電場能的性質

EE電場能的性質一、電勢能、電勢、電勢差、等勢面(1)特點：靜電力做功與路徑無關，只與初、末位置有關．計算方法(1)定義：電荷在某點的電勢能，等于把它從這點移動到零勢能位置時靜電力做的功．(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷離場源電荷無窮遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大(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．(3)矢標性：電勢是標量，有正負之分，其正(負)表示該點電勢比零電勢高(低)．(4)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因選取零電勢點的不同而不同．AB．W(2)定義式：中電勢相等的各點組成的面．①在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功．②電場線一定與等勢面垂直，并且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．③等差等勢面越密的地方電場強度越大，反之越?。?、電場線、電勢、電勢能、等勢面之間的關系U三、公式E＝d的理解四、靜電感應和靜電平衡當把一個不帶電的金屬導體放在電場中時，導體的兩端分別感應出等量的正、負電荷，“近端”出現(xiàn)與施感電荷異種的感應電荷，“遠端”出現(xiàn)與施感電荷同種的感應電荷．這種現(xiàn)象叫靜電感應．(1)定義：導體放入電場中時，附加電場與原電場在導體內部大小相等且方向相反，使得疊加場強為零時，自由電荷不再發(fā)生定向移動，導體處于靜電平衡狀態(tài)．(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點①導體內部的場強處處為零；②導體是一個等勢體，導體表面是等勢面；③導體表面處的場強方向與導體表面垂直；⑤在導體外表面越尖銳的位置，凈電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有凈電荷．))A．電場力做功仍為WWB．電場力做功為UD．兩點間的電勢差為A．向場強較小的地方運動B．向電勢較低的地方運動C．向電勢能較小的地方運動D．沿某條電場線運動4.(多選)某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是()命題點一電場能的性質的理解(1)依據電場線方向：沿電場線方向電勢逐漸降低．W(2)依據電場力做功：根據UAB＝，將WAB、q的正負號代入，由UAB的正負判斷φA、φB的高低．(3)電荷的正負：取無窮遠處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負電荷周圍電勢為負值；靠近正電荷處(4)依據電勢能的高低：正電荷在電勢能大處電勢較高，負電荷在電勢能大處電勢較低．(1)做功判斷法：電場力做正功，電勢能減小；電場力做負功，電勢能增大．(2)電荷電勢法：正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢低的地方電勢能大．(4)能量守恒法：在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉化，動能增大時，電勢能例1(多直線對稱．忽略空氣阻力．由此可知()帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法2．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．QR3．結合軌跡、速度方向與電場力的方向，確定電場力做功的正負，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化A．兩個電勢不同的等勢面可能相交B．電場線與等勢面處處相互垂直C．同一等勢面上各點電場強度一定相等D．將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功命題點二電勢差與電場強度的關系1．在勻強電場中，不與電場線垂直的同一直線上的距離相同的兩點間的電勢差相等，相互平行的相等線段2．在勻強電場中，不與電場線垂直的同一條直線上或幾條相互平行的直線上兩點間的電勢差與兩點間的距UUUUABxBCxPQxQR例2如圖7所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點O處的電勢為0，點A處m如何確定勻強電場中的電場線1．先確定等勢線，根據“兩點確定一條直線”，找出電場中電勢相等的兩個點，然后連接成一條等勢線；因勻強電場的電勢在一條直線上均勻變化，任一線段中點的電勢為兩端點電勢的平均值．3．比較電勢的高低，即沿著電場線的方向，電勢逐漸降低；根據電勢高低在電場線上標出箭頭，表示電場A．電場強度的方向處處與等電勢面垂直B．電場強度為零的地方，電勢也為零C．隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低D．任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向則下列說法正確的是()A．該勻強電場的場強E＝403V/mC．d點的電勢為－23V命題點三靜電場中圖象問題幾種常見圖象的特點及規(guī)律vt速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化，確定電場的方向、電勢高低及電勢能變化存在極值，其切線的斜率為零；②在p－x圖象中可以直接判斷各點電勢的高低，并可根據電勢高低關系確定電場強度的方向；③在p－x圖象中分析xx積”大小表示電勢差大小，兩點的電勢高低根據電場方向判定①反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律；②圖線的切線斜率大小等于電場力大v－t圖象p－x圖象E－t圖象Ex??；③小；③進一步判斷場強、動能、加速度等隨位移的變化情況(多選)則點電荷()2424141414的是()A粒子將沿x軸正方向一直向前運動則下列說法正確的是()A．粒子從x1處運動到x2處的過程中電場力做正功命題點四電場中的功能關系(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)除重力外，其他各力對物體所做的功等于物體機械能的變化．(4)所有力對物體所做功的代數(shù)和，等于物體動能的變化．