素养提升课,(,二,),电场能的性质,素养,提升课,(,二,),电场能的性质,第一章静电场的描述,学习任务,1,熟练掌握描述电场能性质的物理量，灵活运用电场中的功能关系,2,通过分析电势、电势能及电场力做功的综合问题，提高逻辑思维和科学思维能力,3,会综合应用运动和力、功和能的关系，分析带电粒子在电场中的运动问题，提升科学推理能力,关键能力,情境探究达成,考点,1,电势、电势差、电势能的比较,物理量,电势,电势差,U,AB,A,B,电势能,区别,定义式,U,AB,E,p,q,决定,因素,由电场本身决定，反映电场能的性质,由电场和电场中两点间的位置决定,由电势和试探电荷共同决定,物理量,电势,电势差,U,AB,A,B,电势能,区别,相对性,有，与零电势位置的选取有关,无，与零电势位置的选取无关,有，与零势能面的选取有关,联,系,物理意义,都是描述电场能的性质的物理量,单位,伏特,(V),焦耳,(J),标矢性,都是标量，都有正、负之分,【典例,1,】,有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，,a,、,b,、,c,、,d,为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，,a,、,b,为两电荷连线上对称的,两,点,，,c,、,d,为两电荷连线中垂线上对称的两点,下列,说法中正确的是,(,),A,a,、,b,两点的电场强度大小相等，方向相反,B,c,点的电势大于,d,点的电势,C,将带正电的试探电荷从,b,点移到,d,点，电场力做负功,D,负电荷在,c,点的电势能小于在,a,点的电势能,C,该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，,a,、,b,为两电荷连线上对称的两点，根据等量异种电荷的电场的特点可以判断，这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同，故,A,错误；,c,、,d,两点位于同一条等势线上，则,c,点的电势等于,d,点的电势，故,B,错误；正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从电势低的,b,点移到电势高的,d,点，电场力做负功，电势能增加，故,C,正确；负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在电势低的,c,点的电势能大于在电势高的,a,点的电势能，故,D,错误故选,C,规律方法,电势能、电势、电势差、静电力做功的关系,跟进训练,1,(,多选,),如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且,AB,BC,，电场中,A,、,B,、,C,三点的电场强度分别为,E,A,、,E,B,、,E,C,，电势分别为,A,、,B,、,C,，,AB,、,BC,间的电势差分别为,U,AB,、,U,BC,，则下列关系正确的有,(,),A,A,B,C,B,E,A,E,B,E,C,C,U,AB,U,BC,D,U,AB,U,BC,AC,沿电场线方向，电势越来越低，所以,A,点电势最高，,C,点电势最低，,A,正确；电场线越密集的地方电场强度越强，由题图可知，,C,点电场强度最强，,A,点电场强度最弱，,B,错误；由于,BC,间的电场强度大于,AB,间的电场强度，由,U,Ed,可知，,U,AB,U,BC,，,C,正确，,D,错误,考点,2,电场线、等势面和运动轨迹的综合问题,在电场中，电场线和等势面都是为了更好地描述电场而引入的，两者之间既有联系又有区别：,(1),电场线始终与等势面垂直电荷沿着电场线移动，电场力一定做功；电荷沿着同一等势面移动，电场力一定不做功,(2),在同一电场中，等差等势面的疏密反映了电场的强弱，等差等势面密集处，电场线也密集，电场强；反之，电场线稀疏，电场弱,(3),知道等势面，可画出电场线；知道电场线，也可画出等势面,【典例,2,】,如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线,1,、,2,、,3,，已知,MN,NQ,，两带电粒子,a,、,b,从等势线,2,上的,O,点以相同的初速度飞出仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则,(,),A,a,一定带正电，,b,一定带负电,B,a,加速度减小，,b,加速度增大,C,M,、,N,两点间的电势差,|,U,MN,|,等于,N,、,Q,两,点,间,的电势差,|,U,NQ,|,D,a,粒子到达等势线,3,的动能变化量比,b,粒子到达等势线,1,的动能变化量小,思路点拨：,(1),电场线密的地方，电场强度大，受力大，加速度大,(2),在非匀强电场中，可用,U,Ed,定性判断沿电场线方向相等距离的电势差一般不相等,B,由题图所示带电粒子的运动轨迹，结合曲线运动的特点可知，带电粒子所受的电场力方向相反，即两粒子所带电荷性质相反，但因为电场线的方向不确定，故不能判断带电粒子所带电荷的性质，,A,错误；由电场线的疏密可知，,a,加速度减小，,b,加速度增大，,B,正确；因为是非匀强电场，故,MN,两点间的电势差并不等于,NQ,两点间的电势差，,C,错误；因为等势线,1,与,2,之间的电场强度比,2,与,3,之间的电场强度要大，故,1,、,2,之间的电势差大小要大于,2,、,3,之间的电势差大小，但两粒子所带的电荷