电场中能量问题赏析

1、电场中能量问题赏析转载电场是高中物理重要板块。其本身性质体现在两个方面。一是其具有力的性质。 二是具有能量的性质。对带电粒子在电场中运动的考察是高考热点问题。能量问题的分析更具得灵活多变。我们应把握两条直线功能关系和能量守恒。这里分几个方面谈谈电场能量问题：一、电势能与电场力做功从物理现象看，两个物体之间存在相互作用， 必然会存在一种势能，例如重力势能、分 子势能、弹性势能等。以重力势能为例，物体从高处静止释放，物体能运动起来，动能增加， 说明物体具有对外做功的本领，具有能量，把该能量称为重力势能。产生势能的原因就是物体之间有相互作用力，将物体自由释放，相互作用力做正功，由相对位置决定的势能也

2、释放出来，转化为其他形式的能，势能减小。若克服相互作用移动物体，物体间具有势能将增加，其他形式的能转化为势能储存起来。所有的势能产生原因一样。 势能的变化由相互作用力做功决定。 不同势能变化规律相同。 其规律为：相互作用力做正功，势能减小；相互作用力做负功，势能增加。势能规律与动能定理有区别， 合外力做正功，动能将增加。合外力做负功，动能将减小。 它们规律不同就是因为产生原因不同。例：如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M N两点，已知1，丄,下列叙述正确的是（）A.若把一正的点电荷从M点沿直线移动N点,B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点,C.若把一负的点电荷从M点沿直接移到N点,D

3、.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点,则电场力对该电荷做功，电势能减少 则该电荷克服电场力做功，电势能增加则电场力对该电荷做功，电势能减少 再从N点沿不同路径移回到 M点；则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变探析：如图，m>n, Uin> 0, W= UMn- q,若q > 0, W> 0，电场力做正功，电势能减 小。若q< 0, W 0,电场力做负功，电势能增加。选AD二、电场中不同力做功对应不同能量改变这里的能量问题要善于把握功能关系这个核心。其基本对应规律为，在电场中：1 电场力做功t电势能变化（势能规律）2. 重力做功-重力势能

4、变化（势能规律）3. 合外力做功t动能变化（动能定理）4. 除重力、弹力以外的力做功- E机变化探析：如果只有重力、弹力做功，机械能守恒不变。除了重力、弹力以外的外力做正功， E机增加，做负功，E机减小。考查方向分计算和判断。I、判断能量变化：例：一带电油滴在匀强电场 E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下， 若不计空气阻力，则此带电油滴从 a运动到b的过程中，能量变化情况为（）1 “*'1ErFrA. 动能减小B. 电势能增加C. 动能和电势能之和减小D. 重力势能和电势能之和增加探析：先进行受力分析F.J/uL ! " '9f1* ,F4重力做负功，重力势

5、能增加；电场力做正功，电势能减小；合外力竖直向上，合 外力做正功，动能增加；能量守恒，Ep+ e + EK=恒量，Ep表示重力势能，e表示电势能， 因为Ep增加，e + E减小；因为 Ek增加，Ep+ e减小。选 Cn、计算问题：例：在绝缘的平面上方存在着匀强电场方向如图，水平面上的带电金属块在水平拉力F的作用下，沿水平面移动，已知金属块在移动的过程中，外力F做功32J，金属块克服电场力做功8J,金属块克服摩擦力做功 16J，则在此过程中金属块的（）A. 动能增加8JB. 电势能增加24JC. 机械能减少24JD. 机械能增加48J分析：设外力F做功为W,克服电场力做功为 W,克服摩擦力做功为

6、 W。由动能定理： Ek= W W8J由势能规律，电势能变化量：Ep= W = 8J机械能增加量： E= W W W= 8J选A三、能量守恒思想在电场中的运用例：如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，一个正 电荷在等势面 L3处的动能为20J，运动到等势面 Li处时动能为零；现取 L2为零电势参考平 面，则当此电荷的电势能为 4J时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（）uL?_VrA. 16JB. 10JC. 6JD. 4J自然界能量保持守恒不会消失，只会转化或转移。分析：L2电势为0,电势能为0。L3到Li，动能变为0，则在L2处的动能为10J。L2处总 能量为10J。根据能量守恒，s + Ek=恒量，当e = 4J , Ek= 6J。做这种题型善于抓住电势 为零处的总能量，