高中物理 第1章 靜電場 習(xí)題課二 電場的能的性質(zhì)課件 新人教版選修31

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1、習(xí)題課二電場的能的性質(zhì)習(xí)題課二電場的能的性質(zhì)課堂探究課堂探究達(dá)標(biāo)測評達(dá)標(biāo)測評課堂探究課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)核心導(dǎo)學(xué)要點探究要點探究D D一、電場線、等勢線和運動軌跡一、電場線、等勢線和運動軌跡【例例1 1】 如圖所示如圖所示, ,虛線表示某電場的等勢面虛線表示某電場的等勢面. .一帶電粒子僅在靜電力作一帶電粒子僅在靜電力作用下由用下由A A運動到運動到B B的徑跡如圖中實線所示的徑跡如圖中實線所示. .粒子在粒子在A A點的加速度為點的加速度為a aA A、電勢、電勢能為能為E EpApA; ;在在B B點的加速度為點的加速度為a aB B、電勢能為、電勢能為E EpBpB. .則下列結(jié)論正確的是

2、則下列結(jié)論正確的是( ( ) )A.A.粒子帶正電粒子帶正電, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpBB.B.粒子帶負(fù)電粒子帶負(fù)電, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpBC.C.粒子帶正電粒子帶正電, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpBD.D.粒子帶負(fù)電粒子帶負(fù)電, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpB思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖解析解析: :根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的靜電力是斥力根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的靜電力是斥力, ,方方向背離等勢面的中心向背離等勢面的中心. .從從A A到到

3、B,B,靜電力對帶電粒子做負(fù)功靜電力對帶電粒子做負(fù)功, ,電勢能增加電勢能增加, ,則知則知B B點電勢能大點電勢能大, ,即即E EpApA E EpBpB. .電場線與等勢面垂直電場線與等勢面垂直, ,沿電場線方向電勢沿電場線方向電勢降低降低, ,所以電場線指向等勢面的中心所以電場線指向等勢面的中心,B,B點電場線比點電場線比A A點的密集點的密集, ,帶電粒帶電粒子在子在B B點受到靜電力較大點受到靜電力較大, ,加速度也大加速度也大, ,即即a aA A a aB B. .而靜電力方向背離等勢而靜電力方向背離等勢面的中心面的中心, ,所以粒子帶負(fù)電所以粒子帶負(fù)電. .故選項故選項D D

4、正確正確. .二、電場強度和電勢的理解二、電場強度和電勢的理解【例例2 2】 ( (多選多選) )某靜電場沿某靜電場沿x x方向的電勢分布如圖所示方向的電勢分布如圖所示, ,則下列說法正確的則下列說法正確的是是( ( ) )A.A.在在O Ox x1 1之間不存在沿之間不存在沿x x正方向的電場正方向的電場B.B.在在O Ox x1 1之間存在著沿之間存在著沿x x正方向的勻強電場正方向的勻強電場C.C.在在x x1 1x x2 2之間存在著沿之間存在著沿x x正方向的勻強電場正方向的勻強電場D.D.在在x x1 1x x2 2之間存在著沿之間存在著沿x x正方向的非勻強電場正方向的非勻強電場

5、ACAC方法總結(jié)方法總結(jié) 解答圖像類問題的關(guān)鍵解答圖像類問題的關(guān)鍵解答圖像類問題時解答圖像類問題時, ,往往要從圖線斜率的物理意義上突破往往要從圖線斜率的物理意義上突破, ,同時圖線是增函數(shù)同時圖線是增函數(shù)還是減函數(shù)也是解答問題的關(guān)鍵還是減函數(shù)也是解答問題的關(guān)鍵. .三、靜電力做功與電勢差、電勢能的綜合三、靜電力做功與電勢差、電勢能的綜合【例例3 3】 如圖所示如圖所示, ,固定在水平地面上的絕緣平板置于勻強電場中固定在水平地面上的絕緣平板置于勻強電場中, ,電場方向電場方向與平板平行與平板平行. .在絕緣平板上在絕緣平板上, ,放置一個帶負(fù)電的物體放置一個帶負(fù)電的物體( (可視為質(zhì)點可視為質(zhì)

