電場(chǎng)的能的性質(zhì)-課件

1、3 電場(chǎng)的能的性質(zhì)第六章靜電場(chǎng)13 電場(chǎng)的能的性質(zhì)第六章靜電場(chǎng)1 (2011安徽皖南八校摸底聯(lián)考)如圖631所示，一簇電場(chǎng)線的分布關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)，O是坐標(biāo)原點(diǎn)，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn)，其中M、N在y軸上，Q點(diǎn)在x軸上，則()1.只存在電場(chǎng)力時(shí)電場(chǎng)的能的性質(zhì)的描述及其相互關(guān)系（1）活用等勢(shì)面 圖6312 (2011安徽皖南八校摸底聯(lián)考)如圖63 AM點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高 BOM間的電勢(shì)差等于NO間的電勢(shì)差 C一正電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能 D將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功3 AM點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高3 順著電場(chǎng)線電勢(shì)越來(lái)越低所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；ON段電場(chǎng)

2、線比較密集，平均電場(chǎng)強(qiáng)度大，由U=Ed定性分析可知B選項(xiàng)錯(cuò)誤；作出等勢(shì)面可得O點(diǎn)電勢(shì)比Q點(diǎn)電勢(shì)高，正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；M點(diǎn)與P點(diǎn)的電勢(shì)差為負(fù)值，電荷帶負(fù)電，由W=qU.可得D選項(xiàng)正確4 順著電場(chǎng)線電勢(shì)越來(lái)越低所以A項(xiàng) 某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖632所示，虛線a、b、c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為Fa、Fb、Fc，F(xiàn)aFbFc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知( )圖6-3-25 某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)A粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功B粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C粒子從K到L的過(guò)程中，電勢(shì)能增加D粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減

3、少6A粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功6 由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知場(chǎng)源電荷為正電荷，KL，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，A錯(cuò)C對(duì)；LM，電勢(shì)相等，電場(chǎng)力不做功，BD錯(cuò)7 由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知場(chǎng)源電荷為正電 (2010安徽)如圖633所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R=0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為q.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=100V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為() AUOP=-10sinq(V) BUOP=10sinq(V) CUOP=-10cosq(V) DUOP=10cosq(V)（2）活用電場(chǎng)線 圖6338 (2010安徽)

4、如圖633所示，大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜9大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜9 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ed，而d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離，所以d=-Rsinq，故：UOP=100 (-0.1sinq)(V)=-10sinq(V)，A正確 點(diǎn)評(píng)： 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積，即：U=Ed.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向單位距離上的電勢(shì)差，即E=U/d.10 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U （2009北京）某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖6-3-4所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為P和Q，則（ ） AEP

5、EQ，PQ BEPEQ，PQ CEPEQ，PQ DEPEQ，PQ 圖6-3-411 （2009北京）某靜 從圖可以看出P點(diǎn)的電場(chǎng)線的密集程度大于Q點(diǎn)的密集程度，故P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，因電場(chǎng)線的方向由P指向Q，而沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì). 答案：A12 從圖可以看出P點(diǎn)的電場(chǎng)線的密集程度大于Q（3）識(shí)圖用圖 有一靜電場(chǎng)，其電勢(shì)隨坐標(biāo)x的改變而變化，變化的圖線如圖6-3-5(a)所示.試在圖(b)中畫(huà)出該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的圖線(設(shè)場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向時(shí)取正值).圖6-3-5 13（3）識(shí)圖用圖圖6-3-5 13圖6-3-5 14圖6-3-5 14 從圖(a)可知

6、，坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢(shì)為零，各點(diǎn)的電勢(shì)也就是該點(diǎn)與原點(diǎn)之間的電勢(shì)差.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：E=U/d，則有另外，電場(chǎng)線從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以E1沿x軸負(fù)方向，取負(fù)值；E2沿x軸正方向時(shí)取正值.作出的圖象如圖6-3-5(b)所示.15 從圖(a)可知，坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢(shì)為零，各點(diǎn)的電 點(diǎn)評(píng)：對(duì)于應(yīng)用圖象解決問(wèn)題，應(yīng)從圖象中獲取有用的信息若圖象是直線，分析圖象的斜率及截距表示的物理意義；若圖象是曲線，利用圖象中的一些特殊點(diǎn)進(jìn)行分析從圖象中獲取的信息結(jié)合物理規(guī)律列方程進(jìn)行求解16 點(diǎn)評(píng)：對(duì)于應(yīng)用圖象解決問(wèn)題，應(yīng)從圖象中獲取有用的 如圖636甲所示，一條電場(chǎng)線與Ox軸重合，方向未知，取O點(diǎn)電勢(shì)

