電場中的功能關(guān)系ppt課件

1、高三物理復(fù)習(xí)課件（導(dǎo)與練）第高三物理復(fù)習(xí)課件（導(dǎo)與練）第6 6章章第三課時電場中的功能關(guān)系第三課時電場中的功能關(guān)系121理解電場力做功與電勢能變化的關(guān)系2對帶電粒子在電場中的運動，能用功能關(guān)系和能量守恒定律進(jìn)行分析、解答341電場力做功與電勢能變化的關(guān)系(1)電場力做的功等于電勢能的減少量，即WABEpAEpB.(2)電荷在某點具有的電勢能等于電場力把它從該點移動到零電勢能位置時所做的功，即電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零2電場中的功能關(guān)系(1)若只有電場力做功，電勢能和動能之和保持不變(2)若只有電場力和重力做功，電勢能和重

2、力勢能、動能之和保持不變(3)除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化53電場力做功的計算方法(1)由公式WFscos 計算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為WqEsE，其中sE為電荷初、末位置在電場方向上的距離(2)由電場力做功與電勢能變化關(guān)系計算，WABqUAB對任何電場都適用(3)由動能定理計算：W電場力W其他力Ek.6 (對應(yīng)學(xué)生用書第8081頁)1如圖所示虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示點a、b、c為實線與虛線的交點已知O點電勢

3、高于c點電勢，若不計重力，則(B)AM帶負(fù)電荷，N帶正電荷BN在a點的速度與M在c點的速度大小相同CN在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功DM在從O點運動至b點的過程中，電場力對它做的功不等于零7解析：因為O點電勢高于c點電勢，可知場強(qiáng)方向豎直向下，正電荷受到的電場力向下，負(fù)電荷受到的電場力向上，可知M帶正電荷，N帶負(fù)電荷，故A錯；M運動到c點的過程中電場力做正功，N運動到a點的過程中電場力也做正功，且M、N所帶電荷量相等，勻強(qiáng)電場相等距離的等勢線間的電勢差相等，所以電場力做功相等，選項B正確、C錯；由于O、b兩點在同一等勢線上，故M在從O點運動到b點的過程中電場力做功為零，選項D錯82如

4、圖所示，在一個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊由靜止釋放后，兩個物塊向相反方向運動，并最終停止在物塊的運動過程中，下列表述正確的是(A)A兩個物塊的電勢能逐漸減少B物塊受到的庫侖力不做功C兩個物塊的機(jī)械能守恒D物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力解析：由于兩電荷電性相同，則二者之間的作用力為斥力，因此在遠(yuǎn)離過程中，庫侖力做正功，則電勢能逐漸減少，A正確，B錯誤；由于在運動過程中，有重力以外的力(庫侖力和摩擦力)做功，故機(jī)械能不守恒，C錯誤；在遠(yuǎn)離過程中開始庫侖力大于摩擦力，后來庫侖力小于摩擦力，故D錯誤9101112 電場力做功的分析與計算1電場力做功的計算方法(1)由公式

5、WFscos 計算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為：WqEscos .(2)由WqU來計算，此公式適用于任何形式的靜電場(3)由動能定理來計算：W電場力W其他力Ek.(4)由電勢能的變化計算：WEp1Ep2.2帶電粒子在電場中做曲線運動時正負(fù)功的判斷(1)粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向，粒子受力方向一定沿電場線指向軌跡凹側(cè)(2)電場力與速度方向間夾角小于90，電場力做正功，夾角大于90，電場力做負(fù)功13 利用WqU計算電場力的功時，可將q、U的正、負(fù)號一起代入，計算出的W也有正、負(fù)之分，能表示電場力做正、負(fù)功；也可以只代入q、U的絕對值，然后根據(jù)電場力的方向和電荷移動方向判斷功的正負(fù)14【

6、例1】 (12分)如圖所示，在O點放置一個正電荷在過O點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，BOC30，A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點的速度為v，試求：(1)小球通過C點的速度大小(2)小球由A到C的過程中電場力做的功1516 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，要分析各種能量之間的轉(zhuǎn)化，首先要弄清哪些力做功，弄清各種能量變化與各種力做功的對應(yīng)關(guān)系：電勢能的變化等于電場力所做功的負(fù)值，動能的變化等于合外力所做的功，機(jī)械能的變化等于除重力之外的力所做的

