1、阶段提升课 第十章 知识体系思维导图 考点整合素养提升 核心素养物理观念 考点1 电势与电势差的比较(难度)电势与电势差的比较 电势电势差U 区 别 定义 电势能与电荷量的比值=静电力做功与电荷量的比值 决定 因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点的位置决定 相对性 有,与零电势点的选取有关 无,与零电势点的选取无关 pEqWUq 提醒:电势差是两点电势的差值,与零电势点的选取无关,在数值上等于移动 单位正电荷电场力做的功。电势电势差U 联 系 数值 关系 UAB=A-B,当B=0时,UAB=A 单位 相同,均是伏特(V),常用的还有kV、mV等 标量性 都是标量,但均具有正负 物
2、理 意义 均是描述电场性质的物理量【名师支招】电势与电势差的关键词转化 【素养评价】1.(2020菏泽高二检测)在某电场中,A、B两点间的电势差UAB=60 V,B、C两 点间的电势差UBC=-50 V,则A、B、C三点电势高低关系是()A.ABC B.ACCB D.CBA【解析】选C。A和B两点间的电势差UAB=60 V,知A点的电势比B点的电势高 60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,知B点的电势比C点的电势低50 V,则 A点的电势比C点的电势高10 V,所以ACB,故C正确,A、B、D错误。2.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,电场方向与正方 形平面平
3、行。已知A、B、C三点的电势分别为A=15 V、B=3 V、C=-3 V。求D点电势D为多少。【解析】在匀强电场中AB=DC,且ABDC,所以UAB=UDC,即A-B=D-C,得 D=9 V。答案:9 V【规律总结】匀强电场中求解电势(场强)的技巧(1)在匀强电场中,电势沿直线均匀变化,即直线上距离相等的线段两端的电势 差值相等。(2)等分线段找等势点法:将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成 若干段,必能找到第三点电势的等势点,它们的连线即等势面(或等势线),与其 垂直的线即为电场线。【加固训练】将一电荷量为-310-6 C的负电荷从电场中的A点移动到B点,克服静电力做了 310-5J
4、的功,再将该电荷从B点移动到C点,静电力做了1.210-5 J的功,则 A、C间的电势差为_V,三点的电势A、B、C大小关系是_,该电荷从A点移动到B点再从B点移动到C点的过程中,电势能变化了_J。【解析】A、B间的电势差为:UAB=V=10 V,AB,B、C间的电 势差为:UBC=V=-4 V,BC,ACB;该电荷从A点移动到B点再从B点移动到C点的过程中,电场力做功为:WAC=WAB+WBC=-310-5J+1.210-5J=-1.810-5J,电场力做负功,电荷的电势 能增加了1.810-5J。答案:6 ACB 1.810-5 J 5AB6W3 10q3 10 5BC6W1.2 10q3
5、 10 考点2 有关电场的图像问题(难度)1.电场中几种图像的特点与应用:v-t图像 根据v-t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与 合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化-x图像 电场强度的大小等于-x图像的斜率大小,电场强度为零处,-x图像存在极值,其切线的斜率为零;在-x图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据 电势高低关系确定电场强度的方向;在-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后做出判断 E-t图像 根据题中给出的E-t图像,确定E的方向,再在草稿纸上画出 对应电场线的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布 E
6、-x图像 反映了电场强度随位移变化的规律;E0表示场强沿x轴正方向,E0表示场强沿x轴负方向;图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示 电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定 Ep-x图像 反映了电势能随位移变化的规律;图线的切线斜率大小等于电场力大小;进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况【素养评价】1.电荷量为q1和q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点,规定无穷远处电 势为零,一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x的变化关系如图 所示。其中,试探电荷在B、D两点处的电势能均为零;在DJ段中H点处电势能 最大。则()A.q1的电荷量小于q2的电荷量 B.
7、G点处电场强度的方向沿x轴正方向 C.若将一带负电的试探电荷自G点释放,仅在电场力作用下一定能到达D点 D.若将一带负电的试探电荷从D点移到J点,电场力先做正功后做负功【解析】选D。由EP=q知正电荷的电势能变化和电场的电势变化相同。由图 知无穷远处的电势为0,B点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以O点的 电荷q1带正电,C点电荷q2带负电,由于B点距离O比较远而距离C比较近,所以q1 电荷量大于q2的电荷量,选项A错误;沿着电场线电势逐渐降低,可知G点的场强 沿x轴负方向,选项B错误;带负电的试探电荷在G点受沿x轴正方向的电场力,故 沿x轴正向加速运动,选项C错误;负电荷从D点到J点的
8、电场力先沿x轴正向后沿 x轴负向,故电场力先做正功后做负功,选项D正确。2.(2020衡阳高二检测)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化关系如图所示,其中Ox2段是关于直线x=x1对称的直 线,x2x3段是曲线,则下列说法正确的是()A.x1处电场强度最小 B.在O、x1、x2、x3处电势O、1、2、3的关系为32=O1 C.Ox2段带电粒子做匀变速直线运动 D.Ox1段电场方向不变,大小变,x2x3段的电场强度大小和方向均不变【解析】选B。根据电势能与电势的关系:Ep=q,场强与电势的关系:E=,得E=,由数学知识可知Ep-x图像切线的斜率等于 ,x1处的
9、斜率可以认为与Ox1段相等,故此时电场强度并不是最小的,故A错误;根据 电势能与电势的关系:Ep=q,粒子带负电,q0,则知电势能越大,粒子所在处 的电势越低,所以有32=O0)。A从O点发射时的速度大小为v0,到达P点所用时间 为t;B从O点到达P点所用时间为 。重力加速度为g,求:(1)电场强度的大小。(2)B运动到P点时的动能。t2【解析】(1)设电场强度的大小为E,小球B运动的加速度为a,O、P两点的高度 差为h。根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件,有mg+qE=ma h=解得E=(2)设B从O点发射时的速度为v1,到达P点时的动能为Ek,O、P两点的水平距离 为l,根据动能定理有 Ek-=mgh+qEh 且有l=v1 =v0t h=gt2 221t1a()gt2223mgq211 mv2t212联立式得 Ek=2m(+g2t2)答案:(1)(2)2m(+g2t2)20v3mgq20v
