高三物理復(fù)習(xí)第七章靜電場(chǎng)第2講電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)

第2講

電場(chǎng)能性質(zhì)描述1/902/90【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)1電勢(shì)能電勢(shì)1.靜電力做功:(1)特點(diǎn):靜電力做功與_____無(wú)關(guān),只與_________有關(guān)。路徑初末位置3/90(2)計(jì)算方法。①W=qEd,只適合用于_________,其中d為沿_________距離。②WAB=qUAB,適合用于_________。勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)方向任何電場(chǎng)4/902.電勢(shì)能:(1)定義:電荷在電場(chǎng)中含有勢(shì)能,數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到_______位置時(shí)靜電力所做功。(2)靜電力做功與電勢(shì)能改變關(guān)系:靜電力做功等于_______________,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。零勢(shì)能電勢(shì)能降低許5/90(3)電勢(shì)能相對(duì)性:電勢(shì)能是相正確,通常把電荷離場(chǎng)源電荷_______處電勢(shì)能要求為零,或把電荷在大地表面電勢(shì)能要求為零。無(wú)窮遠(yuǎn)6/903.電勢(shì):(1)定義:試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)含有_______與它_______比值。(2)定義式:φ=_______。(3)矢標(biāo)性:電勢(shì)是_____,有正負(fù)值之分,其正(負(fù))值表示該點(diǎn)電勢(shì)比_______高(低)。電勢(shì)能電荷量標(biāo)量零電勢(shì)7/90(4)相對(duì)性:電勢(shì)含有_______,同一點(diǎn)電勢(shì)因選取零電勢(shì)點(diǎn)不一樣而不一樣。相對(duì)性8/904.等勢(shì)面:(1)定義:電場(chǎng)中_________各點(diǎn)組成面。(2)特點(diǎn)。電勢(shì)相等9/90如圖所表示,實(shí)線為正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面,且相鄰兩個(gè)等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,A、B是同一等勢(shì)面上兩個(gè)點(diǎn)。則:等勢(shì)面與電場(chǎng)線_____;電場(chǎng)線由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面;等差等勢(shì)面密集地方場(chǎng)強(qiáng)大;將電荷由A沿等勢(shì)面移動(dòng)到B,電場(chǎng)力做功為零。①等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線_____。垂直垂直10/90②在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力_______(選填“做功”或“不做功”)。③電場(chǎng)線總是從_______等勢(shì)面指向_______等勢(shì)面。④等差等勢(shì)面越密集地方電場(chǎng)強(qiáng)度_____,反之_____。不做功電勢(shì)高電勢(shì)低越大越小11/90知識(shí)點(diǎn)2電勢(shì)差勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系1.電勢(shì)差:(1)定義:電荷在電場(chǎng)中,由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí),______________與移動(dòng)電荷_______比值。(2)定義式:_________。(3)電勢(shì)差與電勢(shì)關(guān)系:UAB=_______,而UBA=_______。電場(chǎng)力做功電荷量φA-φBφB-φA12/90(4)影響原因:電勢(shì)差UAB由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定,與移動(dòng)電荷q及電場(chǎng)力做功WAB_____,與零電勢(shì)點(diǎn)選取_____。無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)13/902.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系:(1)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系式:E=___,其中d為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間___________距離。(2)公式只適合用于_________。

沿電場(chǎng)方向勻強(qiáng)電場(chǎng)14/90【易錯(cuò)辨析】(1)電場(chǎng)力做功與重力做功相同,均與路徑無(wú)關(guān)。()(2)電勢(shì)差是一個(gè)矢量,有正值和負(fù)值之分。()(3)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度為零地方電勢(shì)一定為零。()15/90(4)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低,電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越小。()(5)電場(chǎng)力與速度方向夾角小于90°時(shí),電場(chǎng)力做正功。()16/90(6)A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于將正電荷從A移到B點(diǎn)時(shí)靜電力所做功。()(7)某等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向均與此等勢(shì)面垂直。()17/90提醒:(1)√。