单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/8/9 Sunday,#,2024/11/15,习题课电场的能的性质,2023/9/25习题课电场的能的性质,1,一、概念辨析,知识检索,一、概念辨析,2,电势,电势差,电势能,矢标性,标量，有正负，正负只表示大小,标量，有正负，正负只表示电势的高低,正电荷在正电势位置有正电势能，简化为：正正得正，负正得负，负负得正,决定因素,电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性,由电场本身的两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点选取无关,由电荷量和该点电势二者决定，与参考点选取有关,电势电势差电势能矢标性标量，有正负，正负只表示大小标量，有正,3,典题示例,例1,(2013,北京人大附中高二检测,),如图所示，一电场的电场线分布关于,y,轴,(,沿竖直方向,),对称，,O,、,M,、,N,是,y,轴上的三个点，且,OM,MN,，,P,点在,y,轴的右侧，,MP,ON,，则,(,),A,M,点的电势比,P,点的电势高,B,负电荷在,O,点的电势能大于在,P,点的电势能,C,M,、,N,两点间的电势差大于,O,、,M,两点间的电势差,D,在,O,点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿,y,轴做直线运动,典题示例例1 (2013北京人大附中高二检测),4,【解析】由题图和几何关系可知,M,和,P,两点不处在同一等势线上，且有,M,P,，,A,正确将负电荷由,O,点移到,P,要克服电场力做功即电场力做负功，电势能增大，,B,错误,O,到,M,的平均电场强度大于,M,到,N,的平均电场强度，,O,到,M,的平均电场力大于,M,到,N,的平均电场力，所以由,W,F,s,知，,W,OM,W,MN,，而,W,OM,qU,OM,，,W,MN,qU,MN,，所以有,U,OM,U,MN,，,C,错误从,O,点释放正电粒子后，电场力做正功，该粒子将沿,y,轴做加速直线运动，,D,正确故选,AD.,【答案】,AD,【解析】由题图和几何关系可知M和P两点不处在同一等势线上，,5,尝试应用,1.,一带电油滴在匀强电场,E,中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，则此带电油滴从,a,运动到,b,的过程中，能量变化情况为,(,),A,动能减小,B,电势能增大,C,动能和电势能之和减小,D,重力势能和电势能之和增大,尝试应用,6,解析：选,C.,由带电油滴在匀强电场,E,中的运动轨迹可知，油滴受到的电场力是竖直向上的，且电场力大于重力带电油滴从,a,运动到,b,的过程中，电场力做正功，所以电势能减小，可知,B,错误重力做负功，所以重力势能增大电场力大于重力，则电场力做的正功大于重力做的负功，所以带电油滴从,a,运动到,b,的过程中，合力做正功，由动能定理可知带电粒子动能增大，所以,A,错误由能量的转化与守恒可知，带电油滴从,a,运动到,b,的过程中，动能、电势能和重力势能间相互转化，但动能、电势能和重力势能之和不变，所以由动能增大，可知重力势能和电势能之和减小，,D,错误；由重力势能增大，可知动能和电势能之和减小，,C,正确故选,C.,解析：选C.由带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹可知，油滴受到,7,2.(2013,莆田一中高二期中,),在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形,abcd,，顶点,a,、,c,分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示若将一个带负电的粒子置于,b,点，自由释放，粒子将沿着对角线,bd,往复运动粒子从,b,点运动到,d,点的过程中,(,),A,先做匀加速运动，后做匀减速运动,B,先从高电势到低电势，后从低电势到高电势,C,电势能与机械能之和先增大，后减小,D,电势能先减小，后增大,2.