7、功17針對訓(xùn)練11：如圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0.一帶正電的點電荷在電場力的作用下運動，經(jīng)過a、b點時的動能分別為26 eV和5 eV.當(dāng)這一點電荷運動到某一位置，其電勢能為8 eV時，它的動能為()A8 eV B15 eVC20 eV D34 eV解析：由于點電荷只在電場力作用下運動，所以其電勢能和動能的總和不變又由于相鄰等勢面間的電勢差相等，所以點電荷每經(jīng)過一個等勢面減少7 eV的動能，由此可知點電荷在等勢面3時的動能為12 eV，即點電荷電勢能和動能的總和為12 eV.所以，當(dāng)電勢能為8 eV時，其動能的大小為20

8、eV.故選C.答案：C.18 電場中的功能關(guān)系及能量守恒1若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變；2若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變；3除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化4所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化19【例2】 (2010年北京海淀模擬)如圖所示，水平光滑絕緣軌道MN的左端有一個固定擋板，軌道所在空間存在E4.0102 N/C、水平向左的勻強(qiáng)電場一個質(zhì)量m0.10 kg、帶電荷量q5.0105 C的滑塊(可視為質(zhì)點)，從軌道上與擋板相距x10.20 m的P點由靜止釋放，滑塊在電場力作用下向左做勻加速直線運動當(dāng)滑塊與擋板碰撞后滑塊沿軌

9、道向右做勻減速直線運動，運動到與擋板相距x20.10 m的Q點，滑塊第一次速度減為零若滑塊在運動過程中，電荷量始終保持不變，求：(1)滑塊沿軌道向左做勻加速直線運動的加速度的大??；(2)滑塊從P點運動到擋板處的過程中，電場力所做的功；(3)滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能20思路點撥：分析滑塊的運動過程，結(jié)合電場力做功特點及能量守恒求解解析：(1)設(shè)滑塊沿軌道向左做勻加速運動的加速度為a此過程滑塊所受合外力FqE2.0102 N根據(jù)牛頓第二定律Fma，解得a0.20 m/s2(2)滑塊從P點運動到擋板處的過程中，電場力所做的功W1qEx14.0103 J(3)滑塊第一次與擋板碰撞過程中損

10、失的機(jī)械能等于滑塊由P點運動到Q點過程中電場力所做的功即EqE(x1x2)2.0103 J.答案：(1)0.20 m/s2(2)4.0103 J(3)2.0103 J21針對訓(xùn)練21：在場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場中，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體以某一初速度沿電場的反方向做勻減速直線運動，其加速度大小為0.8 qE/m，物體運動x距離時速度變?yōu)榱?，則下列錯誤的是()A物體克服電場力做功qExB物體的電勢能減少了0.8qExC物體的電勢能增加了qExD物體的動能減少了0.8qEx解析：物體所受電場力大小為Eq，物體沿電場的反方向運動x距離，電場力做負(fù)功Eqx，電勢能增加Eqx，故A、C正確，B錯誤，

11、由物體加速度大小為0.8 Eq/m得物體所受合外力大小為0.8Eq，合外力做負(fù)功0.8Eqx，動能減少0.8qEx，D正確故選B.答案：B.2223(2010年天津理綜，5)在靜電場中，將一正電荷從a點移到b點，電場力做了負(fù)功，則(C)Ab點的電場強(qiáng)度一定比a點大B電場線方向一定從b指向aCb點的電勢一定比a點高D該電荷的動能一定減小2425【測控導(dǎo)航】考點題號1.電場力做功與電勢能變化1、2、3、42.動能定理的應(yīng)用6、83.功能關(guān)系、能量的轉(zhuǎn)化與守恒問題5、7、9、10261在真空中A、B兩點分別放置等量異種電荷，在電場中通過A、B兩點的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個矩形路徑abcd，如圖所示，

12、現(xiàn)將一電子沿abcd移動一周，則下列判斷正確的是(D)A由ab電場力做正功，電子的電勢能減小B由bc電場力對電子先做正功，后做負(fù)功，總功為零C由cd電子的電勢能一直增大D由da電子的電勢能先減小后增大，電勢能總的增加量為零解析：等量異種電荷電場線分布如圖所示，電子受力方向與電場方向相反，由ab電場力做負(fù)功，電子的電勢能增加，A選項錯；由bc電場力先做負(fù)功，后做正功，由對稱性可知，總功為零，B選項錯誤；由cd電場力做正功，電勢能減小，C選項錯誤；由da電場力先做正功，后做負(fù)功，電勢能先減小后增大，由對稱性可知，電勢能總增加量為零，D選項正確272勻強(qiáng)電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，

