第十章专题1电场中的运动轨迹功能关系和图像问题课件-高二上学期物理人教版

第十章

静电场中的能量专题1：电场中的运动轨迹

功能关系和图像问题

电场线

等势面（线）与运动轨迹的综合问题第一部分一、电场线和等势面两者之间的联系与区别1、在同一电场中，等差等势面密集处，电场线也密集，电场强；等差等势面稀疏处，电场线也稀疏，电场弱。2、电场线总与等势面垂直。即知道等势面，可画出电场线，知道电场线，也可画出等势面。3、电荷沿着电场线移动，电场力一定做功；电荷沿着等势面移动，电场力一定不做功。二、物体做曲线运动的三条规律1、瞬时速度方向为轨迹上每一点的切线方向；2、物体运动时所受合力方向应指向轨迹的凹侧（内侧）3、物体运动过程中，若合力与速度方向的夹角小于90°，则合力做正功，速度增大做加速运动；若夹角大于90°，则合力做负功，速度减小做减速运动；若夹角等于90°，则合力不做功。三、做一做【典例1】

两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中

虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹

为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列判断正确的是

（

）A.粒子带正电B.b点和d点的电场强度相同C.粒子的动能先减小后增大D.粒子在a点的电势能大于在c点的电势能三、做一做

电场中的功能关系第二部分一、电场中的功能关系1、

只有静电力做功只发生电势能和动能之间的相互转化，电势能与动能之和保持不变，功和能之间的关系为W电＝－ΔE电＝ΔEk。2、只有静电力和重力做功只发生电势能、重力势能和动能之间的相互转化，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。3、多个力做功多种形式的能参与转化，要根据不同力做功和不同形式的能之间的转化的对应关系分析，总功等于动能的变化，即W总＝W电＋W其他＝ΔEk。二、其他几种常见的功能关系力做功能的变化关系合力做的功动能变化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力做的功重力势能变化(1)重力做正功，重力势能减少(2)重力做负功，重力势能增加(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2弹簧弹力做的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能减少(2)弹力做负功，弹性势能增加(3)W＝－ΔEp＝Ep1－Ep2除重力和系统弹力之外的其他力做的功机械能变化(1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)W其他＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力做的总功系统内能的变化(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加(2)摩擦生热Q＝Ff·x相对力做功能的变化关系三、做一做

（1）求小球滑至C点时速度的大小；（2）求A、B两点间的电势差UAB；

（3）若以C点作为零电势点，求A点的电势。

电场中的功能关系第三部分电场力做功的正负电场力和速度夹角

电势能变化电势的高低

（1）斜率的正负

加速度方向

电场力方向电场强度方向（2）斜率的大小

加速度大小

电场强度大小电场线疏密(已知电荷正负)动能的增减1、速度V变化

2、斜率变化(已知电荷正负)一、v－t图象（只受电场力作用时）

1.一带电粒子仅在静电力作用下从A点开始以－v0做直线运动，其v-t

图像如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，下列

判断正确的是（

）A.A、B、C三点的电势关系为φB＞φA＞φCB.A、B、C三点的电场强度大小关系为EC＞EB＞

EAC.粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点，静电力先做正功后做负功1.意义：φ－x是描述电场中沿x轴方向

的电势随位置x变化的规律2.应用（以电场线与x轴平行为例）（1）确定各位置电势高低，并确定电场方向①电势降低方向为电场方向②电势升高方向为电场反方向（2）由于电场强度而φ－x图像斜率所以①斜率k的绝对值大小等于E的大小，k增大，E增大，k=0,则E=0②斜率的正负表示E方向的负正，即k=-E，表示电势升高和降低（3）根据EP=qφ,判断电荷移动时电势能、动能变化以及静电力所做功二、φ－x图象3.在坐标－x0到x0之间有一静电场，x轴上各点的电势φ随坐标x的变化

关系如图所示，一电荷量为e的质子从－x0处以一定初动能仅在静电

力作用下沿x轴正向穿过该电场区域。则该质子（

）A.在－x0～0区间一直做加速运动B.在0～x0区间受到的静电力一直减小C.在－x0～0区间电势能一直增加D.在0～x0区间电势能一直增加三、E－x图象1.意义：E－x是描述电场中沿x轴方向

的电场强度E随位置x变化的规律2.应用（以电场线与x轴平行为例）（1）确定各位置电场强度大小和方向及电势①E>0表示E方向为正方向，即X轴正方向②E<0表示E方向为反方向，即X轴负方向（2）求电势差U:E－x图线与x轴所围图形面积表示电势差U，有上下正负面积之分，

（如图所示：U-11=S上-S下=0）（3）判断电场力、加速度、电场力做功、电势能变化EE2.静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，x轴正向为电

场强度正方向，带负电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（

）A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程中电势能增大C.由x1运动到x4的过程中静电力先增大后减小D.由x1运动到x4的过程中静电力先减小后增大四、Ep－x图象1.意义：EP－x是描述电场中某点电荷沿x轴方向的电势能EP随位置x变化的规律2.确定电势能EP大小和EP变化→(Ek变化)，→φ升降①正电荷，EP越大，（Ek越小），电势φ越高②负电荷，EP越大，（Ek越小），电势φ越低3.判断电场力大小和方向，从而判断电场强度大小和方向EP-x图线的斜率