7、為零，Ox方向上各點(diǎn)的電勢(shì)F隨x變化的情況如圖乙所示，若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子僅受電場(chǎng)力的作用，則( )A電子將沿Ox方向運(yùn)動(dòng)B電子的電勢(shì)能將增大C電子運(yùn)動(dòng)的加速度恒定D電子運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減小圖6-3-617 從圖乙可以看出，沿x正方向電勢(shì)逐漸升高，由電場(chǎng)線的性質(zhì)可知，沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低，說(shuō)明電場(chǎng)線的方向沿x負(fù)方向，又因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，所以電子受到的電場(chǎng)力方向沿x正方向，電子沿Ox方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電子的電勢(shì)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； 18 從圖乙可以看出，沿x正方向電勢(shì)逐 由于電勢(shì)隨x的變化不是均勻的，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是變化的，電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到

8、的電場(chǎng)力是變化的，電子運(yùn)動(dòng)的加速度是變化的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圖乙中電勢(shì)隨x的變化情況可知，電場(chǎng)強(qiáng)度隨x的變化是先減小后增大，所以電子受到的電場(chǎng)力是先減小后增大，電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤19 由于電勢(shì)隨x的變化不是均勻的，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的大小2.電場(chǎng)力與其他力共同作用下帶電體的能量問(wèn)題 如圖6-3-7所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量均為Q，其中A帶正電，B帶負(fù)電，DC是它們連線的垂直平分線，A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長(zhǎng)為d的等邊三角形，另有一個(gè)帶電小球E，質(zhì)量為m，電荷量為+q(可視為質(zhì)點(diǎn))，被長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)在C點(diǎn)的正上方，現(xiàn)把

9、小球E拉起到M點(diǎn)，圖6-3-7202.電場(chǎng)力與其他力共同作用下帶電體的能量問(wèn)題圖6-3-720使細(xì)線水平繃直且與A、B、C處于同一豎直面內(nèi)，并由靜止開(kāi)始釋放，小球向下做圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)，速度為v，已知靜電力恒量為k，若取D點(diǎn)的電勢(shì)為零，求：(1)在A、B所形成的電場(chǎng)中，M點(diǎn)的電勢(shì).(2)絕緣細(xì)線在C點(diǎn)所受到的拉力FT. A、B兩處等量異種電荷形成的電場(chǎng)在其連線的中垂線CD上是等勢(shì)線，依題意，C=D=021使細(xì)線水平繃直且與A、B、C處于同一豎直面內(nèi)，并由靜止開(kāi)始釋(1)帶電小球從M到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：另有：M=UMC則可得：22(1)帶電小球從M到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：22

10、(2)如圖所示，在C點(diǎn)小球受到A、B兩處點(diǎn)電荷的合力為：方向豎直向下.由牛頓第二定律有：得：23(2)如圖所示，在C點(diǎn)小球受到A、B兩處點(diǎn)電荷的合力為：23 點(diǎn)評(píng)：計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能，可以根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算式Ep=qF進(jìn)行計(jì)算，也可以根據(jù)電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的變化量計(jì)算計(jì)算動(dòng)能和電勢(shì)能之和，可以根據(jù)能量守恒計(jì)算，也可以分別計(jì)算出動(dòng)能和電勢(shì)能，直接把兩者相加24 點(diǎn)評(píng)：計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能，可以根據(jù)電勢(shì) 如圖6-3-8所示，在絕緣水平面上，相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn)處分別固定著兩個(gè)等電量的正電荷，a、b是AB連線上的兩點(diǎn)，其中Aa=Bb=L/4，O為AB連線的中點(diǎn)，一質(zhì)量為m、帶電量為

11、+q的小滑塊(可以看做質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能E0從a點(diǎn)出發(fā)，沿直線AB向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，其中小滑塊第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的n倍(n1)，且到達(dá)b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，求：圖6-3-825 如圖6-3-(1)小滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)O、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程. (1)由Aa=Bb=L/4，O為AB連線的中點(diǎn)知，a、b關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，則Uab=0.設(shè)小滑塊與水平面間的摩擦力大小為f，對(duì)于小滑塊由a到b的過(guò)程有：f=N=mg所以26(1)小滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù).26(2)對(duì)于小滑塊由O到b的過(guò)程有：0-nE0=-f +qUO b由以上各式得，27(2)對(duì)于小滑塊由O到b的過(guò)程有：27(3)對(duì)于小滑塊從a開(kāi)始到最終在O點(diǎn)停下的過(guò)程有：0-E0=qUaO-fx所以28(3)對(duì)于小滑塊從a開(kāi)始到最終在O點(diǎn)停下的過(guò)程有：28 易錯(cuò)題：將一電量為q=210-6C的正點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)移至電場(chǎng)中A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功410-5J，求A點(diǎn)的電勢(shì)29 易錯(cuò)題：將一電量為q=210-6C的正點(diǎn)電荷從 錯(cuò)解分析：錯(cuò)誤混淆了電勢(shì)與電勢(shì)差兩個(gè)概念間的區(qū)別在電場(chǎng)力的功的計(jì)算式W=qU中，U指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差而不是某點(diǎn)電勢(shì) 正解：設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)P電勢(shì)為UP=0，從PA，電場(chǎng)力做功W=qUPA，所以W=q(UP-UA)，即410-5=210-6 (0-UA)