人教版高中物理選修3-1第一章第5-6節(jié)學(xué)案

1、人教版高中物理選修3-1第一章第5-6節(jié)學(xué)案學(xué)員姓名： 年 級(jí)：高二 輔導(dǎo)科目：物理課時(shí)數(shù)： 學(xué)科教師： 授課日期授課時(shí)段組長(zhǎng)簽字授課類型TCT星級(jí)教學(xué)目的1.知道電勢(shì)差的概念，知道電勢(shì)差與電勢(shì)零點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)2掌握兩點(diǎn)間電勢(shì)差的表達(dá)式，知道兩點(diǎn)之間電勢(shì)差的正、負(fù)與這兩點(diǎn)電勢(shì)高低之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(重點(diǎn))3知道在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與兩點(diǎn)間電勢(shì)差的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行計(jì)算(難點(diǎn))重點(diǎn)難點(diǎn)1、知道在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與兩點(diǎn)間電勢(shì)差的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行計(jì)算(難點(diǎn))教學(xué)內(nèi)容T同步課堂導(dǎo)入電勢(shì)差和電勢(shì)有什么關(guān)系？知識(shí)模塊1、電勢(shì)差1定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值，也叫電

2、壓2表達(dá)式：若A點(diǎn)電勢(shì)為A，B點(diǎn)電勢(shì)為B.則UABAB；UBABA.3單位：伏特，符號(hào)V.1電勢(shì)差有正、負(fù)，是矢量()2電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差是恒定的，與零電勢(shì)點(diǎn)選取無(wú)關(guān)()3若UAB0，說(shuō)明從A到B電勢(shì)降低()電勢(shì)差由什么來(lái)決定？與電場(chǎng)中有無(wú)試探電荷是否有關(guān)？與零電勢(shì)位置的選取有關(guān)嗎？【答案】電勢(shì)差由電場(chǎng)中的兩點(diǎn)位置來(lái)決定，與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)；與零電勢(shì)的位置選取也無(wú)關(guān)如圖151所示，A、B、C為同一電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，取B點(diǎn)電勢(shì)為零時(shí)，A點(diǎn)的電勢(shì)A8 V，C點(diǎn)的電勢(shì)C6 V.圖151探討1：A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAC是多少？C、A兩點(diǎn)的電勢(shì)差UCA是多少？【答案】UACAC14 V，UCACA14 V

3、.探討2：若取C點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，則UAC是多少？A、B又各是多少？【答案】UAC14 V，A14 V，B6 V.探討3：選取不同的零電勢(shì)參考面，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也會(huì)隨之而改變嗎？【答案】電勢(shì)隨之而改變，電勢(shì)差不變1電勢(shì)差的理解電勢(shì)差由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷的電荷量、電場(chǎng)力做功的大小無(wú)關(guān)2電勢(shì)和電勢(shì)差的比較電勢(shì)電勢(shì)差UAB區(qū)別定義UABAB決定因素由電場(chǎng)和在電場(chǎng)中的位置決定由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)位置決定相對(duì)性有，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)無(wú)，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UABAB，UBAUAB單位相同，均是伏特(V)，常用的還有kV、mV等標(biāo)矢性都是標(biāo)量，均具有正負(fù)物理

4、意義均是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量經(jīng)典例題1在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAB75 V，B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差UBC200 V，則A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系為()AABC BACAB DCBA【答案】因?yàn)閁ABAB75 V0，所以AB，因?yàn)閁BCBC200 V0，所以BC，又UACUABUBC75 V(200)V125 V0，所以AAB，C正確 2有一帶電荷量q3106 C的點(diǎn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，克服靜電力做功6104 J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)，靜電力做功9104 J求：(1)AB、BC、CA間電勢(shì)差各為多少？(2)如果B點(diǎn)電勢(shì)為零，則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少？電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各

5、為多少？【答案】根據(jù)U則UAB V200 V，即AB200 VUBC V300 V，即BC300 VUCACA100 V.(2)若B0，則A200 V，C300 VEpAAq200(3106) J6104 J.EpCCq300(3106) J9104 J. (1)200 V300 V100 V (2)200 V300 V6104 J9104 J 歸納和總結(jié)電勢(shì)差求解技巧(1)采用直接代入符號(hào)運(yùn)算的方法，會(huì)更加便捷，但要注意正、負(fù)號(hào)的運(yùn)用(2)電場(chǎng)中各點(diǎn)間的電勢(shì)差可依次用代數(shù)方法相加，但要注意角標(biāo)的排序，如UADUABUBCUCD，UABUBA.知識(shí)模塊2、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系1公式推導(dǎo)電荷