6、點),),物體與平板物體與平板間的動摩擦因數(shù)為間的動摩擦因數(shù)為0.5.0.5.現(xiàn)讓物體以現(xiàn)讓物體以10 10 m/sm/s的初速度平行于電場方向運動的初速度平行于電場方向運動, ,物體物體沿電場方向運動的最遠(yuǎn)距離為沿電場方向運動的最遠(yuǎn)距離為4 m.4 m.已知物體所受電場力大于其最大靜摩擦力已知物體所受電場力大于其最大靜摩擦力, ,平板足夠大平板足夠大, ,規(guī)定物體在出發(fā)點時的電勢能為零規(guī)定物體在出發(fā)點時的電勢能為零, ,重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2. .求求: :(1)(1)物體所受電場力與其所受重力的比值物體所受電場力與其所受重力的比值; ;(2)(2)物體

7、在離出發(fā)點多遠(yuǎn)處動能與電勢能相等物體在離出發(fā)點多遠(yuǎn)處動能與電勢能相等. .思路探究思路探究(1)(1)帶電體向右滑到最遠(yuǎn)時能靜止在該點嗎帶電體向右滑到最遠(yuǎn)時能靜止在該點嗎? ?為什么為什么? ?答案答案: :不能不能, ,這是由于電場力大于最大靜摩擦力這是由于電場力大于最大靜摩擦力. .(2)(2)帶電體向右滑動和向左滑動帶電體向右滑動和向左滑動, ,受力情況相同嗎受力情況相同嗎? ?答案答案: :不同不同, ,向右滑動時向右滑動時, ,電場力與摩擦力方向相同電場力與摩擦力方向相同, ,向左滑動時向左滑動時, ,電場電場力與摩擦力方向相反力與摩擦力方向相反. .規(guī)律方法規(guī)律方法 非勻強電場中靜

8、電力做功的求解方法非勻強電場中靜電力做功的求解方法在非勻強電場中計算靜電力的功時在非勻強電場中計算靜電力的功時, ,可以利用動能定理求解可以利用動能定理求解, ,還可以利用還可以利用W WABAB= =qUqUABAB與與W WABAB= =E EpApA-E-EpBpB求解求解. .達(dá)標(biāo)測評達(dá)標(biāo)測評 隨堂演練隨堂演練檢測效果檢測效果1.(20161.(2016雅安中學(xué)期中雅安中學(xué)期中) )對于電場對于電場, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.電勢越高的地方場強越大電勢越高的地方場強越大B.B.沿著電場線方向電勢降低沿著電場線方向電勢降低C.C.電勢降落的方向必定是電場強

9、度的方向電勢降落的方向必定是電場強度的方向D.D.電勢為零的點電勢為零的點, ,場強一定為零場強一定為零B B解析解析: :電勢越高的地方場強不一定越大電勢越高的地方場強不一定越大, ,例如在勻強電場中例如在勻強電場中, ,高電勢高電勢點和低電勢點的場強相等點和低電勢點的場強相等, ,選項選項A A錯誤錯誤; ;沿著電場線方向電勢降低沿著電場線方向電勢降低, ,選項選項B B正確正確; ;電勢降落最快的方向是電場強度的方向電勢降落最快的方向是電場強度的方向, ,選項選項C C錯誤錯誤; ;電電勢為零的點勢為零的點, ,場強不一定為零場強不一定為零, ,例如等量異種電荷連線中垂線上的例如等量異種

10、電荷連線中垂線上的各點各點, ,選項選項D D錯誤錯誤. .2.2.如圖所示如圖所示, ,在電場強度在電場強度E=2E=210103 3 V/m V/m的勻強電場中有三點的勻強電場中有三點A,MA,M和和B,AM=4 cm,B,AM=4 cm,MB=3 MB=3 cm,ABcm,AB=5 cm,=5 cm,且且AMAM邊平行于電場線邊平行于電場線, ,把一電荷量把一電荷量q=2q=21010-9-9C C的正電荷從的正電荷從B B點移動到點移動到M M點點, ,再從再從M M點移動到點移動到A A點點, ,靜電力做功為靜電力做功為( ( ) )A.1.6A.1.61010-7-7 J J B.