(2013莆田一中高二期中)在光滑的绝缘水平面上，有一,8,解析：选,D.,a,、,c,两点固定相同的正点电荷，则,bd,为等量同种点电荷连线的中垂线，由电场线分布情况可知带电粒子不可能做匀加速或匀减速运动，故,A,错误等量同种点电荷连线的中点电势最高，带负电的粒子从,b,点运动到,d,点的过程中，先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，故,B,错误带电粒子从,b,到,d,运动过程中所受电场力先由,b,指向,d,，后由,d,指向,b,，所以电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小，后增大；故,D,正确只有电场力做功，电势能与机械能的和保持不变，故,C,错误故选,D.,解析：选D.a、c两点固定相同的正点电荷，则bd为等量同种点,9,3.(2013,南京外国语学校高二检测,),如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷,Q,，在,M,点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在点电荷,Q,的电场中运动到,N,点静止，则从,M,运动到,N,点过程中,(,),A,小物块所受电场力逐渐减小,B,小物块具有的电势能逐渐减小,C,M,点的电势一定高于,N,点的电势,D,小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功,3.(2013南京外国语学校高二检测)如图所示，在粗糙水平,10,解析：选,ABD.,从题目所提供的信息可知，小物块与点电荷,Q,带同种电荷，小物块远离,Q,时，小物块所在处的场强变小，所受电场力变小，小物块从,M,到,N,，电场力做正功，电势能减小，因不知固定点电荷的带电性质，故不能判定,M,、,N,两点电势高低据功能关系和题目条件，电场力做的功即电势能的变化量，大小一定等于克服摩擦力做的功，故选,ABD.,解析：选ABD.从题目所提供的信息可知，小物块与点电荷Q带同,11,二、公式,U,Ed,与图象结合的综合问题,知识检索,这类问题主要有两种图象，一种是,E,x,图象，一种是,x,图象，其中,x,为沿电场方向的位移,(1),E,x,图象：描述电场强度随空间变化的规律，图线与,x,轴围成的面积表示电势差,(2),x,图象：描述电势随空间变化的规律，两点的纵坐标之差表示两点的电势差；图线某点切线的斜率的绝对值表示该点的电场强度大小，斜率为正，表示场强方向与,x,轴正方向相反，斜率为负，表示场强方向与,x,轴正方向相同,二、公式UEd与图象结合的综合问题,12,典题示例,空间有一沿,x,轴对称分布的电场，其电场强度,E,随,x,变化的图象如图所示下列说法中正确的是,(,),例2,A,O,点的电势最低,B,x,2,点的电势最高,C,x,1,和,x,1,两点的电势相等,D,x,1,和,x,3,两点的电势相等,典题示例例2AO点的电势最低,13,【解析】题图中从,O,点沿,x,轴方向，场强为正值，位移为正值，所以图线与,x,轴包围的面积表示的电势差为正，表示沿,x,轴方向的电势逐渐降低，即,O,点电势依次大于,x,1,点、,x,2,点、,x,3,点的电势，选项,A,、,B,、,D,错误而图中沿,x,轴方向，场强为负值、位移为负值，所以图线与,x,轴包围的面积表示的电势差也为正，即沿,x,轴方向的电势也逐渐降低因从,x,1,点移到,x,1,点，,E,x,图线在,O,点两侧所包围的面积相等，表示这两点间的电势差为零，所以,x,1,和,x,1,两点电势相等，选项,C,正确此电场实际上是等量同种正电荷，从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移动的电场模型故选,C.,【答案】,C,【解析】题图中从O点沿x轴方向，场强为正值，位移为正值，,14,空间某一静电场的电势,在,x,轴上分布如图所示，,x,轴上两点,B,、,C,的电场强度在,x,方向上的分量分别为,E,Bx,、,E,Cx,.,下列说法正确的有,(,),A,E,Bx,的大小大于,E,Cx,的大小,B,E,Bx,的方向沿,x,轴正方向,C,电荷在,O,点受到的电场力在,x,方向上的分量最大,D,负电荷沿,x,轴从,B,移到,C,的过程中，电场力先做正功，后做负