安丘一中高三物理导学(电场能的性质).doc

安丘一中高三物理导学案单元：第2讲 电场能的性质 序号：12课题电场能的性质学习目标1.正确理解电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能变化的关系2. 理解电势、电势差、电势能及其相互关系3. 理解等势面及其特点重点理解电势、电势差、电势能及其相互关系难点正确理解电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能变化的关系【课前预习】 【考点梳理】走向高考第2讲中“考点自清”部分【考点自测】1. 在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()Ab点的电场强度一定比a点大B电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高D该电荷的动能一定减小解析：电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电势高处电势能较大，C正确电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定减小，D错电势高低与场强大小无必然联系，A错b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错答案：C2.如右图所示，在一真空区域中，AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点上各放置一个电荷量为Q的点电荷，关于C、D两点的电场强度和电势，下列说法正确的是()A场强相同，电势相等B场强不相同，电势相等C场强相同，电势不相等D场强不相同，电势不相等解析：根据对称性的特点以及场强的矢量性和电势的标量性可知，C、D两点的场强大小相等，方向不同，但电势相等，B正确答案：B3如下图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是()AM点电势可能高于N点电势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A错误；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由图可知，M点场强一定小于N点场强，B错；若把正电荷由M点移到N点电场力做正功，电荷的电势能减小，所以EpMEpN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，电场力做负功，D错答案：C4.把一个电荷量为q5109 C的正电荷从距电场无穷远处移到电场中M点，电荷克服电场力做功WM6.0103 J，如果把该点电荷从距电场无穷远处移到电场中N点，电荷克服电场力做功WN3.6103 J取无穷远处为零电势点，求：(1)M、N点的电势是多少？(2)M、N点的电势差是多少？把该点电荷从M点移到N点电场力做功是多少？解析：(1)由题意可知，若将该电荷从M点和N点分别移到无穷远处，电场力应做正功，其值分别等于WM和WN，设O点为无穷远处，O0，则：UMO V1.2106 VUNO V7.2105 V所以M1.2106 V，N7.2105 V.(2)M、N两点电势差UMNMN4.8105 V点电荷从M点移到N点，电场力做功WqUMN51094.8105 J2.4103 J，电场力做正功答案：(1)1.2106 V7.2105 V(2)4.8105 V2.4103 J【课内探究】探究一 对描述电场的能的性质的概念的理解【例1】如图281所示，AB是真空中点电荷形成的一条电场线，一个带正电的粒子在只受电场力的作用时，以速度vA 经过A 点沿直线向 B 点运动，一段时间后，该粒子以相反的速度vB经过 B 点，则下列判断正确的是() AA点的电势一定低于B点的电势BA点的场强一定大于B点的场强C该带电粒子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能D该带电粒子在A点的动能与电势能之和大于它在B点的动能与电势能之和【解析】 根据题意可知，带正电的粒子所受的电场力向左，故电场方向由B指向A，A点的电势一定低于B点的电势，选项A正确；由一条电场线不能确定电场线疏密，故不能比较A、B 两点电场强弱，选项B错误；带电粒子由A 点沿直线向 B 点运动过程中，电场力做负功，其电势能增加，选项C错误；由于只有电场力做功，所以带电粒子动能和电势能之和保持不变，选项D错误答案：A探究二 电场强度与电势差【例2】如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上以下判断不正确的是()Ab点场强大于d点场强Bb点场强小于d点场强Ca、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D试探电荷q在a点的电势能大于在c点的电势能【解析】两等量异种电荷产生的电场如图所示，由图可知，d点的电场线比b点的电场线密集，所以d点的场强大于b点的场强，A项错误，B项正确a、c两点关于MN对称，b点在MN上，同一点电荷从a到b和从b到c电场力做的功相同，由WqU可知UabUbc，C项正确a点电势高于c点电势，同一正电荷在a点的电势能大于在c点的电势能，D项正确答案：A探究三 等势面与带电粒子的运动轨迹【例3】图623中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线两粒子M、N质量相等，所带电荷量的绝对值也相等现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点已知O点电势高于c点若不计重力，则()AM带负电荷，N带正电荷BN在a点的速度大于M在c点的速度CN在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功DM在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零【解析】因O点电势高于c点，故场强方向向下，由轨迹弯曲方向知M带正电、N带负电，A选项错误；因UaOUOc，利用动能定理得：a、c两点速度大小相同，B选项错误；N从O到a过程电场力做正功，C选项错误；O、b在同一等势面上，电场力做功为零，D选项正确【答案】D探究四 电场力做功与电场中的能量问题【例4】如图5所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中 () A小球与弹簧组成的系统机械能守恒B小球的重力势能增加W1C小球的机械能增加W1mv2D小球的电势能减少W2mv2【解析】本题考查势能大小和机械能守恒定律由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，故B选项正确；小球增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外，外力所做的功即W2，故C选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故D选项错误答案：B【当堂检测】1.电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为a和b，则()AEaEb，ab BEaEb，abCEab DEaEb，aBAD，则C选项正确答案：C3.某同学研究电子在电场中的运动时，电子仅受电场力作用，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(虚线所示)，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的是()A不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点小B不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点低C如果图中实线是电场线，电子在a点电势能大D如果图中实线是等势面，电子在b点电势能大【解析】若图中的实线为电场线，电子所受电场力向右，电场线方向向左，电势aEpb.若图中的实线为等势面，则电场线在竖直方向，电场