電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)。(2)×。電勢(shì)差即使有正負(fù)值之分,但不是矢量。(3)×。電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力性質(zhì)物理量,電勢(shì)是描述電場(chǎng)能性質(zhì)物理量,二者之間沒(méi)有必定關(guān)系。(4)×。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度不變。18/90(5)√。依據(jù)功定義式W=Flcosα可知,此種說(shuō)法正確。(6)×。A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于將單位正電荷從A移到B點(diǎn)時(shí)靜電力所做功。(7)√。帶電粒子沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力不做功,所以電場(chǎng)力方向必與等勢(shì)面垂直,場(chǎng)強(qiáng)方向與電場(chǎng)力方向相同或相反。19/90考點(diǎn)1電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能、等勢(shì)面之間關(guān)系【關(guān)鍵要素精講】1.電場(chǎng)線與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系:電場(chǎng)線越密地方表示電場(chǎng)強(qiáng)度越大,電場(chǎng)線上某點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向。20/902.電場(chǎng)線與等勢(shì)面關(guān)系:電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,并從電勢(shì)較高等勢(shì)面指向電勢(shì)較低等勢(shì)面。3.電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電勢(shì)無(wú)直接關(guān)系:零電勢(shì)可人為選取,電場(chǎng)強(qiáng)度大小由電場(chǎng)本身決定,故電場(chǎng)強(qiáng)度大地方,電勢(shì)不一定高。4.電勢(shì)能與電勢(shì)關(guān)系:正電荷在電勢(shì)高地方電勢(shì)能大;負(fù)電荷在電勢(shì)低地方電勢(shì)能大。21/905.電勢(shì)能大小四種判斷方法:判斷角度判斷方法做功判斷法電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大電荷電勢(shì)法正電荷在電勢(shì)越高地方電勢(shì)能越高,負(fù)電荷在電勢(shì)越低地方電勢(shì)能越高22/90判斷角度判斷方法公式法由Ep=qφp,將q、φp大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式,針對(duì)Ep數(shù)值可作以下判斷:若Ep為正值,其絕對(duì)值越大表示電勢(shì)能越高;若Ep為負(fù)值,其絕對(duì)值越小,表示電勢(shì)能越大能量守恒法在電場(chǎng)中,若只有電場(chǎng)力做功時(shí),電荷動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,兩種能量之和不變,所以電荷動(dòng)能增加,則其電勢(shì)能減小;反之,其電勢(shì)能增大23/90【高考命題探究】【典例1】(多項(xiàng)選擇)(·海南高考)如圖,一帶正電點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O(shè)為圓心,兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓交點(diǎn)。不計(jì)重力。以下說(shuō)法正確是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)42722155()24/90A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.M在b點(diǎn)動(dòng)能小于它在a點(diǎn)動(dòng)能C.N在d點(diǎn)電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)電勢(shì)能D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功25/90【解析】選A、B、C。由圖中帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可知,粒子M受到引力作用所以帶負(fù)電,粒子N受到斥力作用所以帶正電,選項(xiàng)A正確;因?yàn)閍點(diǎn)比b點(diǎn)更靠近帶正電點(diǎn)電荷,所以粒子M由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)過(guò)程中粒子要克服電場(chǎng)力做功,動(dòng)能減小,選項(xiàng)B正確;d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,所以N在d點(diǎn)電勢(shì)能26/90等于它在e點(diǎn)電勢(shì)能,選項(xiàng)C正確;粒子N帶正電,從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做正功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。27/90【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.如圖所表示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面,φa=50V,φc=20V,則a、c連線中點(diǎn)b電勢(shì)φb為()A.等于35VB.大于35VC.小于35V D.等于15V28/90【解析】選C。從電場(chǎng)線疏密能夠看出Ea>Eb>Ec,由公式U=Ed能夠判斷Uab>Ubc,所以φb<=35V。選項(xiàng)C正確。29/902.(·金華模擬)如圖所表示,三條平行且等間距虛線表示電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面,其電勢(shì)分別為10V、20V、30V。