6、q在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，由靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系可得：WABEpAEpB，由電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系可得EpAqA，EpBqB.所以WABq(AB)qUAB，所以有UAB.2公式UAB.3物理意義電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)力做的功與電荷量q的比值1若電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB1 V，則將單位電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為1 J()2將電荷量為q的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)與將q從B點(diǎn)移到A點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功相同()3若將電荷q從電場(chǎng)中的A點(diǎn)分別移到B、C、D各點(diǎn)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功相同，則B、C、D三點(diǎn)的電勢(shì)必然相等()把電荷從電場(chǎng)中電勢(shì)較高的地方移動(dòng)到電勢(shì)較低的地方，電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功？【

7、答案】根據(jù)UABAB，電勢(shì)差為正由WABqUAB，若q為負(fù)電荷，電場(chǎng)力做負(fù)功；若q為正電荷，則電場(chǎng)力做正功如圖152所示，帶電荷量為q5.0108 C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，克服靜電力做功3.0106 J外力F做功5.0106 J.圖152探討1：電荷q從A點(diǎn)移至B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能變化了多少？【答案】電勢(shì)能增加了3.0106 J.探討2：A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多大？【答案】UAB V60 V.探討3：電荷的動(dòng)能變化了多少？【答案】動(dòng)能增大了5.0106 J3.0106 J2.0106 J.1正確理解電勢(shì)差公式UAB(1)用UAB或WABqUAB計(jì)算時(shí)，WAB、UAB、q都要帶入正、負(fù)號(hào)，

8、理解各物理量正、負(fù)號(hào)的意義(2)計(jì)算時(shí)，也可把各物理量都代入絕對(duì)值，電場(chǎng)力做功的正、負(fù)根據(jù)電荷的移動(dòng)方向及所受電場(chǎng)力的方向的具體情況來(lái)確定，電勢(shì)差的正、負(fù)根據(jù)兩點(diǎn)電勢(shì)的高低判斷(3)WABqUAB適用于任意電場(chǎng)2電場(chǎng)力做功的求解四法四種求法表達(dá)式注意問(wèn)題功的定義WFdqEd(1)適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)(2)d表示沿電場(chǎng)線方向的距離功能關(guān)系(1)WABEpAEpB(2)WABEp(1)既適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)(2)既適用于只受電場(chǎng)力的情況，也適用于受多種力的情況電勢(shì)差法WABqUAB動(dòng)能定理W靜電力W其他力Ek經(jīng)典例題3.(多選)如圖153所示的同心圓是電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面，一個(gè)電子只在電場(chǎng)力

9、作用下沿著直線由A向C運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度越來(lái)越小，B為線段AC的中點(diǎn)，則有() 圖153A電子沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)力越來(lái)越小B電子沿AC運(yùn)動(dòng)時(shí)它具有的電勢(shì)能越來(lái)越大C電勢(shì)ABCD電勢(shì)差UABUBC【答案】由于等勢(shì)線是電場(chǎng)中的一簇同心圓，且電子由A向C運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度越來(lái)越小，故題中電場(chǎng)是由一個(gè)處于圓心的負(fù)電荷產(chǎn)生的，根據(jù)庫(kù)侖定律可以判斷，電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)力越來(lái)越大，故A錯(cuò)誤；電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，故電勢(shì)能逐漸變大，故B正確；電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，電子由A向C運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度越來(lái)越小，故電場(chǎng)力向外，場(chǎng)強(qiáng)向內(nèi)，故外側(cè)電勢(shì)較高，故ABC，故C正確；

10、電子沿AC方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力逐漸變大，從A到B過(guò)程電場(chǎng)力較小，故從A到B過(guò)程電場(chǎng)力做功較少，根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功關(guān)系UAB，可以得到：UABUBC，故D錯(cuò)誤 BC4(多選)空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量q、質(zhì)量m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0.若忽略重力的影響，則()A在O、A、B三點(diǎn)中，B點(diǎn)電勢(shì)最高B在O、A、B三點(diǎn)中，A點(diǎn)電勢(shì)最高COA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大DOA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差小【答案】由動(dòng)能定理有：qUOAm(2v0)2mvmv；qUOBm(