量大小不确定，故无法比较动能变化量的大小，,D,错误,规律方法,电场线、等势面、运动轨迹组合问题的两点技巧,(1),利用电场线与等势面垂直的特点，可以根据等势面的形状画出电场线，如果已知等势面电势的高低关系，则可以确定电场线的方向,(2),带电粒子做曲线运动时，运动轨迹总是弯向粒子受力的方向，可以根据运动轨迹的形状判断粒子受到的电场力的方向，也可以得出电场力做功的情况及粒子的速度、动能和电势能的变化情况,跟进训练,2,(,多选,),如图所示，水平面内有三条虚线,l,1,、,l,2,、,l,3,，相邻虚线间距相等且彼此平行，,a,、,b,、,c,为虚线上的三点，其中,a,、,c,连线与,l,2,垂直某时刻电子以水平向右的速度,v,通过,a,点，则,(,),A,若,l,1,、,l,2,、,l,3,为电场线，则电子可能通过,c,点,B,若,l,1,、,l,2,、,l,3,为电场线，则一定有,U,ab,U,bc,C,若,l,1,、,l,2,、,l,3,为等差等势线，则电子可能通过,c,点,D,若,l,1,、,l,2,、,l,3,为等差等势线，则一定有,U,ab,U,bc,AD,若,l,1,、,l,2,、,l,3,为电场线，则,ac,两点电势相等，一定有,U,ab,U,bc,，故,B,错误；若,l,1,、,l,2,、,l,3,为电场线，当电场方向斜向上时，电子在电场中做类斜抛运动，有可能能够通过,c,点，故,A,正确；若,l,1,、,l,2,、,l,3,为等差等势线，则该电场为匀强电场，一定有,U,ab,U,bc,，故,D,正确；若,l,1,、,l,2,、,l,3,为等差等势线，,a,、,c,连线在电场线上，电子受力在,a,、,c,连线上，但由于有初速度，电子在等势线方向做匀速直线运动，在,ac,方向做变速运动，一定不会通过,c,点，故,C,错误故选,AD,考点,3,电场中的能量问题,静电力做功的四种求法,四种求法,表达式,注意问题,功的定义,W,Fd,qEd,(1),适用于匀强电场,(2),d,表示两点间沿电场线方向的距离,功能关系,W,AB,E,p,A,E,p,B,W,AB,E,p,(1),既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场,(2),既适用于只受静电力的情况，也适用于受多种力的情况,电势差法,W,AB,qU,AB,动能定理,W,静电力,W,其他力,E,k,【典例,3,】,(,多选,),如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面下滑，已知在金属块下滑的过程中动能增加了,10 J,，金属块克服摩擦力做功,6 J,，重力做功,18 J,，则以下判断正确的是,(,),A,金属块带负电,B,电场力做功,2 J,C,金属块的电势能与动能之和增加了,12 J,D,金属块的机械能减少了,10 J,思路点拨：,BC,在金属块下滑的过程中动能增加了,10 J,，金属块克服摩擦力做功,6 J,，即摩擦力做功为,6 J,，重力做功,18 J,，根据动能定理得,W,总,W,G,W,电,W,f,E,k,，解得电场力做功为,W,电,2 J,，所以金属块克服电场力做功,2 J,，金属块的电势能增加,2 J,；由于金属块下滑过程中电场力做负功，场强方向水平向右，所以金属块带正电，故,A,错误，,B,正确；动能增加了,10 J,，电势能增加了,2 J,，故金属块的电势能与动能之和增加了,12 J,，故,C,正确；在金属块下滑的过程中重力做功,18 J,，重力势能减少,18 J,，动能增加了,10 J,，重力势能与动能之和等于机械能，则金属块的机械能减少了,8 J,，故,D,错误,规律方法,在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有：动能定理、能量守恒定律、功能关系,(1),应用动能定理解决问题需研究合外力的功,(,或总功,),(2),应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化,(3),应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系,(4),仅有电场力做功的过程机械能不守恒，但机械能与电势能的总和保持不变,跟进训练,3,如图所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强大小为,E,圆环半径为,R,，在与环心等高处放有一质量为,m,、带电荷量,q,的小球，由静止开始沿轨道运动，重力加速度为,g,，下列说法正确的是,(,),A,小球在运动过程中机械能守恒,B,小球经过环的最低点时速度最大,C,小球电势能增加,qER,D,小球由静止释放到达最低点，动能的,增,量,等于,mgR,B,小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，故,A,错误；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少,mgR,，电势能减少,qER,，而动能增加,mgR,qER,，到达最低点时动能最大，所以速度最大，故,B,正确，,C,、,D,错误,素养提升练,(,二,),点击页面进入,电场能的性质,（,WORD,版）,巩固课堂所学,激发学习思维,夯实基础知识,熟悉命题方式,自我检测提能,及时矫正不足,本节课掌握了哪些考点？,本节课还有什么疑问点？,课后训练,学习反思,课时小结,THANKS,