實(shí)線是一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)于軌跡上a、b、c三點(diǎn),以下說(shuō)法中正確是()30/90A.帶電粒子一定是先過(guò)a,再到b,然后到cB.帶電粒子在三點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小Fb>Fa>FcC.帶電粒子在三點(diǎn)動(dòng)能大小Ekc>Eka>EkbD.帶電粒子在三點(diǎn)電勢(shì)能大小相等31/90【解析】選C。依據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,且指向電勢(shì)較低等勢(shì)面,由圖可知,電場(chǎng)方向向上,依據(jù)軌跡彎曲方向可知,帶電粒子受到電場(chǎng)力方向向下,說(shuō)明粒子帶負(fù)電。不論是依次沿a、b、c運(yùn)動(dòng),還是依次沿c、b、a運(yùn)動(dòng),都會(huì)得到如圖軌跡,故A錯(cuò)誤;因表示電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面三條虛線是平行且等間距,由此可判斷電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),所以帶電粒子在電場(chǎng)中各點(diǎn)受到32/90電場(chǎng)力相等,故B錯(cuò)誤;依據(jù)Ep=qφ知,帶電粒子在三點(diǎn)電勢(shì)能大小關(guān)系為Epc<Epa<Epb。帶負(fù)電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),電勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化,依據(jù)能量守恒定律應(yīng)有:Ekc>Eka>Ekb。故C正確,D錯(cuò)誤。33/90考點(diǎn)2帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題【關(guān)鍵要素精講】帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題分析方法:(1)從軌跡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(chǎng)方向或電荷正負(fù)。34/90(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力方向,確定靜電力做功正負(fù),從而確定電勢(shì)能、電勢(shì)和電勢(shì)差改變等。(3)依據(jù)動(dòng)能定理或能量守恒定律判斷動(dòng)能改變情況。35/90【高考命題探究】【典例2】(多項(xiàng)選擇)(·全國(guó)卷Ⅰ)如圖,一帶負(fù)電荷油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對(duì)于過(guò)軌跡最低點(diǎn)P豎直線對(duì)稱。忽略空氣阻力。由此可知世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)42722156()36/90A.Q點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)高B.油滴在Q點(diǎn)動(dòng)能比它在P點(diǎn)大C.油滴在Q點(diǎn)電勢(shì)能比它在P點(diǎn)大D.油滴在Q點(diǎn)加速度大小比它在P點(diǎn)小37/90【解析】選A、B。帶負(fù)電荷油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),且相對(duì)于過(guò)軌跡最低點(diǎn)P豎直線對(duì)稱,由此可判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下,Q點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)高,油滴加速度不變,A對(duì)、D錯(cuò);油滴由P到Q過(guò)程電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,B對(duì)、C錯(cuò)。故選A、B。38/90【強(qiáng)化訓(xùn)練】(·漳州模擬)如圖所表示,直線MN是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線(方向未畫出)。虛線是一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下,由a到b運(yùn)動(dòng)軌跡,軌跡為一拋物線。以下判斷正確是()39/90A.電場(chǎng)線MN方向一定是由N指向MB.帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中動(dòng)能一定逐步減小C.帶電粒子在a點(diǎn)電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)電勢(shì)能D.帶電粒子在a點(diǎn)加速度一定大于在b點(diǎn)加速度40/90【解析】選C。因?yàn)閹щ娏Ｗ与娦圆淮_定,所以電場(chǎng)線方向不確定,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中,只受電場(chǎng)力作用,由軌跡彎曲方向知電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;由a到b運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線可知,粒子一定受恒力,即帶電粒子在a點(diǎn)加速度等于在b點(diǎn)加速度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。41/90【加固訓(xùn)練】1.(多項(xiàng)選擇)如圖所表示,實(shí)線是兩個(gè)等量點(diǎn)電荷P、Q形成電場(chǎng)等勢(shì)面,虛線是一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c是軌跡上三個(gè)點(diǎn),b位于P、Q連線中點(diǎn)。則()42/90A.兩點(diǎn)電荷P、Q電性相反B.a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度C.