物理人教选修31课件第一章静电场习题课二.ppt

习题课二电场的能的性质,电场线、等势面和运动轨迹的综合,精典示例例1如图1所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(),图1,A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小,解析根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知，带电粒子在R处所受电场力的方向为沿电场线向右。假设粒子从Q向P运动，则电场力做正功，所以电势能减小，动能增大，速度增大；假设粒子从P向Q运动，则电场力做负功，所以电势能增大，动能减小，速度减小，所以A项正确，B项错误；由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用，只有动能与电势能之间的相互转化，则带电粒子的动能与电势能之和不变，故C项错误；根据牛顿第二定律可得qEma，又根据电场线的疏密程度可以得出Q、R两点处的电场强度的大小关系为EREQ，则带电粒子在R、Q两点处的加速度的大小关系为aRaQ，故D项错误。答案A,(1)已知等势面的形状分布，根据电场线和等势面相互垂直可以绘制电场线。(2)由电场线和等差等势面的疏密，可以比较不同点的场强大小，电场线或等势面密集处，场强较大。(3)根据电荷的运动轨迹可以判断电荷受力方向和做功的正负，从而判断电势能的变化情况，注意电场力与电场线相切，且指向曲线的凹侧。,针对训练1如图2，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则(),图2,A.aaabac，vavcvbB.aaabac，vbvcvaC.abacaa，vbvcvaD.abacaa，vavcvb,答案D,电场中x图象的应用,精典示例例2(多选)(2017黑龙江大庆实验中学期中)某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图3所示。在O点由静止释放一个负点电荷，该负点电荷仅受电场力的作用，则在x0x0区间内(),图3,A.该静电场是匀强电场B.该静电场是非匀强电场C.负点电荷将沿x轴正方向运动，加速度不变D.负点电荷将沿x轴负方向运动，加速度逐渐减小,答案AC,解答图象类问题的关键解答图象类问题时，往往要从图线斜率的物理意义上突破，在x图象中，图线斜率表示电场强度E，同时图线是增函数还是减函数也是解答问题的关键。,针对训练2(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4所示。下列说法正确的有()图4A.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,解析由x1处电势为零可知，两点电荷q1和q2带有异种电荷，A正确；在x图象中，图象切线的斜率表示电场强度，则x1处的电场强度不为零，B错误；且有x1到x2电场强度逐渐减小，负电荷受到的电场力逐渐减小，D错误；由Epq可知，负电荷在电势高处的电势能低，负电荷从x1移到x2，电势能减小，C正确。答案AC,电场力做功与电势差、电势能的综合,图5,(1)小球滑到C点时的速度大小；(2)若以C点作为参考点(零电势点)，试确定A点的电势。,针对训练3(2017贵州兴义月考)如图6所示，直线上有O、a、b、c四点，a、b间的距离与b、c间的距离相等。在O点处有固定点电荷。已知b点电势高于c点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则()图6A.两过程中电场力做的功相等B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C.前一过程中，粒子电势能不断减小D.后一过程中，粒子动能不断减小,解析b点电势高于c点电势，表明O点处的点电荷带正电，场强方向沿abc方向。带负电的粒子从c向a运动，电场力做正功，由于abbc，且越靠近点电荷，场强E越大，所以由UEd可知UabUbc，再根据电场力做功WqU可知WcbWba，A、B错误；电场力做正功，粒子电势能减小，动能增大，C正确，D错误。答案C,1.(电场线、等势线和运动轨迹)(多选)如图7所示，图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定(),图7,A.M点的电势高于N点的电势B.M点的电势低于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能,解析沿着电场线的方向电势降低，故选项A正确，B错误；电场线越密，场强越大，同一粒子受到的电场力越大，故选项C错误；粒子从M点到N点电场力做正功，所以电势能减小，选项D正确。答案AD,2.(对电场强度和电势的理解)下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相等的是(),解析匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面，A中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；B中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同；C中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强的方向不同；在D中，a、b两点的电势相等，场强的方向是平行连线方向向右，方向相同，故选项D正确。答案D,3.(x图象的理解)(多选)某静电场沿x方向的电势分布如图8所示，则下列说法正确的是(),图8,A.在Ox1之间不存在沿x正方向的电场B.在Ox1之间存在着沿x正方向的匀强电场C.在x1x2之间存在着沿x正方向的匀强电场D.在x1x2之间存在着沿x正方向的非匀强电场,答案AC,4.(能量守恒的应用)(2017上海崇明区高二期末)在竖直向下的匀强电场中，一带电油滴在电场力和重力的作用下，沿虚线所示的运动轨迹从a运动到b。若此带电油滴在运动过程中动能和重力势能之和为E1，重力势能和电势能之和为E2，则E1、E2的变化情况是(),图9,A.E1增加，E2增加B.E1增加，E2减小C.E1不变，E2减小D.E1不变，E2不变,解析根据轨迹可知，粒子带负电，受到向上的电场力大于重力，合力做正功，动能增加，所以电势能和重力势能之和E2减少，电场力做正功，电势能减少，所以重力势能和动能之和E1增加，B正确。答案B,5.(电场力做功与电势能的关系)为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对电荷施加一恒力F，如图10所示。若AB0.4m，37，q3107C，F1.5104N，A点电势A100V。已知sin370.6，cos370.8。(不计重力),图10,(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A