（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 7.2 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)課件 新人教版

1、第第2 2節(jié)節(jié)電場能的性質(zhì)電場能的性質(zhì) -2- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 一、靜電力做功和電勢能 1.靜電力做功 (1)特點(diǎn):靜電力做功與路徑無關(guān),只與電荷量和電荷移動過程 始、末位置間的電勢差有關(guān)。 (2)計(jì)算方法 W=qEd,只適用于勻強(qiáng)電場,其中d為帶電體在沿電場方向上 的位移。 WAB=qUAB,適用于任何電場。 2.電勢能 (1)定義:電荷在電場中具有的勢能,稱為電勢能。 (2)說明:電勢能具有相對性,通常取無窮遠(yuǎn)或大地為電勢能零點(diǎn)。 -3- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 3.靜電力做功與電勢能的關(guān)系 (1)靜電力做的功等于電荷電勢能的減少量,即WAB=EpA-EpB。 (2)通過WAB=EpA-EpB

2、可知:靜電力對電荷做多少正功,電荷電勢能 就減少多少;靜電力對電荷做多少負(fù)功,電荷電勢能就增加多少。 (3)電勢能的大小:由WAB=EpA-EpB可知,若令EpB=0,則EpA=WAB,即 一個電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能,數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移 到零勢能位置過程中靜電力所做的功。 -4- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 二、電勢、等勢面 1.電勢 (1)定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比 值。 (3)相對性:電勢具有相對性,同一點(diǎn)的電勢因零電勢點(diǎn)的選取 不同而不同。 -5- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 2.等勢面 (1)定義:電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。 (2)等勢面的特點(diǎn) 等勢面一定與電場線垂直

3、,即與電場強(qiáng)度的方向垂直。 在等勢面上移動電荷時電場力不做功。 電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大,反之越小。 -6- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 三、電勢差 1.定義:電荷在電場中,由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時,電場力所做的功 WAB與移動的電荷的電荷量q的比值。 3.影響因素 電勢差UAB由電場本身的性質(zhì)決定,與移動的電荷q及電場力做 的功WAB無關(guān),與零勢點(diǎn)的選取無關(guān)。 4.電勢差與電勢的關(guān)系:UAB=A-B,UAB=-UBA。 -7- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 5.勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 (1)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式:U=Ed,其中d為電場中兩點(diǎn)間 沿

4、電場線方向的距離。 (2)電場強(qiáng)度的方向和大小與電勢差的關(guān)系:電場中,電場強(qiáng)度方 向指向電勢降低最快的方向。在勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度在數(shù)值上 等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。 -8- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 1.電勢和電勢差與檢驗(yàn)電荷有關(guān)嗎?電場中各點(diǎn)的電勢與零電勢 點(diǎn)的選取有關(guān),電勢差與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎? 提示：電勢和電勢差由電場本身決定,與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。電勢差 與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)。 2.電勢降低的方向一定是沿電場線方向嗎? 提示：不一定沿著電場線的方向。 -9- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 1.(多選)關(guān)于電勢差的計(jì)算公式,下列說法正確的是( ) A.電勢差的公式UAB= 說明兩點(diǎn)間的電勢差UA

5、B與電場力做功 WAB成正比,與移動電荷的電荷量q成反比 B.把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做正功,則有UAB0 C.電勢差的公式UAB= 中,UAB與移動電荷的電荷量q無關(guān) D.電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動到B 點(diǎn)時電場力所做的功 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -10- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 2.(多選)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢,下列說法正確的是( ) A.電場強(qiáng)度的方向處處與等電勢面垂直 B.電場強(qiáng)度為零的地方,電勢也為零 C.隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小,電勢也逐漸降低 D.任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢降落最快的方向 答案解析解析 關(guān)閉 電場中電場強(qiáng)度為零

6、的位置是絕對的,而電勢為零的位置是人為選取的, 電場強(qiáng)度的大小表征著電勢隨空間的變化率,而與電勢的大小無關(guān),故B錯 誤。由沿電場線方向電勢降低,可知電勢的升降取決于電場強(qiáng)度的方向而 與電場強(qiáng)度的大小無關(guān),故C錯誤。 答案解析 關(guān)閉 AD -11- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 3.如圖所示,在E=500V/m的勻強(qiáng)電場中,a、b兩點(diǎn)相距d=2cm,它 們的連線跟電場強(qiáng)度方向的夾角是60,則Uab等于( ) A.5V B.10VC.-5VD.-10V 答案解析解析 關(guān)閉 在電場線方向上a、b兩點(diǎn)間的距離(或a、b兩點(diǎn)所在等勢面間的距離)為 d=dcos 60=1 cm,則|Uab|=Ed=50010-2 V

