第3課時電場能的性質(zhì)

1、第3課時電場能的性質(zhì)知識點一電勢高低及電勢能大小的判斷方法1比較電勢高低的方法(1)沿電場線方向，電勢越來越低(2)判斷出UAB的正負，再由UABAB，比較A、B的大小，若UAB0，則AB，若UAB0，則A0C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兩點間的電勢差UAB等于把正電荷q從A點移動到B點時電場力所做的功4(單選) 電場力做功與重力做功的比較下列說法中錯誤的是()A重力做功與路徑無關(guān)，與移動物體的初末位置的豎直高度差有關(guān)，即WABmghABB電場力做功與路徑無關(guān)，與移動電荷的初末位置的電勢差有關(guān)，即WABqUABC重力對物體做正功，其重力勢能減少，做負功，其

2、重力勢能增加D電場力對正電荷做正功，其電勢能減少，對負電荷做正功，其電勢能增加5 (多選)如圖所示，A、B為兩個等量正點電荷，O為A、B連線的中點以O為坐標原點、垂直AB向右為正方向建立Ox軸在x軸上各點的電勢(取無窮遠處電勢為零)和電場強度E的大小隨坐標x的變化關(guān)系，下列說法正確的是()A電勢隨坐標x的增大而減小B電勢隨坐標x的增大而先增大后減小C電場強度E的大小隨坐標x的增大而減小D電場強度E的大小隨坐標x的增大先增大后減小6 (多選)如圖7所示，實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點可以判定()A粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力B

3、M點的電勢高于N點的電勢 C粒子帶正電D粒子在M點的動能大于在N點的動能7(單選)如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即UabUbc，實線為一帶正電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知()A三個等勢面中，a的電勢最高 B帶電質(zhì)點通過P點時電勢能較大C帶電質(zhì)點通過P點時的動能較大 D帶電質(zhì)點通過P點時的加速度較大8如圖10所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強電場現(xiàn)有一個質(zhì)量m2.0103 kg、電荷量q2.0106 C的帶正電的物體(可視為質(zhì)點)，從O點開始以一定的水平初速度向右做直線運動，其位移隨時

4、間的變化規(guī)律為x6.0t10t2，式中x的單位為m，t的單位為s.不計空氣阻力，取g10 m/s2.求：圖10(1)勻強電場的場強大小和方向(2)帶電物體在00.5 s內(nèi)電勢能的變化量第3課時電場能的性質(zhì)答案一、電場力做功與電勢能1電場力做功的特點(1)在電場中移動電荷時，電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見電場力做功與重力做功相似(2)在勻強電場中，電場力做的功WEqd，其中d為沿電場線方向的位移2電勢能(1)定義：電荷在電場中具有的勢能電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移到零勢能位置時電場力所做的功(2)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做的功等于電勢能的減少量，即WABEpAEp

5、B.(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零二、電勢1電勢(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值(2)定義式：.(3)標矢性：電勢是標量，其大小有正負之分，其正(負)表示該點電勢比電勢零點高(低)(4)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因零電勢點的選取的不同而不同(5)沿著電場線方向電勢逐漸降低2等勢面(1)定義：電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面(2)特點電場線跟等勢面垂直，即場強的方向跟等勢面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

6、強度越大；反之越小任意兩等勢面不相交三、電勢差1電勢差：電荷q在電場中A、B兩點間移動時，電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值，叫做A、B間的電勢差，也叫電壓公式：UAB.2電勢差與電勢的關(guān)系：UABAB，電勢差是標量，可以是正值，也可以是負值，而且有UABUBA.3電勢差UAB由電場中A、B兩點的位置決定，與移動的電荷q、電場力做的功WAB無關(guān)，與零電勢點的選取也無關(guān)4電勢差與電場強度的關(guān)系：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場線方向的距離的乘積即UEd，也可以寫作E.例1答案D解析a、c兩個頂點的點電荷在菱形中心點O點產(chǎn)生的電場抵消，設b、O兩點之間距離為x，則固定于b頂

7、點的點電荷在菱形中心點O點產(chǎn)生的電場強度為kQ/x2；a、b、c三個頂點的點電荷在頂點d點產(chǎn)生的電場強度為kQ/(2x)22kQ/(2x)2cos 60kQ/2x2，方向由O指向d，顯然，d點電場強度比O點小，而FqE，則q在d點所受的電場力較小，選項A、C錯誤；根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低的規(guī)律可知，O點電勢高于d點，q在d點所具有的電勢能較小，選項B錯誤，選項D正確突破訓練1答案D解析由電子的運動軌跡知，電子受到的電場力方向斜向左上，故電場方向斜向右下，M點電勢高于O點電勢，A錯誤；電子在M點電勢能最小，B錯誤；運動過程中，電子先克服電場力做功，電勢能增加，后電場力對電子做正功，電勢能減