11、3v0)2m(2v0)2mv，故在三點(diǎn)中，B點(diǎn)的電勢(shì)最高，A點(diǎn)的電勢(shì)最低，OA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差小，所以選AD.歸納和總結(jié) 靜電場(chǎng)中功能關(guān)系問(wèn)題的三種情況(1)合力做功等于物體動(dòng)能的變化量，即W合Ek.這里的W合指合外力做的功(2)電場(chǎng)力做功決定物體電勢(shì)能的變化量，即WABEpAEpBEp.這與重力做功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類似(3)只有電場(chǎng)力做功時(shí)，帶電體電勢(shì)能與動(dòng)能的總量不變，即EplEklEp2Ek2.這與只有重力做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒類似C專題知識(shí)模塊3、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系勢(shì)1關(guān)系式：UABEd或E (注：公式中d是兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離)2物理意義：勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩

12、點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積3適用條件：勻強(qiáng)電場(chǎng)1公式UEd適用于任何電場(chǎng)()2在電場(chǎng)中相同距離上的兩點(diǎn)，電勢(shì)差大的其電場(chǎng)強(qiáng)度也必定大()3在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著電場(chǎng)方向，任何相同距離上的電勢(shì)降落必定相等()4電勢(shì)降落的方向必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向()有同學(xué)認(rèn)為：“根據(jù)E，若A、B兩點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)的同一等勢(shì)面上，由UAB0，故場(chǎng)強(qiáng)為零”談一下你的認(rèn)識(shí)【答案】該同學(xué)分析錯(cuò)誤，當(dāng)A、B在勻強(qiáng)電場(chǎng)同一等勢(shì)面上時(shí)，兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離d0.無(wú)法用E直接計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)，E也不等于零如圖161所示，電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，間距為d，ABBC，A、C連線與A、B連線夾角

13、為.圖161探討1：將正電荷q從A點(diǎn)沿直線移至B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？A、B間的電勢(shì)差UAB為多大？【答案】WABEqd.UABEd.探討2：將正電荷q從A點(diǎn)沿直線移至C點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？A、C間的電勢(shì)差UAC為多大？【答案】WACEqdACcos Eqd.UACEd.探討3：由UABEd和UACEd兩個(gè)表達(dá)式，你對(duì)“d”的含義有什么認(rèn)識(shí)？【答案】d為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向的距離1對(duì)關(guān)系式UABEd的理解(1)電場(chǎng)強(qiáng)度描述的是電場(chǎng)力的性質(zhì)，電勢(shì)差描述的是電場(chǎng)能的性質(zhì)E和U描述電場(chǎng)的角度雖不同，但作為反映同一電場(chǎng)的兩個(gè)物理量，必然存在一定的關(guān)系(2)公式中的“d”指電場(chǎng)中兩點(diǎn)

14、沿電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向的距離，如果電場(chǎng)中兩點(diǎn)不沿場(chǎng)強(qiáng)方向，d的取值應(yīng)為兩點(diǎn)連線在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影，或?yàn)閮牲c(diǎn)所在等勢(shì)面間的垂直距離(3)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式也可寫(xiě)作EUAB/d，它的意義是：電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)2UABEd的兩個(gè)推論(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任意一個(gè)方向，電勢(shì)下降都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間電勢(shì)差相等如果把某兩點(diǎn)間的距離平均分為n段，則每段兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差等于原電勢(shì)差的1/n.(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任意方向相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等3在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，公式E可用來(lái)定性分析如圖162所示，若abbc，由于電場(chǎng)線密處場(chǎng)強(qiáng)較大，即ab段的平

