情況，治電場線方向電勢逐漸降低正負(fù)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面是個(gè)等勢面． 3 (典型例題)如圖17-1-6所示，實(shí)直線是某電場中的一條電場線，虛線是該電場中的兩條等勢線，由圖可以得出兩正確結(jié)論是 A.M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢 B．M點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于N點(diǎn)的場強(qiáng) C.由M點(diǎn)向N點(diǎn)移動(dòng)電荷時(shí)，電勢能的改變量與零電勢的選取無關(guān) D．某電荷在M點(diǎn)或N點(diǎn)具有的電勢能與零電勢的選取無關(guān) 答案： BC 指導(dǎo)：等勢線曲率大的地方場強(qiáng)大．電勢能的大小取決于正負(fù)電荷，也

9、與零電勢的選取有關(guān) 4 (典型例題)在靜電場中，下列說法正確的是 A.電場強(qiáng)度為零的位置，電勢一定為零 B．電勢為零的位置電場強(qiáng)度一定為零 C．同一等勢面上的各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等 D．電場力對(duì)電荷做了功，則電荷的初末位置一定不在同一等勢面上 答案： D 指導(dǎo)：本題考查有關(guān)電勢和場強(qiáng)的知識(shí)，可通過對(duì)等量同種電荷及等量異種電荷連線中垂線上電場線分布來分析，在等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)場強(qiáng)為零，如果選無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則該點(diǎn)電勢為正，因?yàn)閺倪@點(diǎn)沿中垂線向無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)正電荷電場力做正功，由WAB=qUAB>0可知該點(diǎn)電勢為正，A錯(cuò)；用同樣的方法研究等量異種點(diǎn)電荷連

10、線的的中點(diǎn)及中垂線，可知中垂線是等勢線，如選無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則中垂線電勢為零，所以B、C錯(cuò)；由WAB=qUAB≠0知 UAB≠0，A≠B，故D正確． 5 (典型例題)描繪電場等勢線的實(shí)驗(yàn)中，在乎整的木板上依次鋪放白紙、復(fù)寫紙和導(dǎo)電紙，在導(dǎo)電紙上平放兩個(gè)圓柱形電極A與B，分別與直流電源的正、負(fù)極接好，圖17-1-7所示，若以A、B連線為x軸，A、B連線的中垂線為y軸，將一個(gè)探針固定在y軸上的某一點(diǎn)，沿x軸移動(dòng)另一個(gè)探針，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)，靈敏電流表的指針都不偏轉(zhuǎn)，若電源及連線都是完好的，可能故障是_____，將實(shí)驗(yàn)故障排除后，探針人BO間某處沿x軸向電極A移動(dòng)的過程中，電流瑚 指針偏轉(zhuǎn)的

11、情況是_________. 答案：導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的面向下了 偏轉(zhuǎn)角先減小，后反向增大 指導(dǎo)：因?yàn)殡娫春碗娫催B線都完好，而靈敏電流表指針始終不偏轉(zhuǎn)，只能是有導(dǎo)電物質(zhì)的面向下了，不能形成電流場(若電流完好)．由于電場方向從A向B，因而從BO間某處沿x軸向電極A移動(dòng)過程中兩探針間電勢差先減小后反向增大，故電流表指針偏角情況為偏轉(zhuǎn)角先減小，再反向增大． Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 如圖17-1-8所示是電場中一條電場線．電子從a點(diǎn)由靜止釋放，在電場力作用下沿直線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)該電場情況判斷正確的是 A.該電場一定是勻強(qiáng)電場 B．場強(qiáng)Ea一定小于E

12、b C.電子具有的電勢能εa一定大于εb D．電勢a一定低于b 答案： CD指導(dǎo)：因電子從。點(diǎn)靜止釋放后向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，說明電子所受電場力指向b，電場強(qiáng)度方向指向a，沿電場強(qiáng)度方向電勢降范，b>a，D正確，負(fù)電荷在電勢越高處電勢能越小，電子在。處電勢能大于在b處電勢能，C正確．此電場線可能是勻強(qiáng)電場中的一條電場線，也可能是正、負(fù)點(diǎn)電荷形成電場中的一條電場線，故無法判斷a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小，A、B錯(cuò)誤． 2 如圖17-1-9在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上，有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)A、B，則 A.a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)矢量相同 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢相同

13、 C．a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢差相同 D.同一電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢能相同 答案： BCD 指導(dǎo)：設(shè)兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷的電場的電場線和等勢面分別由圖中的虛終身和實(shí)線表示，a、b到O點(diǎn)距離相等．由兩個(gè)點(diǎn)電荷連線中垂線左右電場線分布的對(duì)稱性，a、b兩點(diǎn)附近電場線的疏密程序相同，兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等；但是由場強(qiáng)的疊加可知，a點(diǎn)場強(qiáng)方向沿連線指向b，b點(diǎn)場強(qiáng)方向沿連線指向a，兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相反，因而a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)矢量不相同，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由a、b兩點(diǎn)附近的電場線方向可知，由。點(diǎn)到O點(diǎn)和由b點(diǎn)到O點(diǎn)的電勢都要降低；再根據(jù)電場線分布的對(duì)稱性可知，由。點(diǎn)到O點(diǎn)和由b點(diǎn)到O點(diǎn)的電勢降低的數(shù)值

14、是相同的，即a、O兩點(diǎn)與b、O兩點(diǎn)間的電勢差相同，所以選項(xiàng)C正確．同樣方法也判知a點(diǎn)與b點(diǎn)電勢相同，選項(xiàng)B正確． a、b的電勢相同，同一電荷放在。、^兩點(diǎn)的電勢能也相同，所以選項(xiàng)D正確．． 3 A、B是某電場中一條電場線上兩點(diǎn)， 一正電荷僅在電場力作用，下沿電場線從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度圖像如 圖17-1-10所示，比較A、B兩點(diǎn)電勢的高低和場強(qiáng)E的大小，下列說法中正確的是 A. A>B,EA>EB B. A>B,EAEB D. A

15、線方向運(yùn)動(dòng)，電勢應(yīng)越來越高．因其加速度逐漸減小由牛頓第二定律分析可知正電荷變電場力減小即電場強(qiáng)度應(yīng)試羽．． 4 在電場中等勢線的描繪的實(shí)驗(yàn)中，先在導(dǎo)電紙上畫出電極(a、b(模擬點(diǎn)電荷)的連線，在連線上選取間距大致 相等的5個(gè)點(diǎn)c、d、e、f、g，如圖17-1-11所示，■為靈敏電流表，甲、乙為兩探針，則實(shí)驗(yàn)中 A.探針甲不動(dòng)，移動(dòng)乙 B．探針乙不動(dòng)，移動(dòng)甲 C．電流表示數(shù)為零時(shí)說明電流表斷路 D．圖中虛線表示電場線 答案： A 指導(dǎo)：在做描述靜電場的實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)探針放在基準(zhǔn)點(diǎn)上不動(dòng)(甲探針)移動(dòng)另一探針(乙探針)，故正確選項(xiàng)A對(duì)，B錯(cuò)．對(duì)C項(xiàng)，電流計(jì)示數(shù)為零，說明等電勢，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤．對(duì)D選項(xiàng)，虛線為等勢線，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．