帶電粒子在a點(diǎn)電勢(shì)能大于在c點(diǎn)電勢(shì)能D.帶電粒子在a點(diǎn)動(dòng)能小于在b點(diǎn)動(dòng)能43/90【解析】選B、D。由帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡能夠看出其靠近P、Q兩電荷時(shí)均受到庫(kù)侖斥力作用,所以P、Q兩點(diǎn)電荷電性相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)閍點(diǎn)等勢(shì)面比b點(diǎn)等勢(shì)面密,故a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大,選項(xiàng)B正確;因?yàn)閮牲c(diǎn)電荷帶等量同種電荷,從圖象能夠看出c點(diǎn)與a點(diǎn)電勢(shì)相等,經(jīng)判斷可知帶電粒子在a點(diǎn)電勢(shì)能等于在c點(diǎn)電勢(shì)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若帶電粒子從b點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,其電勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,選項(xiàng)D正確。44/902.如圖所表示,空間存在兩個(gè)被固定、等量同種正點(diǎn)電荷M、N,在它們連線上有A、B、C三點(diǎn),已知MA=CN=NB,MA<NA?，F(xiàn)有一正點(diǎn)電荷q,關(guān)于在電場(chǎng)中移動(dòng)點(diǎn)電荷q以下說(shuō)法中正確是()45/90A.沿半圓弧l將q從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力不做功B.沿曲線s將q從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C.沿曲線r將q從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功D.沿直線將q從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功46/90【解析】選B。從B到N電場(chǎng)力做負(fù)功,從N到C電場(chǎng)力做正功,依據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加,知NC段電場(chǎng)強(qiáng)度大于BN段電場(chǎng)強(qiáng)度,從B到C過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功小于電場(chǎng)力做正功,所以從B到C電場(chǎng)力做正功,故A、C錯(cuò)誤;A點(diǎn)與B點(diǎn)等電勢(shì),所以從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)與從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)等效,所以將電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,故B正確;A、B兩點(diǎn)等電勢(shì),所以從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力不做功,故D錯(cuò)誤。47/90考點(diǎn)3公式E=拓展應(yīng)用【關(guān)鍵要素精講】1.公式E=三點(diǎn)注意:(1)只適合用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。(2)d為某兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上距離,或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面之間距離。(3)電場(chǎng)強(qiáng)度方向是電勢(shì)降低最快方向。48/902.由E=可推出兩個(gè)主要推論:推論1:如圖甲所表示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中任一線段AB中點(diǎn)C電勢(shì),等于兩端點(diǎn)電勢(shì)等差中項(xiàng),即φC=。

49/90推論2:如圖乙所表示,若勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩線段AB=CD且AB∥CD,則φA-φB=φC-φD。50/90【高考命題探究】【典例3】(多項(xiàng)選擇)如圖所表示,A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm正六邊形六個(gè)頂點(diǎn),A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1V、2V、3V,正六邊形所在平面與電場(chǎng)線平行。以下說(shuō)法正確是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)4272215751/9052/90A.經(jīng)過(guò)CD和AF直線應(yīng)為電場(chǎng)中兩條等勢(shì)線B.勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10V/mC.勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)橛蒀指向AD.將一個(gè)電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn),電子電勢(shì)能將降低1.6×10-19J53/90【解析】選A、C、D。由AC中點(diǎn)電勢(shì)為2V,所以BE為等勢(shì)線,CD、AF同為等勢(shì)線,故A正確;CA為電場(chǎng)線方向,電場(chǎng)強(qiáng)度故B錯(cuò)誤,C正確;由UED=UBC=-1V,WED=-eUED=1.6×10-19J,故D正確。54/90【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.