8、少，故C錯誤，D正確知識點二電場線、等勢面及帶電粒子的運動軌跡問題例2答案CD解析從該電荷的運動軌跡看，固定電荷對它有吸引力，由固定電荷帶正電可知，該運動電荷一定帶負電，故A錯誤；因為運動電荷從A到B的過程中，只受電場力且電場力先做正功后做負功，由動能定理知：動能先增加后減小，故B點的動能不是最大，則經(jīng)過B點時的速度不是最大，故B錯誤；B點是兩點電荷連線的中點，合場強為零，故運動電荷受力為零，則加速度為零，C正確；因為離正電荷越遠，電勢越低，即AEpB，故D項正確突破訓練2答案D解析由于粒子在A點的動能比B點大，結(jié)合電場線與軌跡形狀(質(zhì)點做曲線運動時合力必指向凹側(cè))進行分析，若粒子沿軌跡1運動

9、時，則在任意位置時粒子所受到的電場力一定水平向左，若粒子從A到B，則電場力做負功，從B到A，則電場力做正功，由此可知，A錯誤；此時若粒子帶正電，電場方向一定向左，且由A向B運動，若粒子帶負電，電場方向一定向右，且由B向A運動，均滿足粒子在A點的動能比B點大若粒子沿軌跡2運動時，則在任意位置時粒子所受到的電場力一定水平向右，同理可判斷此情況下粒子在A點的動能一定比B點的小，不符合題意，即符合題意的粒子一定沿軌跡1運動，由此可知B、C錯誤，D選項正確知識點三勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系例3答案A解析在勻強電場中，沿某一方向電勢降落，則在這一方向上電勢均勻降落，故OA的中點C的電勢C3 V(如圖

10、所示)，因此BC為等勢面O點到BC的距離dOCsin ，而sin ，所以dOC1.5102 m根據(jù)E得，勻強電場的電場強度E V/m200 V/m，故選項A正確，選項B、C、D錯誤突破訓練3答案B解析如圖，圓心O是ab的中點，所以圓心O點的電勢為2 V，所以Oc是等勢線，則電場線如圖中MN所示，方向由M指向N.沿電場線方向電勢均勻降低，過圓心的電勢為2 V，則圓周上電勢最低為0，最高為4 V，選B.知識點四用功能關(guān)系分析帶電粒子的能量轉(zhuǎn)化例4答案BD解析本題考查勢能大小的計算和機械能守恒定律由于電場力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加，機械能不守恒，故A選項錯誤；重力做功是重力勢能變化的

11、量度，由題意知重力做負功，重力勢能增加，故B選項正確；小球增加的機械能等于重力勢能的增加量與小球動能的增加量之和，即W1mv2，故C選項錯誤；根據(jù)電場力做功是電勢能變化的量度，電場力做正功電勢能減少，電場力做負功電勢能增加，故D選項正確突破訓練4答案A解析由于等勢線水平，則電場線一定沿豎直方向，根據(jù)曲線運動的軌跡與合外力的關(guān)系可知，小球受到的電場力一定向上，且合外力也豎直向上，由此可知若小球從a點向b點運動，合外力對小球做正功，故小球動能一定增加，若小球從b點向a點運動，合外力對小球做負功，故小球動能一定減少，則選項A正確；小球從a點向b點運動的過程中重力勢能增加，根據(jù)能量守恒定律，可知動能和

12、電勢能的和一定減小，則選項B錯誤；同理可知小球從b點向a點運動過程中動能減小，則重力勢能和電勢能的和一定增加，則選項C錯誤；由于小球從a點向b點運動過程中，電場力一定做正功，則電勢能一定減小，故小球在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能，故選項D錯誤課后練習1答案AB解析把正電荷從a移到b，由于電場力方向和位移方向同向，電場力做正功，電荷的電勢能減小，A對；把負電荷從a移到b，電場力做負功，電荷的電勢能增加，B對，C、D錯2答案D3答案BC解析電場中兩點間的電勢差是一個定值，不會隨著電場力做的功WAB和移動電荷的電荷量q的變化而變化，故A錯，C對；又由UAB知，電場力做正功，q為正電荷，則電勢差

13、為正，即B正確；電場中A、B兩點間的電勢差UAB在數(shù)值上等于把單位正電荷從A點移動到B點時電場力所做的功，故D錯誤4答案D解析電場力做功的特點與重力做功的特點相同，且有電場力對電荷做的功等于其電勢能的減少量做正功，電勢能減少，做負功，電勢能增加，選項D錯誤5答案AD6答案BC解析電場線的疏密表示場強的大小，電場線越密集，場強越大M點所在區(qū)域電場線比N點所在區(qū)域電場線疏，所以M點的場強小，粒子在M點受到的電場力小故A錯誤沿電場線方向，電勢逐漸降低從總的趨勢看，電場線的方向是從M到N的，所以M點的電勢高于N點的電勢故B正確如圖所示，用“速度線與力線”的方法，即在粒子運動的始點M作上述兩條線，顯然電場力的方向與電場線的方向基本一致，所以粒子帶正電，C正確“速度線與力線”夾角為銳角，所以電場力做正功，粒子的電勢能減小，由能量守恒知其動能增加故D錯誤7答案BD解析由題圖可知從P到Q電場力做正功，動能增