15、均場(chǎng)強(qiáng)小于bc段的平均場(chǎng)強(qiáng)，故可以判斷Uab35 VCbUbc；即abbc,50 Vbb20 V，所以b|UCD|，能得出A、B點(diǎn)所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比C、D所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度大嗎？【答案】不能探討2：由圖可知，A、D兩點(diǎn)在電場(chǎng)中間距最大，能否由UEd得出A、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAD一定比UAB和UCD都大嗎？【答案】不能1電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度物理量電勢(shì)差UAB電場(chǎng)強(qiáng)度E定義式UABE大小數(shù)值上等于單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功數(shù)值上等于單位正電荷受到的力方向標(biāo)量、無(wú)方向矢量，規(guī)定正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)檎较蚵?lián)系(1)沿場(chǎng)強(qiáng)的方向是電勢(shì)降落最快的方向，但電勢(shì)降落的方向不一定是場(chǎng)強(qiáng)的

16、方向(2)場(chǎng)強(qiáng)的大小等于沿勻強(qiáng)電場(chǎng)方向每單位長(zhǎng)度上降落的電勢(shì)，即E2.電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度(1)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)不一定為零，電勢(shì)是否為零取決于電勢(shì)零點(diǎn)的選?。浑妱?shì)為零的地方電場(chǎng)強(qiáng)度也不一定為零如把點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)定為電勢(shì)零點(diǎn)，但該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都可認(rèn)為是零(2)電場(chǎng)強(qiáng)度相等的地方電勢(shì)不一定相等，如在勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)處處相等，但各點(diǎn)電勢(shì)不等(3)電勢(shì)相等的地方電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等如在等量的異種電荷的電場(chǎng)中，兩電荷連線的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面，但場(chǎng)強(qiáng)不相等經(jīng)典例題3如圖166所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中相距10 mm的兩等勢(shì)面AA、BB，其間有一靜止的油滴P.已知油滴P的重力是1.610

17、4 N，所帶的電荷量是3.2109 C，則下面判斷正確的是()圖166AAB，UAB100 VBAB，UAB750 VCAB，UBA500 VDAB，UBA1 000 V【答案】帶電油滴受到重力和電場(chǎng)力處于平衡狀態(tài)，即mgqE，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E，由以上兩式得|UAB|500 V，由于油滴受電場(chǎng)力方向向上，所以電場(chǎng)方向向上，AW212BW1W212CW1W212【答案】由WUq可知，W1W2.由WcdUcdq，Wcd0，q0，可知Ucd0，故123，D正確 4在靜電場(chǎng)中，一個(gè)電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為5 eV，則下列說(shuō)法正確的是()A電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由b沿直線指向aBa、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差U

18、ab5 VC電子的電勢(shì)能減小5 eVD電子的電勢(shì)能減小5 J【答案】電場(chǎng)力對(duì)電子做正功5 eV，電子的電勢(shì)能減小5 eV，C正確，D錯(cuò)誤；由Uab可得Uab5 V，B錯(cuò)誤；雖然aEB，點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)受的電場(chǎng)力大，A錯(cuò)誤；從B向A移動(dòng)q，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，即q在B點(diǎn)電勢(shì)能比在A點(diǎn)大，B錯(cuò)誤；從B到D移動(dòng)電荷量為q的電荷，靜電力做功WBDqUBD，從C到A所做的功是WCAqUCA，因?yàn)閁BDUCA，故WBDWCA，C錯(cuò)誤；從B到C移動(dòng)q，電場(chǎng)力做正功，D正確 8如圖159所示是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E2102 N/C，現(xiàn)讓一個(gè)帶電荷量q4108 C的電荷沿電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到

19、N點(diǎn)，M、N間的距離x30 cm.試求：圖159(1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化(2)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差【答案】(1)負(fù)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)時(shí)，所受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故電場(chǎng)力做負(fù)功為WMNqEx410821020.3 J2.4106 J.因電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能等于電荷克服電場(chǎng)力做的功，所以電荷電勢(shì)能增加了2.4106 J.(2)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN60 V. 9(多選)如圖1510所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A、B、C、D作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場(chǎng)方向與面ABCD垂直下列說(shuō)法正確的是() 圖1510AAD兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與AA兩

20、點(diǎn)間電勢(shì)差UAA相等B帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功C帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn)，電勢(shì)能減小D帶電的粒子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，沿對(duì)角線AC與沿路徑ABBC電場(chǎng)力做功相同【答案】電場(chǎng)方向與面ABCD垂直，所以面ABCD是等勢(shì)面，A、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差為0，又因A、A兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線的方向有距離所以UAA不為0，所以選項(xiàng)A錯(cuò)帶正電的粒子從A點(diǎn)到D電場(chǎng)力不做功，而由DD電場(chǎng)力做正功，所以選項(xiàng)B正確；同理，帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑ADD移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)；由電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)(電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的電勢(shì)差有關(guān))得選項(xiàng)D也正確 BD10(多選)如圖