13、AB的長度為1 m，D為AB的中點，如圖所示已知電場線的方向平行于ABC所在平面，A、B、C三點的電勢分別為14 V、6 V和2 V，設(shè)場強(qiáng)大小為E，一電荷量為1106 C的正電荷從D點移到C點電場力所做的功為W，則(A)AW8106 JE 8 V/mBW6106 JE 6 V/mCW8106 JE8 V/mDW6106 JE6 V/m283如圖所示，豎直放置的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，上端與質(zhì)量為m的小球連接，下端與放在水平桌面上的質(zhì)量為M的絕緣物塊相連，小球與彈簧絕緣，小球帶正電，帶電荷量為q，物塊、彈簧和小球組成的系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)突然加上一個豎直向上，大小為E的勻強(qiáng)電場，某時刻物塊對水

14、平面的壓力為零，則從加上勻強(qiáng)電場到物塊對水平面的壓力為零的過程中，小球電勢能改變量的大小為(A)294(2011年江蘇省泰州市高三模擬考試)點電荷A、B是帶電荷量為Q的正電荷，C、D是帶電荷量為Q的負(fù)電荷，它們處在一個矩形的四個頂點上它們產(chǎn)生靜電場的等勢面如圖中虛線所示，在電場中對稱的有一個正方形路徑abcd與ABCD共面)，如實線所示，O為正方形與矩形的中心，則(C)A取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點電勢為零，場強(qiáng)為零Bb、d兩點場強(qiáng)相等，電勢相等C將電子沿正方形路徑adc移動，電場力先做負(fù)功，后做正功D將電子沿正方形路徑abc移動，電場力先做負(fù)功，后做正功解析：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點電勢為零

15、，場強(qiáng)不為零，故A錯；b、d兩點場強(qiáng)相等，電勢不相等，故B錯將電子沿正方形路徑adc移動，電場力先做負(fù)功，后做正功，故C正確；將電子沿正方形路徑abc移動，電場力先做正功，后做負(fù)功，故D錯305一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量的變化情況為(C)A動能減小B電勢能增加C動能和電勢能之和減少D重力勢能和電勢能之和增加解析：該油滴從a運動到b的過程中，根據(jù)其軌跡的彎曲趨勢，結(jié)合力學(xué)中質(zhì)點做曲線運動的條件，可以判斷電場力一定豎直向上，且電場力大于重力，所以油滴帶負(fù)電荷運動過程中合力向上做正功，根據(jù)動能定理，油滴動能

16、變大，A錯誤；電場力做正功，電勢能必然減少，B錯誤；根據(jù)能量守恒定律，動能增加，則重力勢能與電勢能之和一定減少，D錯誤；油滴上升，重力勢能變大，動能和電勢能之和必然減少，故C正確316如圖所示，帶等量異號電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場線上的兩點一帶電粒子(不計重力)以速度vM經(jīng)過M點向下運動，一段時間后返回，以速度vN經(jīng)過N點向上運動，全過程未與下板接觸，則(D)A粒子一定帶正電B電場線方向一定豎直向上CM點的電勢一定比N點的高D粒子在N點的電勢能一定比在M點的大32338(2010年北京市東城區(qū)模擬)如圖所示，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37的光滑斜

17、面上，當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中，小物塊恰好靜止重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8，求：(1)水平向右電場的電場強(qiáng)度；(2)若將電場強(qiáng)度減小為原來的1/2，物塊的加速度是多大；(3)電場強(qiáng)度變化后物塊下滑距離為L時的動能34359(2010年北京東城區(qū)二模)如圖所示，一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成30的角傾斜固定細(xì)桿的一部分處在場強(qiáng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)E2104 N/C.在細(xì)桿上套有一個帶電荷量為q1.73105 C、質(zhì)量為m3102 kg的小球現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點進(jìn)入電場，小球在電場中最遠(yuǎn)滑至C點已知A、B間距離x10.4 m，g10 m/s2.求：(1)帶電小球在B點的速度大小vB；(2)帶電小球進(jìn)入電場后