7、=5 V。由題圖可知ab, 故Uab0,所以Uab=-5 V。 答案解析 關(guān)閉 C -12- 基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷 4.如圖所示,空間中的M、N兩處分別存在一個被固定的等量同 種正點(diǎn)電荷,在它們的連線上有A、B、C三點(diǎn),已知 MA=CN=NB,MAC,將電荷由A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場 力做正功,選項(xiàng)C錯誤。 答案解析 關(guān)閉 B -13- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 電勢高低與電勢能大小的判斷電勢高低與電勢能大小的判斷(師生共研師生共研) 1.電勢高低的判斷 -14- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 2.電勢能大小的判斷 -15- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例1(多選)某導(dǎo)體置于電場后,周圍的電場分布情況如圖所示

8、,圖 中虛線表示電場線,實(shí)線表示等勢面,A、B、C為電場中的三個點(diǎn)。 下列說法正確的是( ) A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度 B.A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢 C.將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做正功 D.將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功為零 答案解析解析 關(guān)閉 電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小,A處電場線比B處稀疏,A正確;在同一 等勢面上電勢相等且沿著電場線的方向電勢逐漸降低,所以A點(diǎn)的電勢高 于B點(diǎn)的電勢,B正確;將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做負(fù)功,C錯誤;A點(diǎn)、 C點(diǎn)在同一個等勢面上,將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功為零,D正確。 答案解析 關(guān)閉 ABD -16- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考

9、點(diǎn)三考點(diǎn)四 思維點(diǎn)撥(1)如何判斷A、B兩點(diǎn)電勢高低? (2)如何判斷電子在A、B兩點(diǎn)電勢能的大小? 提示： (1)沿電場線電勢降低。(2)負(fù)電荷在電勢越高的地方電 勢能越小。 -17- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例2(多選)(2017全國卷)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面,平 面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢分別為10V、17V、 26V。下列說法正確的是() A.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cm B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1V C.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的小7eV D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),電場力做功為9eV 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -18- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)

10、四 規(guī)律總結(jié)電場中各點(diǎn)的電勢與試探電荷無關(guān);在電場中某點(diǎn)的電 勢能與試探電荷有關(guān);在電場中移動電荷,電場力做功和電勢能的 變化都與該電荷有關(guān)。 -19- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 突破訓(xùn)練突破訓(xùn)練 1.(多選)如圖所示,在x軸上相距為l的兩點(diǎn)固定兩個等量異種點(diǎn)電 荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點(diǎn)為圓心、為半徑的圓,a、b、c、d 是圓上的四個點(diǎn),其中a、c兩點(diǎn)在x軸上,b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對稱。下 列判斷正確的是() A.b、d兩點(diǎn)處的電勢相同 B.四個點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢最低 C.b、d兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度相同 D.將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢能減少 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析

11、關(guān)閉 -20- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 2.如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著正電荷,x軸垂直于環(huán)面且過圓 心O。下列關(guān)于x軸上的電場強(qiáng)度和電勢的說法正確的是( ) A.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,電勢最低 B.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,電勢最高 C.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場強(qiáng)度減少,電勢升高 D.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場強(qiáng)度增加,電勢降低 答案解析解析 關(guān)閉 將整個圓環(huán)看作由兩個半圓環(huán)組成,由對稱性可知,這兩個半圓環(huán)上的電 荷在O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,故合電場強(qiáng)度為零。x軸上的合 電場強(qiáng)度,由對稱性可知,在圓環(huán)右側(cè)的合電場強(qiáng)度方向沿x軸向右,電勢 降低;左側(cè)的合電場強(qiáng)度方向沿x軸向左,電勢降低,故O

12、點(diǎn)電勢最高。由于 O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零,距O點(diǎn)無限遠(yuǎn)電場強(qiáng)度為零,因此沿x軸向左、右兩側(cè), 電場強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增大后減小的特征。綜上所述B正確。 答案解析 關(guān)閉 B -21- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 公式公式U=Ed的拓展應(yīng)用的拓展應(yīng)用(師生共研師生共研) 1.在勻強(qiáng)電場中U=Ed,即在沿電場線方向上,Ud。推論如下: (2)如圖乙所示,ABCD,且AB=CD,則UAB=UCD。 -22- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 2.E= 在非勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)妙用 (1)解釋等差等勢面的疏密與電場強(qiáng)度大小的關(guān)系,當(dāng)電勢差U一 定時,電場強(qiáng)度E越大,則沿電場強(qiáng)度方向的距離d越小,即電場強(qiáng)度 越大,等差等勢面越密