21、1511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)a、b所在的電場(chǎng)線豎直向下，a、b間的高度差為h，則()圖1511A帶電粒子帶負(fù)電Ba、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UabCb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Da點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)【答案】帶電粒子由a到b的過(guò)程中，重力做正功，而粒子運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能沒(méi)有增大，說(shuō)明靜電力做負(fù)功根據(jù)動(dòng)能定理有：mghqUab0，解得a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為Uab.因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，Uab0，所以粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A、B正確帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中，在重力和靜電力的共同作用下，先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹亓楹懔?，所以靜電力為變力，且靜電力越來(lái)

22、越大，由此可見(jiàn)b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤 11為使帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線勻速地由A運(yùn)動(dòng)到B，必須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F，如圖1512所示若AB0.4 m，37，q3107 C，F(xiàn)1.5104 N，A點(diǎn)的電勢(shì)A100 V(不計(jì)該電荷受到的重力)圖1512(1)在圖中用實(shí)線畫(huà)出電場(chǎng)線，用虛線畫(huà)出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線，并標(biāo)明它們的電勢(shì)；(2)求q在由A到B的過(guò)程中電勢(shì)能的變化量【答案】(1)如圖所示，電荷由A到B過(guò)程中電場(chǎng)力做的功WABWFFABcos 4.8105 JA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB V160 V即AB160 V所以BA160 V(100160)V60 V，過(guò)

23、A、B的等勢(shì)線如圖所示(2)q由A到B的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化量等于克服電場(chǎng)力做的功，EpWAB4.8105 J，電勢(shì)能增加 12如圖1513甲，長(zhǎng)度L0.8 m的光滑桿左端固定帶正電的點(diǎn)電荷A，其電荷量Q1.8107 C；一質(zhì)量m0.02 kg，帶電量為q的小球B套在桿上將桿沿水平方向固定于某非均勻外電場(chǎng)中，以桿左端為原點(diǎn)，沿桿向右為x軸正方向建立坐標(biāo)系點(diǎn)電荷A對(duì)小球B的作用力隨B位置x的變化關(guān)系如圖乙中曲線所示，小球B所受水平方向的合力隨B位置x的變化關(guān)系如圖乙中曲線所示，其中曲線在0.16x0.20和x0.40范圍可近似看做直線求：(靜電力常量k9109 Nm/C2)甲乙 圖1513(1)

24、小球B所帶電量q；(2)非均勻外電場(chǎng)在x0.3 m處沿細(xì)桿方向的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；(3)在合電場(chǎng)中，x0.4 m與x0.6 m之間的電勢(shì)差U.【答案】(1)由圖可知，當(dāng)x0.3 m時(shí)，F(xiàn)1k0.018 N因此q1106 C.(2)設(shè)在x0.3 m處點(diǎn)電荷與小球間作用力為F2，F(xiàn)合F2qE因此E N/C3104 N/C電場(chǎng)在x0.3 m處沿細(xì)桿方向的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為3104 N/C，方向水平向左(3)根據(jù)圖象可知在x0.4 m與x0.6 m之間合力做功大小W合0.0040.2 J8104 J由qUW合可得U800 V.2、 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1(多選)關(guān)于電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的說(shuō)法中，正確的是()

25、A電勢(shì)差的大小由電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷的電荷量決定B電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和該電荷的電荷量決定C電勢(shì)差是矢量，電場(chǎng)力做的功是標(biāo)量D在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，與電場(chǎng)線垂直的方向上任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做功均為零【答案】電勢(shì)差的大小只取決于電場(chǎng)及兩點(diǎn)的位置，雖然可由UAB公式進(jìn)行計(jì)算，但是并不由WAB和q決定，故A錯(cuò)由WABqUAB知，電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和該電荷的電荷量決定，則B正確電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功都屬于標(biāo)量，C錯(cuò)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，根據(jù)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功得知，在與電場(chǎng)線垂直方向上任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷q電場(chǎng)力

