高中物理 第一章 静电场本章总结提升课件 新人教版选修31.ppt

本章总结提升 单元回眸 1 电场线的性质 1 电场线上任一点的切线方向为该点的场强方向 2 电场线的疏密表示场强的大小 3 电场中电势沿电场线方向逐渐降低 4 电场线与等势面垂直 且总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面 电场线的应用 整合创新 类型一 2 根据电场线我们可以判断 1 场强的大小和方向 2 电荷在电场中的受力方向 3 电势的高低 4 在电场中移动电荷时静电力做功的正负 5 电荷的电势能的大小 整合创新 整合创新 例1如图1 t 1所示 真空中有两个等量异种点电荷a和b 一带负电的试探电荷仅受静电力作用 在电场中运动的部分轨迹如图中实线所示 m n是轨迹上的两点 mn连线与ab连线垂直 o为垂足 且ao ob 设m n两点的场强大小分别为em en 电势分别为 m n 下列判断中正确的是 a em大于enb m大于 nc b点电荷一定带正电d 此试探电荷在m处的电势能小于在n处的电势能 图1 t 1 整合创新 答案 c 解析 根据两个等量异种点电荷a和b电场特点可知 em小于en 选项a错误 根据带负电的试探电荷仅受静电力作用的运动轨迹可知 b点电荷一定带正电 m点电势小于n点电势 此试探电荷在m处的电势能大于在n处的电势能 选项b d错误 选项c正确 整合创新 变式 如图1 t 2所示 带箭头的线段表示某一电场的电场线 在静电力作用下一带电粒子 不计重力 经过a点飞向b点 运动轨迹如图中虚线所示 试判断 1 粒子带电 2 a b两点比较 粒子在点的加速度较大 3 a b两点比较 电势较高的点是点 图1 t 2 整合创新 答案 1 正 2 b 3 b 解析 由电场线方向可知电场的场强方向 由运动轨迹知粒子受力方向应与场强方向一致 故粒子应带正电 b处电场线较密 故b点的场强较大 粒子在b点受的静电力较大 则粒子在b点的加速度较大 对 a与 b关系 可分别作出过a点和b点的等势面 由电场线的性质可知b点的电势较高 即 b a 1 电场中的功能关系 1 在电场中 若静电力对电荷做正功 则电荷的电势能减少 静电力对电荷做了多少正功 电荷的电势能就减少多少 若静电力对电荷做负功 则电荷的电势能增加 电荷克服静电力做了多少功 电荷的电势能就增加多少 2 在电场中 当只有静电力做功时 电荷的动能与电势能的总和是不变的 3 如果在电场中除了静电力做功外 还有重力做功 则电势能 动能和重力势能三者之间可以相互转化 且三者的总和保持不变 这就是普遍的能量守恒定律在电场中的具体应用 电场中的功能关系 整合创新 类型二 2 静电力做功的特点静电力做功与重力做功一样 与电荷运动的路径无关 仅仅取决于电荷运动始 末的位置 静电力做的功可用做功的普遍定义式w fd来求解 其中d表示电荷在静电力f方向上发生的位移 也可用静电力做功的公式w qu来求解 其中u表示电荷运动始 末两位置的电势差 整合创新 3 电势能的特点电势能是电场和放在电场中的电荷共有的 电势能的大小通常定义为将此电荷从电场中某点移到零电势能位置时静电力所做的功 所以电势能的正 负值与零电势能位置的选取有关 即电势能具有相对的意义 但电势能的变化则与零电势能位置的选取无关 即电势能的变化具有绝对的意义 所以与静电力做功有对应关系的是电势能的变化 而非电势能 整合创新 整合创新 例2 多选 如图1 t 3所示 在竖直向上的匀强电场中 绝缘轻质弹簧直立于地面上 弹簧上面放一个质量为m的带正电的小球 小球与弹簧不拴接 现将小球向下压到某位置后由静止释放 若小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中 重力和电场力对小球做的功分别为w1和w2 小球离开弹簧时速度为v 不计空气阻力 小球的电荷量保持不变 则上述过程中 a 小球的电势能增加w2b 弹簧弹性势能最大值为mv2 w1 w2c 弹簧弹性势能 小球的电势能和小球的重力势能三者之和可能一直在减小d 小球和弹簧组成的系统的机械能增加w2图1 t 3 整合创新 整合创新 变式 多选 带电粒子m只在静电力作用下由p点运动到q点 在此过程中克服静电力做了2 6 10 8j的功 则 a m在p点的电势能一定小于它在q点的电势能b p点的场强一定小于q点的场强c p点的电势一定高于q点的电势d m在p点的动能一定大于它在q点的动能 答案 ad 解析 带电粒子由p点运动到q点 克服静电力做功 即静电力做负功 所以电势能增加 由动能定理可知 动能减少 由于条件不足 不能确定电势和场强的大小关系 因此选项a d正确 整合创新 例3如图1 t 4所示 金属板a b与电源相连 电源电压u 2v a b板间距d 5cm b板接地 在两板间有a b c三点 其连线组成一直角三角形 a