功,例3,空间某一静电场的电势在x轴上分布如图,15,【解析】在,x,图中，图象的斜率表示场强的大小结合题中图象的特点可知,E,Bx,E,Cx,，,E,Ox,0,，故,A,项正确，,C,项错误根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知，,E,Bx,沿,x,轴负方向，,B,项错误负电荷在,x,轴上受电场力沿,x,轴负向，在负,x,轴上受电场力沿,x,轴正向，故可判断负电荷从,B,移到,C,的过程中，电场力先做正功，后做负功，,D,项正确故选,AD.,【答案】,AD,【解析】在x图中，图象的斜率表示场强的大小结合题中图,16,尝试应用,4,(2013,银川一中模拟,),如图甲所示，,AB,是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿,AB,由点,A,运动到点,B,，所经位置的电势随距点,A,的距离变化的规律如图乙所示以下说法正确的是,(,),A,A,、,B,两点的电场强度,E,A,E,B,B,电子在,A,、,B,两点的速度,v,A,v,B,C,A,、,B,两点的电势,A,B,D,电子在,A,、,B,两点的电势能,E,p,A,E,p,B,尝试应用AA、B两点的电场强度EAEB,17,解析：选,ACD.,电场线方向由高电势指向低电势，即由,A,点指向,B,点，,C,正确；电子仅在电场力的作用下做减速运动，电子在,A,、,B,两点的速度,v,B,v,A,，,B,错误；电子仅受电场力的作用，电势能与动能之和恒定，由题中图象可知电子由,A,点运动到,B,点，电势能增加且动能减小，,D,正确；分析题中图象可得电子的电势能随运动距离的增大而增大，但增大得越来越缓慢，即经过相等距离电场力做的负功越来越少，由,W,qE,x,可得场强越来越小，,A,正确故选,ACD.,解析：选ACD.电场线方向由高电势指向低电势，即由A点指向B,18,三、电场中的能量转化和守恒,知识 检索,电荷,(,带电体,),在电场中具有电势能，当电荷,(,带电体,),在电场中运动时，电势能和其他形式的能量发生相互转化，下面列举三类常见的能量转化和守恒的情况,1,电势能和动能之和守恒,若电荷在电场中只有电场力做功，则仅有电势能与动能发生转化，电势能和动能之和保持不变,三、电场中的能量转化和守恒知识 检索电荷(带电体)在电场中具,19,2,重力势能、电势能与动能之和守恒,如果在电场中除了电场力做功以外，还有重力或其他力做功，则电势能、动能、重力势能或其他形式的能就会发生相互转化，但在转化过程中，能量的总和是保持不变的,3,电势能、机械能与内能的转化,除了电场力做功之外，若还有摩擦阻力做功时，则电势能、机械能与内能发生转化，根据能量守恒可知，产生的内能等于电势能和机械能的损失为方便，常用动能定理求解,2重力势能、电势能与动能之和守恒,20,典题示例,例4,(2013,山西榆次一中高二检测,),一个质量为,m,、带有电荷量为,q,的小物体，可在水平轨道,Ox,上运动,O,端有一与轨道垂直的固定墙轨道处于匀强电场中，场强大小为,E,，方向沿,Ox,轴正方向，如图所示，小物体以速度,v,0,从距,O,点为,x,0,的点沿,Ox,轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力,F,f,作用，且,F,f,qE,.,设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程,典题示例例4 (2013山西榆次一中高二检测)一,21,【思路点拨】,求解本题的关键有三点：首先要能判断出物体最终所停止的位置；其次是分析清物体的往复运动过程；最后还要确定各力的做功特点及能量的相互转化情况,【解析】根据,F,f,qE,，物体最终只可能停在,O,点物体做往复运动的全过程中，电场力对物体做正功，且功的大小与路径无关，只决定于初、末位置的距离,x,0,，即,W,1,qEx,0,；而摩擦力始终对物体做负功，且功的大小决定于所通过的路程,s,，即,W,2,F,f,s,.,根据动能定理可得,【思路点拨】求解本题的关键有三点：首先要能判断出物体最终所,22,尝试应用,尝试应用,23,习题课电场的能的性质课件,24,习题课电场的能的性质课件,25,习题课电场的能的性质课件,26,习题