《2015名师导学物理一轮课件 第六章 静电场6.2》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2015名师导学物理一轮课件 第六章 静电场6.2(59页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 2节 电场的能的性质 一、电势能、电势 1 电势能 (1) 静电力做功的特点:静电力做功与路径 _ _ _ ,或者说:电荷在电场中沿一闭合路径移动,静电力做功为 _ _ _ (2) 电势能概念:电荷在电场中具有势能,叫电势能电荷在某点的电势能,等于把电荷从该点移动到零势能位置时,静电力做的功,用 (3) 静电力做功与电势能变化的关系: 静电力做正功,电势能 _ _ _ ;静电力做负功,电势能 _ _ _ 关系式: _ _ _ 无关 零 减小 增加 (4) 单位: _ _ _ ( 宏观能量 ) 和 _ _ _( 微观能量 ) ,它们间的换算关系为: _ _ _ (5) 特点: 系统性:由
2、_ _ 和 _ _ _共有; 相对性:与 _ _ _ 有关,通常取 _ _ _ 或 _ _ _ 为电势能的零点位置; 标量性:只有 _ _ _ ,没有 _ _ _ ,其正负的 物理含义是:若 ,则电势能比在参考位置时 _ _ _ ,若 电势比参考位置高,若 0 ,则 A 点电势比 B 点电势_ _ _ ,若 m m , x 2 x 1 ,U 12 m v 022 q U 21 , U 21 m v 022 q,选 B. 【 答案 】 B 【方法与知识感悟】 本题中的电场可以看成是放在 x 0 和 x 0 处的两个等量正点电荷产生的,以无穷远处电势为 0 ,越靠近正电荷,电势越高;各点的电势,是
3、两个点电荷分别在该点产生的电势的代数和故其中点 O 处电势最小但不为 0. 在计算电场力做功时,要注意分析电荷的正、负,电势的分布,做功的正、负,很容易出错,要特别小心 1 关于静电场,下列结论普遍成立的是 ( ) A 电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低 B 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C 在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向 D 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零 C 【解析】 电势的高低 与电场强度的大小无关, 场中任意两点的电势差不仅与这两点的场强有关,还与这两点沿电场线方向的距离有关, B 错;在
4、D 项中,初、末位置场强为零,中间某 段场强可能不为零,电场力做功不一定为零, D 错;只有 C 项正确 2 在右图中,虚线表示某点电 荷 Q 所激发电场的等势面,已知 a 、 b 两点在同一等势面上, c 、 d 两点 在另一个等势面上甲、乙两个带 电粒子以相同的速率,沿不同的方 向从同一点 a 射入电场,在电场中 沿不同的轨迹 线、 线运动则 ( ) A 甲、乙两粒子所带的电荷符号相同 B 甲粒子经过 c 点时的速率大于乙粒子经过 C 两个粒子的电势能都是先减小后增大 D 经过 b 点时,两粒子的动能一定相等 B 【解析】 由轨迹看出,甲受引力,乙受斥力,甲、乙异号, A 错,电场力对甲做
5、正功,对乙做负功 b 点,电场力对两粒子做功都为零,但动能不一定相等,因为质量不一定相等, D 错,甲粒子电势能先减小后增大,乙粒子电势能先增大后减小, C 错 3 ( 多选 ) 如图,在一个粗 糙绝缘水平面上,放置有两个 带异种电荷的小物块 A 和 B . 将 物块 A 固定,给物块 B 一初速 度 它从 M 点向右远离 A . 下列情况可能发生的是 ( ) A 物块 B 一直向右运动,最后静止,两个物块的电势能逐渐增加 B 物块 B 先向右运动,后向左运动,最后静止在 M 点,两个物块的电势能不变 C 物块 B 先向右运动,后向左运动,最后静止在 M 点左侧,两个物块的电势能减小 D 物块
6、 B 先向右运动,后 向左运动,最后将与A 相碰 【解析】 电场力、滑动摩擦力都做负功,动能减小到 0 时,电场力小于最大静摩擦力,最后静止时电场力等于静摩擦力, A 对;如果先向右,再向左的话,电场力越来越大,不可能静止在 M , B 错;也不可能静止在 M 点左侧, C 错, D 对 4 某导体置于电场后周围的电 场分布情况如图所示,图中虚线表 示电场线,实线表示等势面, A 、 B 、 C 为电场中的三个点下列说法错误 的是 ( ) A A 点的电场强度小于 B 点的 电场强度 B A 点的电势高于 B 点的电势 C 将负电荷从 4 点移到 B 点,电场力做正功 D 将正电荷从 A 点移