如圖所表示同心圓是電場(chǎng)中一簇等勢(shì)線,一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下沿著直線由A→C運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越小,B為線段AC中點(diǎn),則以下說(shuō)法正確是()55/90A.電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到電場(chǎng)力越來(lái)越小B.電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)它含有電勢(shì)能越來(lái)越大C.電勢(shì)差UAB=UBCD.電勢(shì)φA<φB<φC56/90【解析】選B。該電場(chǎng)為負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng),電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到電場(chǎng)力越來(lái)越大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;依據(jù)電子只在電場(chǎng)力作用下沿直線由A→C運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來(lái)越小,它含有電勢(shì)能越來(lái)越大,選項(xiàng)B正確;因?yàn)殡妶?chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng),由U=Ed能夠定性判斷電勢(shì)差UAB<UBC,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電勢(shì)φA>φB>φC,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。57/902.(·南昌模擬)有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線與坐標(biāo)平面xOy平行,以原點(diǎn)為圓心,半徑r=5cm圓周上任意一點(diǎn)P電勢(shì)φ=40sinθ+25V,θ為O、P兩點(diǎn)連線與x軸夾角,如圖所表示,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.60V/m B.600V/mC.80V/m D.800V/m58/90【解析】選D。半徑r=5cm圓周上任意一點(diǎn)P電勢(shì)φ=40sinθ+25V,當(dāng)θ=0°和θ=180°時(shí)電勢(shì)相等,可知電場(chǎng)方向平行于y軸方向,圓周與y軸正方向交點(diǎn)電勢(shì)φ1=40×1+25V=65V,圓周與x軸正方向交點(diǎn)電勢(shì)φ2=25V,則勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E==800V/m,故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。59/90【加固訓(xùn)練】(·汕頭模擬)在絕緣水平面上,存在著一電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于水平面,其電勢(shì)φ隨位置x改變?nèi)鐖D所表示,xAO=xOB=x0,一質(zhì)量為m,帶電量為-q小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向B運(yùn)動(dòng),其中小滑塊第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為初動(dòng)能n倍60/90(n>1),抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零,小滑塊最終停在O點(diǎn),小滑塊與水平面間摩擦力大小為f,求:61/90(1)小滑塊在A點(diǎn)時(shí)初速度。(2)OB兩點(diǎn)間電勢(shì)差UOB。(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)總旅程s。62/90【解析】(1)因電場(chǎng)力不做功,小滑塊從A滑到B,由動(dòng)能定理得-2fx0=0-所以小滑塊在A點(diǎn)時(shí)初速度vA=63/90(2)小滑塊第一次從A滑到O,由動(dòng)能定理得-fx0+qUOA=所以UOB=UOA=

64/90(3)小滑塊最終停在O點(diǎn),由動(dòng)能定理得應(yīng)有-fs+qUOA=0-小滑塊運(yùn)動(dòng)總旅程:s==(2n+1)x0答案:(1)(2)(3)(2n+1)x065/90考點(diǎn)4電場(chǎng)中功效關(guān)系【關(guān)鍵要素精講】1.求電場(chǎng)力做功幾個(gè)方法:(1)由公式W=Flcosα計(jì)算,此公式只適合用于勻強(qiáng)電場(chǎng),可變形為W=Eqlcosα。(2)由WAB=qUAB計(jì)算,此公式適合用于任何電場(chǎng)。(3)由電勢(shì)能改變計(jì)算:WAB=EpA-EpB。(4)由動(dòng)能定理計(jì)算:W電場(chǎng)力+W其它力=ΔEk。66/902.電場(chǎng)中功效關(guān)系:(1)若只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變。(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功,電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變。(3)除重力、彈簧彈力之外,其它各力對(duì)物體做功等于物體機(jī)械能改變。(4)全部外力對(duì)物體所做功等于物體動(dòng)能改變。67/90【高考命題探究】【典例4】(多項(xiàng)選擇)(·海南高考)如圖,兩電荷量分別為Q(Q>0)和-Q點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間,b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。以下說(shuō)法正確是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)42722158()68/90A.b點(diǎn)電勢(shì)為零,電場(chǎng)強(qiáng)度也為零B.正試探電荷在a點(diǎn)電勢(shì)能大于零,所受電場(chǎng)力方向向右C.