6.3电场能的性质.ppt

6 3电场能的性质 有一粗糙的绝缘斜面固定在水平地面上 并处在方向与斜面平行向下的匀强电场中 一个带正电的小球 从斜面顶端沿斜面滚下 问题1 小球在下滑的过程中有哪些力做功 问题3 小球在下滑的过程中 重力势能和电势能如何变化 问题4 以顶端A为零势能位置 斜面长度为d 电场的场强为E 小球的带电量为q 则小球在底端B的电势能是多大 问题5 若电量为 q小球 从斜面顶端滚下 再回答问题3 4 A B 重力场 静电场 WAB EPA EPB WAB EPA EPB 重力势能具有相对性 通常选地面为零势能面 电势能具有相对性 通常选大地或无穷远处为零势能面 重力势能是标量 负值表示重力势能小于零 电势能是标量 负值表示电势能小于零 移动等量正负电荷 电场力做功不同 等量正负电荷在同一点电势能不同 WG mg h 只和始末位置的高度差有关 W电 qUAB 只和始末位置电势差有关 EP mgh 有一粗糙的绝缘斜面固定在水平地面上 并处在方向与斜面平行向下的匀强电场中 一个带正电的小球 从斜面顶端沿斜面滚下 W合 EK 用动能定理计算 大家来命题 怎样提供已知条件 求出小球由A点运动到B点静电力做功大小 二 两点间电势高低的判断方法 方法一 由电势差的正负判断 UAB 0 A B UAB 0 A B UAB 0 A B 方法二 由电场线的方向判断 沿电场方向电势必降低 方法三 取无穷远处为电势零点 场源正电荷周围电势为正值 且离电荷近处电势高 场源负电荷周围电势为负值 且离电荷近处电势低 方法四 根据电势能大小判断 试探正电荷的电势能大处 电势高 试探正电荷的电势能小处 电势低 试探负电荷的电势能大处 电势低 试探负电荷的电势能小处 电势高 三 电势能大小的比较 1 做功判断法 电场力做正功 电势能减小 电场力做负功 电势能增加 1 正电荷顺着电场线的方向移动 电场力做正功 电势能减小 逆着电场线移动 电势能增加负电荷顺着电场线的方向移动 电场力做负功 电势能增加 逆着电场线移动 电势能减小 2 正电荷从高电势向低电势移动 电势能减小 从低电势向高电势移动 电势能增加 负电荷从高电势向低电势移动 电势能减小 从低电势向高电势移动 电势能减小 方法二 通过电场力做功计算 方法三 与电势关系来判断 正电荷在高电势处电势能大 在低电势处电势能小 负电荷在高电势处电势能小 在低电势处电势能大 四 匀强电场中电势差 电场强度 1 d是沿场强方向的距离 2 不带下标的电势差U取正值 3 在匀强电场中 互相平行等间距的两点间的电势差相等 五 等势面 定义 电场中电势相等的点组成的面 几种常见电场的等势面分布 等势面的特点 沿等势面移动电荷电场力不做功 电场线总是与等势面垂直 且从高等势面指向低等势面 电场线越密的地方 等势面也越密 电场线与等势面都是人们虚拟出来形象描述电场力的性质和能的性质的工具 并不存在 例 判断下列电场中各点的场强大小和电势高低 以及电荷在这些点之间运动时 电场力做功 电势能变化 动能变化 六 电势 与场强E的比较 描述电场能的性质 描述电场力的性质 标量 但有正负 矢量 同一检验电荷在 大处 不一定大 同一检验电荷在E大处F一定大 大处E不一定大 E大处 不一定大 两者大小都由电场本身性质决定与检验电荷无关 匀强电场中 E U d或U Ed 沿场强方向电势降低 电场方向是电势降低最快方向 D 小物体上升的最大高度为 B 从N到M的过程中 小物体的电势能逐渐减小 A 从M到N的过程中 电场力对小物体先做负功后做正功 C 在整个运动过程中 克服摩擦力做的功等于小物体动能的减少量 1 改编自2009年四川高考 粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷 带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑 到达N点时速度为零 然后下滑回到M点 此时速度为v2 v2 v1 若小物体电荷量保持不变 OM ON 则 2 如图所示 在粗糙的斜面上固定一点电荷Q 在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块 小物块在电荷Q的电场中沿斜面运动到N点静止 则从M到N的过程中 A 小物块所受的静电力减小 B 小物块的电势能可能增加C 小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功D M点的电势一定高于N点的电势 3 根据电场线与等势面的关系画匀强电场中的电场线或等势面 4 在匀强电场中有A B C三点 AB BC且AB 10cm BC 30cm 将一带电荷量为1 10 8C的负电荷由A移到B 电场力做功为2 10 8J 若将一带电荷量为1 10 8C的正电荷由C移到A 要克服电场力做功为4 10 8J 试画出场线 且求出电场强度E的大小 5 带电荷量为 2 0 10 4C的粒子先后经过电场中的A B两点时 克服电场力做功为6 0 10 2J 已知B点电势为100v 求 1 A B两点间的电势差 2 A点的电势 3 粒子的电势能变化量 4 把电荷量为2 0 10 4C的负电荷放在A点的电势能 6 将一正电荷从无穷远处移入电场中A点 电势能减小了8 0 10 9J 若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的B点 电势能增加了9 0 10 9J 则下列判断正确的是 A A A 0C B B 0 7 2003年全国卷 如图所示中虚线为静电场中的等势面1 2 3 4 相邻的等势面之间的电势差相等 其中等势面3的电势为0 一带正电的点电荷在静电力的作用下运动 经过a b两点时的动能分别为26ev和5ev 当这一点电荷运动到某一位置 其电势能变为 8ev时 它的动能应为 A 8evB 13evC 20evD 34ev 例7 如图所示 在光滑绝缘水平面上有两个带同种电性的小球 现由静止释放 这时A球的加速度为a B球的加速度为a 4 经过一段时间后A球的加速度为a 4 速率为v 求 1 此时B球加速度和速率 2 这一过程中系统的电势能减少了多少 已知A球的质量为m 例8 如图所示 光滑绝缘细杆竖直放置 它与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于B C两点 质量为m 带电量为 q的有孔小球从杆上A点无初速速下滑 已知q Q AB h 小球滑到B点时的速度大小为 求 1 小球由A到B过程中电场力做的功 2 A C两点间的电势差 8 如图所示 在绝缘水平面上 相距为L的A B两点处分别固定着两个等电量的正电荷 a b是AB连线上的两点 其中Aa Bb L 4 O为AB连线的中点 一