例40軌跡上的兩點．已知該粒子在A點的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為60°；它運動到B點時0q00電場力所做的負功相等．則()qOykx通過點p(k通過點p(k，k)．已知重力加速度為g，則()A．qgB．gD．小球從D．小球從O點運動到p點的過程中，電勢能減少k一、兩個等量異種點電荷電場(1)兩個等量異種點電荷電場電場線的特征是：電場線大部分是曲線，起于正電荷，終止于負電荷；有三條(2)在兩電荷連線上，連線的中點電場強度最小但是不等于零；連線上關于中點對稱的任意兩點場強大小相等，方向相同，都是由正電荷指向負電荷；由連線的一端到另一端，電場強度先減小再增大．以兩電荷連方向相同，都是與中垂線垂直，由正電荷指向負電荷；由中點至無窮遠處，電場強度逐漸減?。詢呻姾蓎y＝0對稱分布的兩個等量異種點電荷在中垂線上的E－y圖象是關于E軸(縱軸)對稱的形圖線，如圖18所示．(1)沿電場線，由正電荷到負電荷電勢逐漸降低，其等勢面如圖19所示．若取無窮遠處電勢為零，在兩電荷(2)中垂面是一個等勢面，由于中垂面可以延伸到無限遠處，所以若取無窮遠處電勢為零，則在中垂面上電(3)若將兩電荷連線的中點作為坐標原點，兩電荷連線作為x軸，則兩個等量異種點電荷的電勢p隨x變化(多選)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21所示．在O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則在－x0~x0區(qū)間內()A．該靜電場是勻強電場B．該靜電場是非勻強電場Cx減小D．電子將沿x軸正方向運動，加速度逐漸增大二、兩個等量同種點電荷電場)(2)在兩電荷連線上的中點電場強度最小為零；連線上關于中點對稱的任意兩點場強大小相等，方向相反，都是指向中點；由連線的一端到另一端，電場強度先減小到零再增大．(3)若以兩電荷連線中點作為坐標原點，沿兩電荷連線作為x軸建立直角坐標系，則關于坐標原點對稱分布的兩個等量同種點電荷在連線方向上的E－x圖象是關于坐標原點對稱的圖線，兩個等量正點電荷的E－x方向相反，都沿著中垂線指向無窮遠處；在中垂線上由中點至無窮遠處，電場強度先從零開始增大再減小至零，其間必有一個位置場強最大．若把中垂線作為y軸，沿中垂線方向的E－y圖象大致如圖24所示的(1)兩個等量正點電荷電場中各點電勢均為正值，兩個等量負點電荷電場中各點電勢均為負值，兩個等量正(2)在兩個等量正點電荷連線上，由連線的一端到另一端電勢先降低再升高，中點處電勢最低但不為零，電(3)在兩個等量正點電荷連線的中垂線上中點處電勢最高，由中點至無窮遠處逐漸降低至零．若把中垂線作【課后作業(yè)】(多用，則下列說法正確的是()A．該電荷一定帶負電面之間的關系cdad點，選無窮遠處為電勢零點，則()bcbcB．電勢大小關系有pb＞pd2.(多選)如圖所示，一帶電粒子在兩個固定的等量正電荷的電場中運動，圖中的實線為等勢面，虛線ABCA．該粒子可能帶正電BD．該粒子在B點的電勢能小于在A點的電勢能C．若在O點放一正點電荷，則該正點電荷受到的電場力不為零dBPF上4344343圓上最低、最高電勢分別為()題組3靜電場中的圖象問題BpOpa＞pb＞pc8.一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動．取該直線為x軸，起始點O為坐標原x軸運動的過程中，下列說法正確的是()mC．若粒子能到達x4處，則m0CAAA．小球的機械能增加B．小球的電勢能增加C．小球的重力勢能增加QmqA1落，加速度為3g，下降高度H到B點后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達最低點C，整個過程中不計空氣確的是()BB．帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為33形軌道的半徑R＝m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強【參考答案】2答案C3答案C4答案AD解析沿著電場線的方向電勢逐漸降低，由題圖可知由a到b為電場線方向，故A正確；電場線密集的地Qqab電勢能將5答案C點的電勢能較大(2)負電荷從B移動到A時，靜電力做負功例1答案AB解析由于油滴受到的電場力和重力都是恒力，所以合外力為恒力，加速度恒定不變，所以D選項錯；由于油滴軌跡相對于過P的豎直線對稱且合外力總是指向軌跡彎曲內側，所以油滴所受合外力沿豎直向上的解析若兩個不同的等勢面相交，則在交點處存在兩個不同電勢數(shù)值，與事實不符，A錯；電場線一定與2答案DUUU例2答案A3答案AD解析電場線(電場強度)的方向總是與等電勢面垂直，選項A正確．電場強度和電勢是兩個不同的物理量，電場強度等于零的地方，電勢不一定等于零，選項B錯誤．沿著電場線方向，電勢不斷降低，電勢的高低4答案DUdU例3答案5答案C解析根據沿電場線方向電勢降低可知，0~2mm內，電場線沿x軸負方向，粒子所受的電場力方向沿xQ與Q點時，電勢能相等，由能量守恒定律知動能相等，故速率相等，但電場力不同，則電場力做功的功率6答案ADΔE例4答案qB的速度大小為vB.粒子在垂直于電場方向的速度分量不變，即B0B00＝3v②0答案答案解析由題意知qE＝3mg，液滴重力不能忽略，把運動分解233v由①②可得：v＝3v0，t＝6g07答案B解析電子帶負電荷，電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等，有WMN＝8答案BC解析由軌跡方程y＝kx2可知小球運動軌跡為初速度向上的拋物線，合力向右，如圖所示，由5mg22k，答案Δppx不是均勻變化，即Δx不是常數(shù)，所以該靜電場一定是非勻強電場，且O點電Δp向，在O點由靜止釋放一電子，電子所受電場力的方向指向x軸正方向，電子將沿x軸正方向運動，且加答案BD解析此φ－x圖象可視為在x軸上關于坐標原點對稱的兩個等量正點電荷，在它們連線上電勢隨x坐標變化的圖象．由于a、b兩點等電勢，該電荷一定帶正電，由動能定理可知，將該電荷從x軸上的a點由靜止電荷的電勢能增大，選項C錯誤；電荷從a運動到b，電勢能先減小后增大，電場力對電荷先做正功，后BD解析同一電場中，電場線密的地方電場強度大，因此Eb＜Ec，選項A錯誤；沿電場線方向電勢降低，且d2答案CD解析從該帶電粒子的運動軌跡看，固定電荷對它有吸引力，由固定電荷帶正電可知，該粒子一定帶負電，故A錯誤；因為粒子從A運動到B的過程中，只受電場力且電場力先做正功后做負功