江苏省桃州中学高考物理一轮复习 8.3 电场能的性质（1）导学案 新人教版选修31.doc

选修3-12013届桃州中学高三物理导学案第一章 静电场【课 题】1.3 电场能的性质（1）【学习目标】理解电势能、电势差、电势、等势面的的概念【知识要点】 1静电力做功(1)特点：静电力做功与 无关，只与 有关(2)计算方法 wqed，只适用于匀强电场，其中d为沿 的距离wabquab，适用于 2电势能(1)定义：电荷在 中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到位置时静电力所做的功(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于 ，即wabepaepbep.3电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的 与的比值(2)定义式：.(3)矢标性：电势是 ，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比高(低)(4)相对性：电势具有 ，同一点的电势因选取点的不同而不同(5)电场线指向电势降低的方向4电势差(1)定义：电荷在电场中，由一点a移到另一点b时，与移动电荷的电荷量q的比值叫这两点的电势差(2)定义式：.(3)电势差与电势的关系：uab ，uabuba.(4)影响因素：电势差uab由 决定，与移动的电荷q及电场力做功wab 与零电势点的选取5等势面(1)定义：电场中的各点组成的面(2)四个特点等势面一定与电场线 ，即场强的方向跟等势面 在 上移动电荷时电场力不做功电场线总是从的等势面指向 的等势面等差等势面越密的地方电场强度 ，反之 【典型例题】一、静电力做功、电势能的变化【例题1】 如图所示，在同一条电场线上有a、b、c三点，三点的电势分别是=5v，=-2v，=0v，将电荷量q=-610-6c的点电荷从a移到b静电力做功多少？电势能变化了多少？若将该电荷从b移到c，静电力做功多少？电势能变化了多少？【例题2】如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，p、q是这条轨迹上的两点，由此可知()a三个等势面中，c等势面电势最高b带电质点通过p点时电势能较大c带电质点通过q点时动能较大d带电质点通过p点时加速度较大【例题3】(2011江苏单科)一粒子从a点射入电场，从b点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的是()a粒子带负电荷b粒子的加速度先不变，后变小c粒子的速度不断增大d粒子的电势能先减小，后增大【例题4】有一带电荷量q3106 c的点电荷，从电场中的a点移到b点时，克服静电力做功6104 j，从b点移到c点时静电力做功9104 j求：(1)ab、bc、ca间电势差各为多少？(2)若以b点为电势零点，则a、c两点的电势各为多少？点电荷在a、c两点的电势能各为多少？【反馈训练】1.(2011江苏南京二模)一个电荷量为106c的负电荷从电场中a点移到b点电场力要做功2106 j，从c点移到d要克服电场力做功7106 j，若已知c点比b点电势高3 v，且a、b、c、d四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是()2.(2011上海静安高三期末)一带电粒子射入一固定的点电荷q的电场中，沿如图所示的虚线由a点运动到b点a、b两点到点电荷q的距离分别为ra和rb，且rarb.若不计重力，则()a带电粒子一定带正电b带电粒子所受电场力先做正功后做负功c带电粒子在b点的动能大于在a点的动能d带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能3.（09年浙江卷）空间存在匀强电场，有一电荷量q(q0) 、质量的粒子从o 点以速率v0 射入电场，运动到点时速率为2v0 。现有另一电荷量-q、质量的粒子以速率2v0 仍从o点射入该电场，运动到点时速率为3v0 。若忽略重力的影响，则( )a在、三点中，点电势最高 b在、三点中，点电势最高c间的电势差比间的电势差大 d间的电势差比间的电势差小【能力训练】 1电荷在电场中a点具的电势能为10 j，下列说法正确的是()a电势能不可能为负值，不存在10 j的电势能b电荷在a点的电势能比在参考点的电势能少10 jc电荷从a点到参考点，电场力做10 j的功d电荷从参考点到a点，电场力做10 j的功2.(2010广东理综)如图所示是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()aa点的电势高于b点的电势b该点电荷带负电ca点和b点电场强度的方向相同da点的电场强度大于b点的电场强度3某静电场的电场线分布如图所示，图中p、q两点的电场强度的大小分别为ep和eq，电势分别为p和q，则()aepeq，pq bepeq，pqcepq depeq，peb，ab beaeb，abceab deaeb，aeq，带电质点通过p点时加速度较大，d正确；假设质点由p运动到q，根据运动轨迹的切线方向为速度方向；电场线与等势面相垂直； 正电荷所受的电场力与电场强度同向；做曲线运动的质点，其所受的合外力指向运动轨迹的凹侧，从而确定质点经过p时的速度和电场力方向，如图所示，根据正电荷所受电场力的方向可知，电场线由等势面a指向等势面c，故abc，a错误；电场力与瞬时速度成锐角，故由p运动到q电场力对质点做正功，质点的电势能减小，动能增加，b、c正确假设质点由q运动到p，能得到同样的结论3解析ab电场线与等势面垂直，可知右侧虚线上方电场线斜向右上方偏，而粒子向下偏，说明粒子带负电，故a正确；等势面的疏密表示电场强度的大小，故b正确；粒子在左侧做减速运动，故c错误；粒子所受的电场力一直做负功，电势能增加，d错误4【答案】(1)200 v300 v100 v(2)200 v 300 v6104 j9104 j解析(1)由题知wab6104 j，wbc9104 j.uab v200 v，ubc v300 v，ucaucbubaubc(uab)300 v200 v100 v. (2)若b0，则auabb200 v，cbubc300 v，点电荷在a点的电势能epaqa3106200 j6104 j.点电荷在c点的电势能epcqc3106300 j9104 j. 反馈训练答案：1 【解析】对a、b两点，由wquab可得uab v2 v，则b比a电势高2 v；同理ucd v7 v，即c比d高7 v由题已知c比b电势高3 v，则四点电势由高到低的顺序为cbad，则c选项正确 2. 【解析】由带电粒子的运动轨迹可判断受静电力方向大致向左，静电力先做负功后做正功又rarb，故由a到b使带电粒子离q变近了，又带电粒子与q电性相反，则a到b电场力的总功为负功、电势能增加、动能减小只有d正确能力训练答案 1解析bd电势能具有相对性，电荷具有的电势能比参考点低，其电势能为负值，故a错误，b正确；电荷由a点到参考点，电势能增大10 j，则电场力做负功10 j，c错误；同理可知，d正确2解析bd电势能具有相对性，电荷具有的电势能比参考点低，其电势能为负值，故a错误，b正确；电荷由a点到参考点，电势能增大10 j，则电场力做负功10 j，c错误；同理可知，d正确3解析a根据沿着电场线的方向电势是降低的，可以判断出pq；根据电场线的疏密可以判断电场的弱强，可以判断出epeq，故选a.4解析a根据等量异号点电荷电场中等势面的形状以及特点可知，由于a、c两点是两点电荷连线中垂线上的两点，它们的电势均为零