電場(chǎng)的能的性質(zhì)復(fù)習(xí)教案

§2電場(chǎng)的能的性質(zhì)一、電勢(shì)1．電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零電勢(shì)點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)用字母φ表示。①表達(dá)式：?jiǎn)挝唬悍兀╒），且有1V=1J/C。②意義：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值等于單位電荷在那一點(diǎn)所具有的電勢(shì)能。③相對(duì)性：電勢(shì)是相對(duì)的，只有選擇零電勢(shì)的位置才能確定電勢(shì)的值，通常取無(wú)限遠(yuǎn)或地球的電勢(shì)為零。④標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向，但有正、負(fù)之分，這里正負(fù)只表示比零電勢(shì)高還是低。⑤高低判斷：順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低。二、等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。①意義：等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低。②典型電場(chǎng)的等勢(shì)面：ⅰ勻強(qiáng)電場(chǎng)；ⅱ點(diǎn)電荷電場(chǎng)；ⅲ等量的異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)；ⅳ等量的同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)。③等勢(shì)面的特點(diǎn)：ⅰ同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功；ⅱ等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直；ⅲ電場(chǎng)線總是從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。三、電勢(shì)差1．電勢(shì)差：電荷q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷量的q的比值。UAB=注意：電勢(shì)差這個(gè)物理量與場(chǎng)中的試探電荷無(wú)關(guān)，它是一個(gè)只屬于電場(chǎng)的量。電勢(shì)差是從能量角度表征電場(chǎng)的一個(gè)重要物理量。電勢(shì)差也等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之差①②電勢(shì)差由電場(chǎng)的性質(zhì)決定，與零電勢(shì)點(diǎn)選擇無(wú)關(guān)。2．電場(chǎng)力做功：在電場(chǎng)中AB兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做功等于電量與兩點(diǎn)間電勢(shì)差的乘積。WAB=q?UAB注意：①該式適用于一切電場(chǎng)；②電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)③利用上述結(jié)論計(jì)算時(shí)，均用絕對(duì)值代入，而功的正負(fù)，借助于力與移動(dòng)方向間關(guān)系確定。四、電勢(shì)能1．定義：因電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力而產(chǎn)生的由電荷相對(duì)位置決定的能量叫電勢(shì)能。2．電勢(shì)能具有相對(duì)性，通常取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能的零點(diǎn)。3．電勢(shì)能大?。弘姾稍陔妶?chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場(chǎng)力所做的功4．電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度：電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減少；電荷克服電場(chǎng)力做功，電荷的電勢(shì)能增加；電場(chǎng)力做功的多少和電勢(shì)能的變化數(shù)值相等，這是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的最有效方法。五、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系1．電場(chǎng)方向是指向電勢(shì)降低最快的方向。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)降低是均勻的。2．勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積。U=E?d在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。注意：①兩式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。②d是沿場(chǎng)方向上的距離。3．電場(chǎng)線和等勢(shì)面注意電場(chǎng)線、等勢(shì)面的特點(diǎn)和電場(chǎng)線與等勢(shì)面間的關(guān)系：①電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。②電場(chǎng)線互不相交，等勢(shì)面也互不相交。③電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直。④電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向，而且是降低最快的方向。⑤電場(chǎng)線密的地方等差等勢(shì)面密；等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)線也密。1、1．下列說(shuō)法中不正確的是()。A、電勢(shì)處處相等且不為零的空間，各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零B、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)降落最快的方向一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向C、電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能一定大D、電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度相等的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定為零2．如圖所示，真空中兩個(gè)帶電量相等的正電荷q1和q2，分別固定于A、B兩點(diǎn)，DC為AB連線的中垂線。在將一正電荷q3由C點(diǎn)沿中垂線移到無(wú)窮遠(yuǎn)處的過(guò)程中，下列判斷正確的是()。A、q3的電勢(shì)能逐漸減少B、q3的電勢(shì)能逐漸增大C、q3受到的電場(chǎng)力逐漸減小D、q3受到的電場(chǎng)力先增大后減小3．如圖所示，a、b是一個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中同一等勢(shì)面上的兩點(diǎn)，c、d是另一等勢(shì)面上的兩點(diǎn)。實(shí)線acb和adb分別是甲、乙兩帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。已知兩粒子在a點(diǎn)具有相同的動(dòng)能，下列判斷中正確的是()。A、甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)與乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能B、甲、乙兩個(gè)粒子帶異種電荷C、若取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，則甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D、兩粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)具有相同的電勢(shì)能4．