13、。 (2)定性判斷非勻強(qiáng)電場電勢差的大小關(guān)系,如距離相等的兩點(diǎn)間 的電勢差,E越大,U越大;E越小,U越小。 (3)利用-x圖像的斜率判斷沿x軸方向電場強(qiáng)度Ex隨位置的變化 規(guī)律。在-x圖像中斜率=Ex,斜率的大小表示電場強(qiáng)度的大 小,正負(fù)表示電場強(qiáng)度的方向。 -23- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例3如圖所示,勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點(diǎn),在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三 角形中,A=30,C=90,電場方向與三角形所在平面平行。已知 A、B和C點(diǎn)的電勢分別為(2- )V、(2+ )V和2V。該三角形 的外接圓上最低、最高電勢分別為( ) 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -24- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四

14、 思維點(diǎn)撥 (1)電場線與等勢線垂直。(2)線段AB的中點(diǎn)電勢為2V, 與C點(diǎn)等勢。(3)畫出三角形的外接圓,確定電勢最高和電勢最低的 點(diǎn)。 -25- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例4(多選)某電場中等勢面的分布如圖所示,圖中虛線表示等勢面, 過a、b兩點(diǎn)的等勢面電勢分別為40V和10V,c點(diǎn)是a、b連線的中 點(diǎn),則a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ea、Eb及c處的電勢c應(yīng)滿足( ) A.EaEbB.c大于25V C.c小于25VD.EaEb;由U=Ed可知電勢為25 V的等勢 面應(yīng)在c點(diǎn)的左邊,所以c點(diǎn)的電勢應(yīng)小于25 V,故選項(xiàng)A、C正確。 答案解析 關(guān)閉 AC -26- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 規(guī)律

15、總結(jié)勻強(qiáng)電場中求解電勢(電場強(qiáng)度)的兩點(diǎn)技巧 (1)在勻強(qiáng)電場中,電勢沿直線均勻變化,即直線上距離相等的線 段兩端的電勢差值相等。 (2)等分線段找等勢點(diǎn)法:將電勢最高點(diǎn)和電勢最低點(diǎn)連接后根據(jù) 需要平分成若干段,必能找到第三點(diǎn)電勢的等勢點(diǎn),它們的連線即 等勢面(或等勢線),與其垂直的線即為電場線。 -27- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 突破訓(xùn)練突破訓(xùn)練 3.(2018山東濰坊中學(xué)一模)如圖所示,勻強(qiáng)電場的方向平行于 xOy坐標(biāo)系平面,其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為2V,a點(diǎn)的坐標(biāo)為(0 cm,4cm),電勢為8V,b點(diǎn)的坐標(biāo)為(3cm,0cm),電勢為8V,則電場強(qiáng) 度的大小為() A.250V/mB

16、.200V/m C.150V/mD.120V/m 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -28- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 電場線、等勢面及運(yùn)動軌跡問題電場線、等勢面及運(yùn)動軌跡問題(師生共研師生共研) 1.幾種常見的典型電場的等勢面比較 -29- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 -30- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 2.在電場中帶電粒子運(yùn)動軌跡問題的分析方法 (1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲),從 而分析電場方向或電荷的正負(fù)。 (2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向,確定靜電力做功的正負(fù), 從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等。 (3)根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況

17、。 -31- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例5(多選)兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場的等勢面如圖 中虛線所示,一帶電粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場,其運(yùn)動軌 跡為圖中實(shí)線所示,若粒子只受靜電力作用,則下列關(guān)于帶電粒子 的判斷正確的是() A.帶正電 B.速度先變大后變小 C.電勢能先變大后變小 D.經(jīng)過b點(diǎn)和d點(diǎn)時的速度大小相同 答案解析解析 關(guān)閉 由等勢面的分布特點(diǎn)可知,形成電場的正電荷在上方,負(fù)電荷在下方。又 由軌跡的偏轉(zhuǎn)情況可確定,運(yùn)動的粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)A錯誤;電場力先做負(fù) 功后做正功,動能先變小后變大,速度先變小后變大,電勢能先變大后變小, 則選項(xiàng)B錯誤,C正確;由于b、d兩點(diǎn)在同

