2019-2020学年高中物理 第一章 静电场 习题课电场能的性质的理解与应用课件 新人教版选修3-1.ppt

习题课:电场能的性质的理解与应用,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,电场线、等势面和运动轨迹的综合图中虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面。一带正电的粒子只在电场力的作用下从a点运动到b点,轨迹如图中实线所示。(1)正电粒子受的静电力方向向哪?电场线的方向向哪?(2)a、b两点的电势哪点高?(3)粒子在a点的电势能大还是在b点电势能大?动能呢?,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,要点提示:静电力的方向一定与等势面垂直,由图可知静电力的方向向右,由于粒子带正电,所以电场线方向从左向右,故a点的电势高于b点的电势,粒子从a运动到b,静电力做正功,动能增加,电势能减少。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,1.已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直可以绘制电场线。2.由电场线和等差等势面的疏密,可以比较不同点的电场强度大小,电场线或等势面密集处,电场强度较大。3.根据电荷的运动轨迹弯向力指的那一侧,电场力沿着电场线的切向方向,可以判断电荷所受电场力方向;根据电荷所受电场力方向和电荷的速度方向(运动轨迹的切线方向)的夹角,判断电场力做功情况,进而判断电势能变化情况,结合动能定理判断电荷的动能变化情况。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题1】(多选)某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(如图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法正确的是()A.如果图中虚线是电场线,电子由a点运动到b点,动能减少,电势能增加B.如果图中虚线是等势面,电子由a点运动到b点,动能增加,电势能减少C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电场强度都大于b点的电场强度D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,解析:电子做曲线运动,它受到的静电力方向指向轨迹的凹侧。如果虚线是电场线,电子受到静电力的方向沿电场线向左,由a点运动到b点,静电力做负功,动能减少,电势能增加,A正确;若虚线是等势面,电场线与等势面垂直,即电子受到的静电力方向也与等势面垂直,方向指向斜下方,电子由a点运动到b点,静电力做正功,动能增加,电势能减少,电势升高,B正确,D错误;因为等势面密集处电场线也密集,题图中虚线无论是电场线还是等势面,a处都较密集,所以a点的电场强度大于b点的电场强度,C正确。答案:ABC已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直绘制电场线,再根据轨迹弯曲方向找电荷的受力方向,结合运动轨迹或路径,判断功的正负;由静电力做功正负确定动能及电势能的变化。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,电势、电势能、电场力做功的综合分析如图所示,在光滑绝缘直杆下端固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上A、B两点间的距离为h,一电荷量为-q、质量为m的绝缘小球穿在直杆上,由静止从A点滑到B点时的速度为,求:(1)静电力所做的功。(2)A、B两点的电势差。(3)若取B点为零势能点,小球在A点的电势能。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,1.计算静电力做功的常见方法:(1)利用静电力做功与电势能的关系求解:WAB=EpA-EpB。(2)利用W=Fd求解,此公式只适用于匀强电场。(3)利用公式WAB=qUAB求解。(4)利用动能定理求解:W合=Ek。2.分析电荷电势能变化的方法:(1)公式法:由公式Ep=q判断。(2)做功法:静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加,即W=Ep1-Ep2。(3)电荷法:正(或负)电荷在电势高(或低)的地方电势大(或小)。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题2】如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的圆交于B、C两点,质量为m、电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知qQ,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为。求小球由A到C的过程中静电力做的功及A、C两点间的电势差。,探究一,探究二,问题探究,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,1.如图所示,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()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,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,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。答案:A,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,2.(多选)图甲是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度仅在静电力的作用下沿电场线AB由A点运动到B点,所经位置的电势随其与A点的距离x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EAvBC.A、B两点的电势AEB,选项A错误。答案:BD,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,3.如图所示。Q为固定的正点电荷,