7、到 C 点,电场力做功为零 C 【解析】 电场线的疏密表示电场强度的大小, 以选项 A 正确;在同一等势面上电势相等且沿着电场线的方向电势逐渐降低,所以 A 点的电势高于 B 点的电势,选项 B 正确;将负电荷从 点,电场力做负功,选项 C 错误; A 点、 正电 荷从 A 点移到 C 点,电场力做功为零,选项 D 正确 【巩固基础】 1 ( 多选 ) 在真空中 A 、 B 两点分别放有异种点电荷 Q 和 2 Q ,以 线中点 O 为 圆心作一圆形路径 如图 所示,则下列说法正确的是 ( ) A 电场强 度大小关系有 电势高低关系有 a b、 c 将一负点电荷沿圆弧由 a 运动到 b 的过程中
8、电场力做负功 D 将一正点电荷沿直线由 c 运动到 d 的过程中电势能始终不变 【解析】 设 a 点电场强度 12 b 点电场强度 Eb1211b, c 、 d 两点分别到 A 和B 的距离相等, c d, B 对;负电荷由 a 移到 的方向和位移方向相反,电场力做负功, C 对;无穷远处电势为 0 ,从无穷远处到 c ,再由 c O ,电势降低,同理,由 O d ,电势升高,所以,正点电荷由 c O ,电势能减小,由 O d ,电势能增加, D 错 2 如图所示,在 xO y 坐标系中 以 O 为中心的椭圆上有 a 、 b 、 c 、 d 、 e 五个点,现在其一个焦点 f 处固定一 正点电
9、荷,则下列判断正确的是 ( ) A c 、 e 两点的电场强度相同 B a 点的电势比 b 点的电势高 C 一负电荷在 d 点时的电势 能大于在 a 点时的电势能 D 将一正电荷由 e 点沿 到 c 点,所受电场力先做正功再做负功,但总功为零 D 【解析】 c 、 e 两点的电场强度大小相等,方向不同,分别沿 向,选项 A 错误;离正点电荷越近的点电势越高, a 点离 f 远,故选项 B 错误;负电荷在电势越高的位置其电势能越小, a 点电势低于 负电荷在 d 点时的电势能小子在 a 点时的电势能,选项 C 错误;将一正电荷由 e 点沿 到 受电场力做正功,由 a 点沿 到c 点的过 程中,所
10、受电场 力做负功,由于 c 、 e 两点等电势,故整个过程中电场力做功为零 3 静电场中,带电粒子只在电场力作用下从电势为 带电粒子在 a 、 计重力,则带电粒子的电荷量与质量之比 ) b a) b a)D. 22A 【解析】 由 a 到 b 用动能定理 : q ( a b ) 12m v 2m v qmv v b a ),选 A . 4 ( 多选 ) 一不计重力的带电粒 子 q 从 A 点射入一正点电荷 Q 的电场中, 运动轨迹如图所示,则 ( ) A 粒子 q 带负电 B 粒子 q 的加速度先变小后变大 C 粒子 q 的电势能先变小后变大 D 粒子 q 的动能一直变大 【解析】 由带电粒子
11、 q 的运动轨迹可知,该粒子受到库仑引力作用,故粒子 q 带负 电, A 正确;粒子q 在靠近正点电荷的过程中,受到的库仑力增大,速度增大,电势能减小,在远离正点电荷的过程中,受到的库 仑力减小,速度减小,电势能增大,故 C 项正确, B 、 D 两项错 【提升能力】 5 ( 多选 ) 如图所示,在水平方向的匀强电场中,绝缘细线的一端固定在 O 点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动,小球所受的电场力大小等于重力大小,比较 a 、 b 、 c 、 d 这四点,小球 ( ) A 在最高点 a 处动能较其他三点都小 B 在最低点 c 处重力势能最小 C 在水平直径右端 b 处机械能最大
12、D 在水平直径左端 d 处总能量最大 【解析】 带正电的小球在竖直平面内做圆周运动,仅有电场力和重力做功,由功能关系可知,小球在 球的机械能最大,故 C 正确;小球在 c 点重力做功最多,小球的重力势能最小,故B 正确;由能的转化和守恒定律可知,小球的总能量不变,故 D 错误;由等效力场可知,可以把电场力和重力等效成一个恒力 F ,它的方向与电场线成 45 角向下,小球在 弧的中点 e 时,恒力 F 指向圆心,小球的动能最小, a 、 d 两点关于 e 点对称,小球在 a 、d 两点的动能相同,故 A 错误 6 ( 多选 ) 如图,真空中有一个边长为 L 的正方体,正方体的两个顶点 M 、 N
13、 处分别放置一对电荷量都为q 的正、负点电荷图中的 a 、 b 、 c 、 d 是其他的四个顶点, k 为静电力常量,下列表述正确的是 ( ) A M 、 N 点电荷间的库仑力大小为 F 2 B c 、 d 两点电势相等 C a 、 b 两点电场强度大小相等 D a 点电势高于 b 点电势 【解析】 M 、 N 两点之间的距离为 r 2L ,由库仑定律可得 M 、 N 点电 荷间的库仑力大小为 F 2 , A 正确;作出两点电荷电场线分布图,结合沿着电场线方向电势逐渐降低,可得 c d, 平行四边形定则可得两点电荷在 a 、 b 两点的合场强大小均为 E C 正确;连接 a 、 b 两 点,由于两点电荷形成的合场强与 a 、