18、一等勢面上,則粒子在這兩點(diǎn)的 電勢能相等,動能相等,速度大小相等,選項(xiàng)D正確。 答案解析 關(guān)閉 CD -32- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 規(guī)律總結(jié)帶電粒子運(yùn)動軌跡類問題的解題技巧 (1)判斷速度方向:帶電粒子運(yùn)動軌跡上某點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處 的速度方向。 (2)判斷電場力(或電場強(qiáng)度)的方向:僅受電場力作用時,帶電粒子 所受電場力方向指向軌跡曲線的凹側(cè),再根據(jù)粒子的正負(fù)判斷電場 強(qiáng)度的方向。 (3)判斷電場力做功的正負(fù)及電勢能的增減:若電場力與速度方向 成銳角,則電場力做正功,電勢能減少;若電場力與速度方向成鈍角, 則電場力做負(fù)功,電勢能增加。 -33- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 突破訓(xùn)練突破

19、訓(xùn)練 4.(2018四川眉山模擬)如圖所示,實(shí)線為三個點(diǎn)電荷A、B、C產(chǎn) 生的電場的電場線,虛線MN是電子的運(yùn)動軌跡,另一條虛線為一等 勢線,則下列判斷正確的是() A.A一定帶正電,B、C均帶負(fù)電 B.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小大于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小 C.M點(diǎn)的電勢小于N點(diǎn)的電勢 D.電子在M點(diǎn)的動能小于在N點(diǎn)的動能 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -34- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 電場中的功能關(guān)系電場中的功能關(guān)系(師生共研師生共研) 想一想利用W=qU計(jì)算電場力做功時,正負(fù)號如何處理? 提示：利用W=qU計(jì)算電場力做功時,可將q、U的正負(fù)號一起代 入,計(jì)算出的W也有正負(fù)之分,能表示電場力做正

20、、負(fù)功;也可以只 代q、U的絕對值,然后根據(jù)電場力的方向和電荷移動方向判斷功 的正負(fù)。 知識整合1.求電場力做功的幾種方法 (1)由公式W=Flcos計(jì)算,此公式只適用于勻強(qiáng)電場,可變形為 W=Eqlcos。 (2)由WAB=qUAB計(jì)算,此公式適用于任何電場。 (3)由電勢能的變化計(jì)算:WAB=EpA-EpB。 (4)由動能定理計(jì)算:W電場力+W其他力=Ek。 特別提醒電荷沿等勢面移動電場力不做功。 -35- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 2.電場中的功能關(guān)系 (1)若只有電場力做功,電勢能與動能之和保持不變。 (2)若只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能之和保持 不變。 (3)除重力、

21、彈簧彈力之外,其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械 能的變化。 (4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化。 -36- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例6(多選)(2018全國卷)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場 內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過 a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。 下列說法正確的是() A.平面c上的電勢為零 B.該電子可能到達(dá)不了平面f C.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eV D.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -37- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 例7如圖所示,虛線

22、PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強(qiáng)電場,一 帶電粒子質(zhì)量為m=2.010-11kg、電荷量為q=+1.010-5C,從a點(diǎn) 由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后,垂直于勻強(qiáng)電場方向 進(jìn)入勻強(qiáng)電場中,從虛線MN上的某點(diǎn)b(圖中未畫出)離開勻強(qiáng)電場 時速度與電場方向成30角。已知PQ、MN間距離為20cm,帶電粒 子的重力忽略不計(jì)。求: (1)帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的速度v1; (2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小; (3)a、b兩點(diǎn)間的電勢差。 答案解析解析 關(guān)閉 答案解析 關(guān)閉 -38- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 規(guī)律總結(jié)處理電場中能量問題的四點(diǎn)注意 (1)應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功

23、(或總功)。 (2)應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間 的轉(zhuǎn)化。 (3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變 之間的對應(yīng)關(guān)系。 (4)有電場力做功的過程機(jī)械能不守恒,但機(jī)械能與電勢能的總和 可以守恒。 -39- 考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)四 突破訓(xùn)練突破訓(xùn)練 5.(多選)如圖所示,固定在水平面上的絕緣粗糙斜面處于水平向 右的勻強(qiáng)電場E中,現(xiàn)將一個質(zhì)量為m的帶負(fù)電物體從斜面頂端由 靜止釋放,若物體沿斜面滑行一段距離后速度達(dá)到v,則在此過程中( ) A.物體減少的電勢能與重力勢能的總和等于 物體增加的動能 B.物體減少的機(jī)械能等于物體增加的電勢能 與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量總和