11、1.2B.1.21010-7-7 J JC.-1.6C.-1.61010-7-7 J J D.-1.2D.-1.21010-7-7 J JC C解析解析: :W=-qEW=-qEAM=-2AM=-21010-9-92 210103 30.04 J=-1.60.04 J=-1.61010-7-7 J, J,故選故選項項C C正確正確. .A A 4.(4.(多選多選) )位于位于A,BA,B處的兩個帶有不等量負(fù)電的點電荷在平面內(nèi)電勢分布如圖處的兩個帶有不等量負(fù)電的點電荷在平面內(nèi)電勢分布如圖所示所示, ,圖中實線表示等勢線圖中實線表示等勢線, ,則下列說法正確的是則下列說法正確的是( ( ) )A

12、.aA.a點和點和b b點的電場強度相同點的電場強度相同B.B.正電荷從正電荷從c c點移到點移到d d點點, ,靜電力做正功靜電力做正功C.C.負(fù)電荷從負(fù)電荷從a a點移到點移到c c點點, ,靜電力做正功靜電力做正功D.D.正電荷從正電荷從e e點沿圖中虛線移到點沿圖中虛線移到f f點電勢能先減小后增大點電勢能先減小后增大解析解析: :a a點和點和b b點所在處的等勢線疏密程度不同點所在處的等勢線疏密程度不同, ,兩處的電場強度不兩處的電場強度不同同, ,方向也不同方向也不同, ,故選項故選項A A錯誤錯誤; ;從從c c點到點到d d點電勢升高點電勢升高, ,正電荷的電正電荷的電勢能增

13、大勢能增大, ,靜電力做負(fù)功靜電力做負(fù)功, ,故選項故選項B B錯誤錯誤; ;從從a a點到點到c c點、電勢升高點、電勢升高, ,負(fù)電荷的電勢能減小負(fù)電荷的電勢能減小, ,靜電力做正功靜電力做正功, ,故選項故選項C C正確正確; ;從從e e點沿虛線點沿虛線到到f f點點, ,電勢先降低后升高電勢先降低后升高, ,則正電荷的電勢能先減小后增大則正電荷的電勢能先減小后增大, ,故選故選項項D D正確正確. .CDCD5.(20165.(2016汕頭市金山中學(xué)月考汕頭市金山中學(xué)月考)()(多選多選) )如圖所示為一勻強電場如圖所示為一勻強電場, ,實線為電場線實線為電場線, ,一個帶負(fù)電的粒子

14、射入該電場后一個帶負(fù)電的粒子射入該電場后, ,軌跡如圖中虛線所示軌跡如圖中虛線所示, ,運動方向從運動方向從a a到到b,b,則則可以判斷的是可以判斷的是( ( ) )A.A.電場強度方向向左電場強度方向向左B.B.粒子在粒子在a a點的動能大于點的動能大于b b點的動能點的動能C.aC.a點的電勢高于點的電勢高于b b點的電勢點的電勢D.D.粒子在粒子在a a點的電勢能大于點的電勢能大于b b點的電勢能點的電勢能ADAD解析解析: :做曲線運動的物體的運動軌跡是夾在合力與速度方向之間的做曲線運動的物體的運動軌跡是夾在合力與速度方向之間的, ,故粒子受到的靜電力方向水平向右故粒子受到的靜電力方向水平向右, ,因為粒子帶負(fù)電因為粒子帶負(fù)電, ,所以電場方向所以電場方向水平向左水平向左, ,故選項故選項A A正確正確; ;合力與速度夾角為銳角合力與速度夾角為銳角, ,所以靜電力做正功所以靜電力做正功, ,電勢能減小電勢能減小, ,動能增大動能增大, ,故粒子在故粒子在a a點的動能小于點的動能小于b b點的動能點的動能, ,粒子在粒子在a a點的電勢能大于點的電勢能大于b b點的電勢能點的電勢能, ,故選項故選項B B錯誤錯誤,D,D正確正確; ;沿電場線方向電沿電場線方向電勢降低勢降低, ,故故a a點的電勢低于點的電勢低于b b點的電勢點的電勢, ,選項選項C C錯誤錯誤. .