（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 微型专题2 电场能的性质课件 新人教版必修2.ppt

微型专题2电场能的性质,第一章静电场,学科素养与目标要求物理观念：1.进一步理解电势、电势差、电势能的概念、公式，知道电场力做功与电势能变化的关系是一种普遍的功能关系.2.会用等分法确定等势面和电场方向.3.理解Ex、x图象的意义，并会分析有关问题.科学思维：1.通过分析电势、电势能及电场力做功的综合问题，提高逻辑思维和科学思维能力.2.通过方法的迁移，找到解决Ex、x图象与其它图象问题共性的东西.,内容索引,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,重点探究,例1在电场中把电荷量为2.0109C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.5107J，再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功4.0107J.(1)求A、C两点间的电势差；答案125V,一、电势、电势能、电场力做功的综合问题,解析从A到C，电场力做的总功为：WACWABWBC1.5107J4.0107J2.5107J,答案,解析,答案,解析,(2)电荷从A经B移到C，电势能的变化怎样？答案电荷从A经B移到C，电势能先减少1.5107J，再增加4.0107J，从A到C，电势能增加2.5107J解析在电场中把电荷量为2.0109C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.5107J，电势能减少1.5107J.再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功4.0107J，电势能增加4.0107J.故从A到C，电势能增加2.5107J.,答案,解析,例2如图1所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点.现有一质量为m、电荷量为q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为.不计空气阻力，求：,图1,(1)小球滑到C点时的速度大小；,解析因为B、C两点电势相等，故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零.,答案,解析,(2)若以C点为零电势点，试确定A点的电势.,又因为C0，,电场中的功能关系1.合外力做的功等于物体动能的变化量，即W合Ek.2.电场力做功决定物体电势能的变化量，即WABEpAEpBEp.这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似.3.只有电场力做功时，带电体电势能与动能的总量不变，即Ep1Ek1Ep2Ek2.这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似.,1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为UEd，其中d为两点沿电场线方向的距离.由公式UEd可以得到下面两个结论：结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势C，如图2甲所示.,二、用等分法确定等势面和电场方向,甲乙图2,结论2：匀强电场中若两线段ABCD，且ABCD，则UABUCD(或ABCD)，如图乙所示.,2.确定电场方向的方法先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面.,例3(多选)(2018山东济宁市高一下期末)一匀强电场的方向平行于xOy平面，电场中a、b、c三点的位置如图3所示，三点的电势分别为10V、15V、30V，电子的电荷量为1.61019C，下列说法中正确的是,解析,答案,A.坐标原点处的电势为5VB.坐标原点处的电势为5VC.电子在a点的电势能比在b点的电势能小81019JD.电子从b点移到c点，电场力做的功为2.41018J,图3,解析根据UacUOb知，10V30VO15V得O5V，B正确，A错误；WabqUab1.61019(1015)J81019JWabEpaEpb81019J，C错误；WbcqUbc1.61019(1530)J2.41018J，D正确.,例4如图4所示，A、B、C表示匀强电场中的三点，它们的电势分别为A5V，B9V，C2V.试在图中画出过A、B、C点的三条等势线，并画出一条过C点的电场线.,解析,答案,图4,答案见解析图,解析由题意知，UBA14V，UBC7V.由于是匀强电场，故AB连线的中点D与C点是等势点，而匀强电场中等势面为一平面，故DC连线为等势线，再过A、B点分别作平行于CD的直线即为所求的过A、B、C点的三条等势线，如图所示，过C作垂直于CD的直线即为过C点的电场线，且电场方向水平向左.,例5(多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图5所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推.现将一带正电的,三、Ex、x图象的分析,试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是A.EaEb41B.EcEd21C.WabWbc31D.WbcWcd13,图5,解析,答案,1.x图象反映电势随x的变化规律，其斜率大小表示场强大小.电场方向由电势变化情况判断(顺着电场线方向电势降低).2.Ex图象反映场强E随x的变化规律，其正负表示场强的方向.,达标检测,1.(电场中的功能关系)(多选)如图6所示，光滑绝缘细杆AB，水平放置于被固定的带负电荷的小球的正上方，小球的电荷量为Q，可视为点电荷，a、b是水平细杆上的两点，且在以带负电小球为圆心的同一竖直圆周上.一个质量为m、电荷量为q的带正电的小圆环(可视为质点)套在细杆上，由a点静止释放，不计空气阻力，在小圆环由a点运动到b点的过程中，下列说法中正确的是,A.小圆环所受库仑力的大小先增大后减小B.小圆环的加速度先增大后减小C.小圆环的动能先增加后减少D.小圆环与负电荷组成的系统电势能先增加后减少,图6,答案,1,2,3,4,2.(x图象)(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图7所示.下列说法正确的有,A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2，电势能减小D.负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大,图7,答案,1,2,3,4,3.(电势、电势能、电场力做功的综合问题)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图8所示，三点的电势分别为10V、17V、26V.下列说法正确的是,答案,解析,1,2,3,4,A.电场强度的大小为2.5V/cmB.坐标原点处的电势为1VC.电子在a点的电势能比在b点的低7eVD.电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV,图8,1,2,3,4,1,2,3,4,因为Oacb是矩形，所以有UacUOb，可知坐标原点O处的电势为1V，故选项B正确；a点电势比b点电势低7V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7eV，故选项C错误；b点电势比c点电势低9V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV，故选项D正确.,4.(电场能的性质综合)如图