24、 C.物體機(jī)械能的增量、電勢能的增量與系統(tǒng) 產(chǎn)生的熱量的代數(shù)和為零 D.物體受到的合力所做的功等于物體增加的動能與系統(tǒng)產(chǎn)生的 熱量總和 答案解析解析 關(guān)閉 由能量守恒可知,物體減少的電勢能與重力勢能的總和等于物體增加的動 能與克服摩擦力做功,故A錯誤;由功能關(guān)系可知,物體減少的機(jī)械能等于 物體增加的電勢能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量總和,故B正確;由能量守恒定律可知, 物體機(jī)械能的增量、電勢能的增量與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量的代數(shù)和為零,故C 正確;由動能定理可知,物體受到的合力所做的功等于物體增加的動能,故 D錯誤。 答案解析 關(guān)閉 BC -40- 思維激活方法概述典例示范以題說法變式訓(xùn)練 靜電場中的圖像問題 在

25、電勢能Ep與位移x的圖像中,與x軸的交點(diǎn)和圖像斜率分別表示 什么? 提示：與x軸的交點(diǎn)是電勢為零的點(diǎn),圖像斜率反映靜電力的大 小,也間接反映了電場強(qiáng)度E的大小。 -41- 思維激活方法概述典例示范以題說法變式訓(xùn)練 1.圖像類型 (1)v-t圖像;(2)-x圖像;(3)E-t圖像;(4)Ep-x圖像。 2.求解方法 (1)v-t圖像:根據(jù)v-t圖像的速度變化、斜率變化(即加速度大小的 變化),確定電荷所受電場力的方向與電場力的大小變化情況,進(jìn)而 確定電場的方向、電勢的高低及電勢能的變化。 (2)-x圖像:電場強(qiáng)度的大小等于-x圖線的斜率大小,電場強(qiáng)度 為零處,-x圖線存在極值,其切線的斜率為零。

26、在-x圖像中可以 直接判斷各點(diǎn)電勢的大小,并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的 方向。在-x圖像中分析電荷移動時電勢能的變化,可用 WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后作出判斷。 -42- 思維激活方法概述典例示范以題說法變式訓(xùn)練 (3)E-t圖像:根據(jù)題中給出的E-t圖像,確定E的方向,再畫出對應(yīng)電 場線的方向,根據(jù)E的大小變化,確定電場的強(qiáng)弱分布。 (4)Ep-x圖像:Ep-x圖像提供了勢能隨距離x的變化信息,圖像斜率 的絕對值表示電場力,求解時充分利用功能關(guān)系。 -43- 思維激活方法概述典例示范以題說法變式訓(xùn)練 例1(多選)(2018河北邯鄲一中調(diào)研)如圖甲所示,Q1、Q2是兩個

27、 固定的點(diǎn)電荷,一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度va 沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從a點(diǎn)向上運(yùn)動,其v-t圖像如圖乙所示,下 列說法正確的是 () A.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電,但電荷量不一定相等 B.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電,且電荷量一定相等 C.試探電荷一直向上運(yùn)動,直至運(yùn)動到無窮遠(yuǎn)處 D.t2時刻試探電荷的電勢能最大,但加速度不為零 答案解析解析 關(guān)閉 由題圖可知,試探電荷向上先做減速運(yùn)動,再反向做加速運(yùn)動,且向上過程 加速度先增大后減小,說明試探電荷受電場力應(yīng)向下,故說明兩點(diǎn)電荷均 應(yīng)帶負(fù)電;由于電場線只能沿豎直方向,故說明兩點(diǎn)電荷帶等量負(fù)電荷,故 A、C錯誤,B正確;t2時刻之前電場力一直做負(fù)功,故電勢能增大,此后電場 力做正功,電勢能減小,故t2時刻電勢能最大,但由于粒子受電場力向下,故 此時加速度不為零,故D正確。 答案解析 關(guān)閉 BD -44- 思維激活方法概述典例示范以題說法變式訓(xùn)練 思維點(diǎn)撥根據(jù)運(yùn)動圖像明確粒子的運(yùn)動情況,再根據(jù)受力分析即 可明確粒子的受力情況,從而判斷電場分布;則可得出兩電荷的帶 電情況。 -45- 思維激活方法概述典例示范以題說法變式訓(xùn)練 例2某靜電場中的一條電場線與x軸重合,其電勢的變化規(guī)律如圖 所示。在O點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子僅受電場力的