第一章 习题课 电场能的性质-高中课件精选.doc

gffgf cvcv 习题课：电场能的性质 [课时要求]　1.理解电势能、电势差、电势、等势面的概念.2.能求解电场力做的功和电场中的电势.3.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系． 一、对电势、电势能的理解 1．电势高低常用的两种判断方法 (1)依据电场线的方向―→沿电场线方向电势逐渐降低． (2)依据UAB＝φA－φB―→UAB0，φAφB；UAB0，φAφB. 2．电势能增、减的判断方法 (1)做功判断法―→电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加． (2)公式法―→由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大． (3)能量守恒法―→在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加． (4)电荷电势法―→正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大． 3．电荷电势能的计算方法 (1)根据电场力做功计算：电荷在某点具有的电势能等于把电荷从该点移到无穷远电场力所做的功． (2)根据电荷电势能与电势的关系计算：Ep＝qφ.注意公式中各量均需代入正、负号． 例1　(2015～2016余杭、萧山、新登、昌化四校高二第二学期期中)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图1所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则以下说法错误的是(　　) 图1 A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．试探电荷－q在a点的电势能比在b点的大 D．将试探电荷＋q从a点移到b点的过程中，电场力做正功 答案　C 解析　电场线的疏密表示电场的强弱，由于a点所在处的电场线密，故a点的电场强度比b点的大，选项A正确，不符合题意；由沿电场线方向电势越来越低知，a点的电势比b点的高，选项B正确，不符合题意；负电荷在电势高处电势能小，故试探电荷－q在a点的电势能比在b点的小，选项C错误，符合题意；正电荷沿电场线方向移动时电场力做正功，故将试探电荷＋q从a点移到b点的过程中，电场力做正功，选项D正确，不符合题意． 二、电场线、等势面和运动轨迹的综合 例2　如图2所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(　　) 图2 A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小 B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 D．带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小 答案　A 解析　根据牛顿第二定律可得qE＝ma，又根据电场线的疏密程度可以得出Q、R两点处的电场强度的大小关系为EREQ，则带电粒子在R、Q两点处的加速度的大小关系为aRaQ，故D项错误；由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用，只有动能与电势能之间的相互转化，则带电粒子的动能与电势能之和不变，故C项错误；根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知，带电粒子在R处所受电场力的方向为沿电场线向右．假设粒子从Q向P运动，则电场力做正功，所以电势能减小，动能增大，速度增大，假设粒子从P向Q运动，则电场力做负功，所以电势能增大，动能减小，速度减小，所以A项正确，B项错误． 1．速度方向沿运动轨迹的切线方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方向或反方向，所受合外力的方向指向曲线凹侧． 2．分析思路：(1)由轨迹的弯曲及电场线判断电场力的方向；(2)由力的方向及电场线的疏密判断加速度的大小及方向；(3)由电场力和速度方向的夹角判断电场力做功的正负，从而确定动能的变化及速度大小的变化． 针对训练1　如图3所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅在电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知(　　) 图3 A．O为负电荷 B．在整个过程中q的电势能先变小后变大 C．在整个过程中q的速度先变大后变小 D．在整个过程中，电场力做功为零 答案　D 解析　由运动轨迹分析可知q受到库仑斥力的作用，O点的电荷应为正电荷，A错；从a到b的过程q受到逐渐变大的库仑斥力，速度逐渐减小，加速度增大，电势能逐渐增大；而从b到c的过程q受到逐渐变小的库仑斥力，速度逐渐增大，加速度减小，电势能逐渐减小，B、C错；由于a、c两点在同一等势面上，整个过程中，电场力不做功，D对． 三、电场中的功能关系 静电场中常用的五种功能关系 类型 表达式 电场力做的功等于电势能的减少量 W电＝－ΔEp 重力做的功等于重力势能的减少量 WG＝－ΔEp 弹簧做的功等于弹性势能的减少量 W弹＝－ΔEp 合外力做的功等于物体