電量分別為+q、+q和-q的三個(gè)帶小球，固定在邊長(zhǎng)為a的絕緣三角形框架的三個(gè)頂點(diǎn)處，并置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示。若此三角形繞穿過(guò)其中心O垂直于三角形所在平面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)120，則在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功的大小為()A、0B、qEaC、2qEaD、qEaabc圖45、如圖4所示，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c，a、b間距離等于b、c間距離。用Ua、Ub、Uc和Ea、Ebabc圖4AUa>Ub>UcBUa—Ub＝Ub—Ucab圖5CEa>Eb>EcDEa=Ebab圖56、如圖5所示，在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子，粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，設(shè)ab所在的電場(chǎng)線豎直向下，a、b間的高度差為h，則（）A．帶電粒子帶負(fù)電；B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=mgh/q;C．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)；D．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).ab圖67、圖6中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、ab圖6帶電粒子所帶電荷的符號(hào)；帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向；帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大；帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大。+Q-Q+q-q圖118、一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負(fù)電，電量也為Q，它們產(chǎn)生的電場(chǎng)在很遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，且L<d+Q-Q+q-q圖11 A． B．0 C． D．9、如圖14所示，在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無(wú)初速釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中:圖14A.小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小圖14B.小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減??；C.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)；D.小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。+Q圖6V010．如圖6+Q圖6V0A．小球做先減速后加速運(yùn)動(dòng)；B．小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)；C．小球受到電場(chǎng)力的沖量為零；D．小球受到電場(chǎng)力做的功為零。11234ab圖711．圖7中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?eV時(shí)，它的動(dòng)能就為() A．8eV B．15eV C．20eVD．34eV.12、如圖7所示，A、B、C為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的3個(gè)點(diǎn)，已知這3點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=10V,φB=2V,φC=-6V.試在圖上畫出過(guò)B點(diǎn)的等勢(shì)線和場(chǎng)強(qiáng)的方向13．如圖所示，AC為一光滑曲面，C處切線呈水平方向．在曲面所在空間存在場(chǎng)強(qiáng)的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一質(zhì)量為M＝4900g、帶電量為的小物塊停放在C點(diǎn)．一質(zhì)量m＝100g的不帶電鉛彈水平射入小物塊且留在其中一起運(yùn)動(dòng)（時(shí)間極短），它們恰好能夠沖到A點(diǎn)．已知AC間的高度差h＝0.1m．（g?。┣螅海?）鉛彈射入前的速度（2）鉛彈射入物塊的過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能（3）由C到A的過(guò)程中小物塊的電勢(shì)能增加量1ACD2AD3BC4C5A6ABC7BCD8A9ABD10BDθ14.如圖所示，ab是半徑為R的圓的一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向一定．在圓周平面內(nèi)將一帶正電q的小球從a點(diǎn)以相同的動(dòng)能拋出，拋出方向不同時(shí)，小球會(huì)經(jīng)過(guò)圓周上不同的點(diǎn)．在這些點(diǎn)中，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大，已知ac和bc間的夾角θ=30°，若不計(jì)重力和空氣阻力，求：(1)電場(chǎng)方向與ac間的夾角α為多大？θ(2)若小球在a點(diǎn)時(shí)初速度與電場(chǎng)方向垂直，則小球恰好能落在C點(diǎn)，則初動(dòng)能為多大？15．如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B，兩板相距d，兩板間電壓為U，一質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點(diǎn)開始以豎直向上的初速度v0運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)電場(chǎng)中的N點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)樗椒较?，大小變?yōu)?v0，求M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和電場(chǎng)力對(duì)帶電小球所做的功（不計(jì)帶電小球?qū)饘侔迳想姾删鶆蚍植嫉挠绊?，設(shè)重力加速度為g）AABMNv02v0+_16．如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一帶電體P自O(shè)點(diǎn)豎直向上射出，它的初動(dòng)能為4J，當(dāng)它上升到最高點(diǎn)M時(shí)，它的動(dòng)能為5J，則物體折回通過(guò)與O在同一水平線上的O′點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能為多大?yxyx0pM1ACD2AD3BC4C5A6ABC7BCD8A9ABD10BD13（1）設(shè)鉛彈射入前的速度為，射入后的共同速度為，對(duì)達(dá)到共同速度后上沖到A的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：得：對(duì)射入過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量守恒：（2）系統(tǒng)損失的機(jī)械能（3）電勢(shì)能的增量等于克服電場(chǎng)力所做的功14．(1)小球在c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大，即c點(diǎn)的電勢(shì)最低．作過(guò)c點(diǎn)與圓周相切的線，切線為等勢(shì)線，Oc方向即為電場(chǎng)方向，其與直徑ac夾角為：θ＝∠acO＝30°(2)小球做類平拋運(yùn)動(dòng)．有：＝vot①在沿著電場(chǎng)線方向有：＝

②由圖幾何關(guān)系可得：＝2Rcosθ＝