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.pptx

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E x 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E x 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 0 10 9C的正电荷从A点移到B点 电场力做功1 5 10 7J 再把这个电荷从B点移到C点 克服电场力做功4 0 10 7J 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 WAC WAB WBC 1 5 10 7J 4 0 10 7J 2 5 10 7J 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 5 10 7J 再增加4 0 10 7J 从A到C 电势能增加2 5 10 7J解析在电场中把电荷量为2 0 10 9C的正电荷从A点移到B点 电场力做功1 5 10 7J 电势能减少1 5 10 7J 再把这个电荷从B点移到C点 克服电场力做功4 0 10 7J 电势能增加4 0 10 7J 故从A到C 电势能增加2 5 10 7J 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 C 0 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WAB EpA EpB Ep 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Ep1 Ek1 Ep2 Ek2 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U Ed 其中d为两点沿电场线方向的距离 由公式U Ed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AB CD 且AB CD 则UAB UCD 或 A B C D 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 6 10 19C 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8 10 19JD 电子从b点移到c点 电场力做的功为2 4 10 18J 图3 解析根据Uac UOb知 10V 30V O 15V得 O 5V B正确 A错误 Wab qUab 1 6 10 19 10 15 J 8 10 19JWab Epa Epb 8 10 19J C错误 Wbc qUbc 1 6 10 19 15 30 J 2 4 10 18J 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 A 5V B 9V C 2V 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 UBA 14V UBC 7V 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 E x 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 Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 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 E x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Uac UOb 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