第2課時電場能的性質(zhì)

1、第2課時 電場能的性質(zhì)熱點聚焦熱點一：電場中的功能關(guān)系對電場力做功的理解可類比重力做功.電場力做正功,電勢能減小;電場力做負功,電勢能增加.1.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)除重力之外,其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化.2.電場力做功的特點:電場力對某電荷做的功與路徑無關(guān),只與初、末位置的電勢差有關(guān).3.電場力做功的計算方法(1)WAB=qUAB(普遍適用)- 當UAB0,q0或UAB0,q0;否則WaBaAB.粒子在A、B、C三點的動能大小關(guān)系EkCEkBEkAC.粒子在A、B、

2、C三點的電勢能大小關(guān)系EpCEpBEpAD.粒子由A運動到B和由B運動到C靜電力做的功相等題型2 勻強電場中等勢面與電場線及電勢差與場強的關(guān)系例2 如圖4所示,勻強電場中有a、b、c三點.在以它們?yōu)轫旤c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點的電勢分別為(2- ) V、(2+ ) V和2 V.該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為 ( )A.(2- ) V、(2+ ) V B.0 V、4 V變式練習(xí)2 如圖5所示,ABCD是勻強電場中一正方形的四個頂點,已知A、B、C三點的電勢分別為, 由此可得D點電勢 = .題型3 電場中功能關(guān)系的應(yīng)用【例3】 如圖6所

3、示,帶電量為Q的正點電荷固定在傾角為30的光滑絕緣斜面底部的C點,斜面上有A、B兩點,且A、B和C在同一直線上,A和C相距為L,B為AC中點.現(xiàn)將一帶電小球從A點靜止釋放,當帶電小球運動到B點時速度正好又為零.若該帶電小球在A點處的加速度大小為 .求:(1)小球到B時的加速度大小.(2)B和A兩點的電勢差.(用Q和L表示).變式練習(xí)3 如圖7所示,MN為水平放置的金屬板,板中央有一個小孔O,板下存在豎直向上的勻強電場,電場強度為E.AB是一根長為L、質(zhì)量為m的均勻帶正電的絕緣細桿.現(xiàn)將桿下端置于O處,然后將桿由靜止釋放,桿運動過程中始終保持豎直.當桿下落 L/3 時速度達到最大,求:(1)細桿

4、帶電荷量.(2)桿下落的最大速度.(3)若桿沒有全部進入電場時速度減小為零,求此時桿下落的位移.題型4 綜合應(yīng)用動力學(xué)和動能觀點解題【例4】 如圖8所示,在絕緣水平面上,有相距為L的A、B兩點,分別固定著兩個帶電荷量均為Q的正電荷.O為AB連線的中點,a、b是AB連線上兩點,其中Aa=Bb=L/4 .一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點)以初動能Ek0從a點出發(fā),沿AB直線向b運動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點時的動能為2Ek0,第一次到達b點時的動能恰好為零,小滑塊最終停在O點,已知靜電力常量為k.求:(1)小滑塊與水平面間滑動摩擦力的大小.(2)小滑塊剛要到達b點時加速度的大小和方向.

5、(3)小滑塊運動的總路程.素能提升1.如圖所示,O是一固定的點電荷,另一點電荷P從很遠處以初速度v0射入點電荷O的電場,在電場力作用下的運動軌跡是曲線MN.a、b、c是以O(shè)為中心,Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓,Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4為軌跡MN與三個圓的一些交點.以|W12|表示點電荷P由1到2的過程中電場力做的功的大小,|W34|表示由3到4的過程中電場力做的功的大小,則( )A.|W12|=2|W34|B.|W12|2|W34|C.P、O兩電荷可能同號,也可能異號D.P的初速度方向的延長線與O之間的距離可能為零2.如圖所示,平行于紙面有一勻強電場(電場未畫出),在紙面內(nèi)

6、建立一個直角坐標系xOy,以O(shè)為圓心,做半徑r=2 cm的圓.如果在圓上任取一點P,設(shè)OP與x軸正方向的夾角為,P點的電勢與角函數(shù)關(guān)系滿足 =80cos(-30)+10V.則下列說法正確的是 ( )A.當=90時,P點的電勢為10 VB.當=330時,P點的電勢與當=90時P點的電勢相等C.該電場強度的方向與x軸負方向成60角斜向下D.該圓周上電勢最低的點是=30時的P點3.如圖所示,在粗糙的斜面上固定一點電荷Q,在M點無初速度地釋放帶有恒定電荷的小物塊,小物塊在電荷Q的電場中沿斜面運動到N點靜止,則從M到N的過程中 ( )A.小物塊所受的電場力減小B.小物塊的電勢能可能增加C.小物塊電勢能變

7、化量的大小一定小于克服摩擦力做的功D.M點的電勢一定高于N點的電勢4.如圖所示,光滑絕緣的細桿豎直放置,它與以正電荷Q所在位置為圓心的某圓交于B、C兩點,質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的有孔小球穿在桿上從A點無初速滑下,已知qQ,AB=h,小球滑到B點時的速度大小為 ,求: (1)小球從A滑到B的過程中電場力做的功. (2)A、C兩點間的電勢差.5.在一個水平面上建立x軸,在過原點O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強電場,場強大小E=6.0105 N/C,方向與x軸正方向相同.在O處放一個電荷量q=-5.010-8 C,質(zhì)量 m=1.010-2 kg的絕緣物塊.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.20,沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2.0 m/s,如圖所示.(g取10 m/s2)試求: (1)物塊向右運動的最大距離. (2)物塊最終停止的位置.6.如圖所示,在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45角的絕緣直桿AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8 m.有一質(zhì)量500 g的帶電小