將正試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功D.將同一正試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn),后者電勢(shì)能改變較大69/90【解析】選B、C。因?yàn)榈攘慨惙N電荷在其連線中垂線為等勢(shì)線,因?yàn)橹写咕€延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處,所以中垂線電勢(shì)為零,故b點(diǎn)電勢(shì)為零,不過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,A錯(cuò)誤;等量異種電荷連線上,電場(chǎng)方向由正電荷指向負(fù)電荷,方向水平向右,在中點(diǎn)O處電勢(shì)為零,O點(diǎn)左側(cè)電勢(shì)為正,右側(cè)電勢(shì)為負(fù),又知道正電荷在正電勢(shì)處電勢(shì)70/90能為正,故B正確;O點(diǎn)電勢(shì)低于a點(diǎn)電勢(shì),將正試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,所以克服電場(chǎng)力做功,C正確;O點(diǎn)和b點(diǎn)電勢(shì)相等,所以先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn),電場(chǎng)力做功相等,電勢(shì)能改變相同,D錯(cuò)誤。故選B、C。71/90【遷移訓(xùn)練】72/90遷移1:利用v-x圖象考查功效關(guān)系(多項(xiàng)選擇)如圖甲所表示,兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L(zhǎng)兩點(diǎn),其中Q1帶正電位于原點(diǎn)O,a、b是它們連線延長(zhǎng)線上兩點(diǎn),其中b點(diǎn)與O點(diǎn)相距3L。現(xiàn)有一帶正電粒子q以一定初速度沿x軸從a點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受電場(chǎng)力作用),設(shè)粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)速度分別為va、vb,其速度隨坐標(biāo)x改變圖象如圖乙所表示。則以下判斷正確是()73/9074/90A.Q2帶負(fù)電且電荷量可能等于Q1B.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定為零C.a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低D.粒子在a點(diǎn)電勢(shì)能比b點(diǎn)電勢(shì)能大75/90【解析】選B、C。粒子在b點(diǎn)前做減速運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)后做加速運(yùn)動(dòng),可見(jiàn)b點(diǎn)加速度為0,則在b點(diǎn)受到兩點(diǎn)電荷電場(chǎng)力平衡,可知Q2帶負(fù)電,且有所以Q2<Q1,故A錯(cuò)誤,B正確;該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng),且該粒子帶正電荷,電場(chǎng)力做負(fù)功,所以電勢(shì)能增大,電勢(shì)升高,所以b點(diǎn)電勢(shì)較高,故C正確;粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn),速度減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,故電勢(shì)能增大,粒子在a點(diǎn)電勢(shì)能比b點(diǎn)電勢(shì)能小,故D錯(cuò)誤。76/90遷移2:利用Ep-x圖象考查功效關(guān)系(多項(xiàng)選擇)M、N是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上兩點(diǎn),若在M點(diǎn)釋放一個(gè)初速度為零電子,電子僅受電場(chǎng)力作用,并沿電場(chǎng)線由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),其電勢(shì)能隨位移改變關(guān)系如圖所表示,則以下說(shuō)法正確是()77/90A.電子運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B.該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)C.電子在N點(diǎn)加速度小于在M點(diǎn)加速度D.電子在N點(diǎn)動(dòng)能小于在M點(diǎn)動(dòng)能78/90【解析】選A、C。電子初速度為零,且沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),其軌跡一定為直線,故選項(xiàng)A正確;電子經(jīng)過(guò)相同位移時(shí),電勢(shì)能降低許越來(lái)越小,說(shuō)明電場(chǎng)力做功越來(lái)越少,由W=Fs可知,電子所受電場(chǎng)力越來(lái)越小,場(chǎng)強(qiáng)減小,不可能是勻強(qiáng)電場(chǎng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)镋p-x圖線斜率表示電場(chǎng)力大小,依據(jù)圖象可知,電子受到電場(chǎng)力越來(lái)越小,故該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng),電子做加速度逐步79/90減小加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;電子從M運(yùn)動(dòng)到N過(guò)程中,只受電場(chǎng)力,電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做正功,則動(dòng)能增大,所以在N點(diǎn)動(dòng)能大于在M點(diǎn)動(dòng)能,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。80/90遷移3:除電場(chǎng)力做功外,還有其它力做功如圖所表示,在O點(diǎn)放置一個(gè)正點(diǎn)電荷