26、做功一定為零故D正確 2下列關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差關(guān)系的說(shuō)法正確的是() A在相同距離上，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也必定大B任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差，等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間距離的乘積C沿著電場(chǎng)線方向，相同距離上的電勢(shì)降落必定相等D電勢(shì)降低的方向，必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向【答案】由勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)知A、B錯(cuò)誤，C正確；電勢(shì)降低最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度方向，D錯(cuò)誤 3在水深超過(guò)200 m的深海，光線極少，能見(jiàn)度極低，有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性，能通過(guò)自身發(fā)出的生物電獲取食物、威脅敵害、保護(hù)自己若該電鰻的頭尾相當(dāng)于兩個(gè)電極，它在海水中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到104 N/C，可擊昏敵害則身長(zhǎng)50 cm的電鰻，在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓

27、可達(dá)()A50 VB500 VC5 000 VD50 000 V【答案】由UEd可得電鰻在放電瞬間頭尾間的電壓為U10450102 V5000 V，故C正確 4(多選)場(chǎng)強(qiáng)為E1.0102 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有相距d2.0102 m的a、b兩點(diǎn)，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差可能為() A1.0 VB2.0 VC3.0 VD4.0 V【答案】因不知a、b兩點(diǎn)連線的方向與電場(chǎng)方向是否同向，故a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小不能確定，其最大值為UabEd2.0 V，最小值可為零，故A、B正確 5如圖168所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為1103 N/C，abdc4 cm，bcad3 cm，則下述計(jì)算結(jié)果正確的是() 圖16

28、8Aab之間的電勢(shì)差為4 000 VBac之間的電勢(shì)差為50 VC將q5103 C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcda移動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功為零D將q5103 C的點(diǎn)電荷沿abc或adc從a移動(dòng)到c，電動(dòng)力做功都是0.25 J【答案】UabEab11030.04 V40 V，A錯(cuò)誤；UacUab40 V，B錯(cuò)誤；將電荷移動(dòng)一周，電勢(shì)差為零，電場(chǎng)力做功為零，故C正確；WacqUac(5103)40 J0.2 J，D錯(cuò)誤 6如圖169所示，等邊三角形ABC處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，其中電勢(shì)AB0，C.保持該電場(chǎng)的大小和方向不變，讓等邊三角形以A點(diǎn)為軸在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30，則此時(shí)的B點(diǎn)電勢(shì)為() 圖169A.BC.D

29、【答案】設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)E，當(dāng)該等邊三角形以A為軸在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)，B點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離為dLsin 300.5L，故B點(diǎn)電勢(shì)降低了UEd，由UAB，可得此時(shí)B點(diǎn)的電勢(shì)為B，B正確 7如圖1610所示，兩塊不帶電的豎直平行金屬板的間距為d，一個(gè)重力為G的帶電小球在重力作用下在兩板間豎直下落，此時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是AB，當(dāng)兩板間加上電壓U時(shí)，小球受力方向變成沿BC方向，則此小球所帶的電荷量應(yīng)是() 圖1610A.B.C.D.【答案】設(shè)小球所受電場(chǎng)力為F電，由圖可知tan 45，又F電q，可解得：q，C正確 8(多選)如圖1611所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電

30、場(chǎng)線上的三點(diǎn)，c為ab中點(diǎn)a、b電勢(shì)分別為a5 V，b3 V，下列敘述正確的是() 圖1611A該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4 VBa點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EbC一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少D一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力由a指向c【答案】該電場(chǎng)不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)，無(wú)法比較a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，c點(diǎn)的電勢(shì)也不一定為4 V，但電場(chǎng)方向由ab，正電荷在c點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向一定由a指向c，正電荷由c運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能一定減少，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤 9如圖1612所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)，它們處于同一圓周上，且ac、bd分別是圓的直徑，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為a9 V，b15 V，c18 V，則d點(diǎn)的電勢(shì)為() 圖1612A4 VB8 VC12 VD16 V【答案】如圖所示，將直徑ac三等分，三等分點(diǎn)分別為b、d，因?yàn)槭莿驈?qiáng)電場(chǎng)，因此，Uc bUbdUda3 V，則b15 V，d12 V，則bb是一條等勢(shì)線，根據(jù)幾何知識(shí)知，直線dd與直線bb平行，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，各等勢(shì)線平行，則直線dd也是一條等勢(shì)線，d