《2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 专题突破与题型专练 电场能的性质课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 专题突破与题型专练 电场能的性质课件 新人教版选修3-1（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题突破与题型专练 电场能的性质,题型核心 探究,题型一:电场强度、电势等概念的理解与应用 1.电势高低的判断方法 (1)依据电场线的方向判断:沿电场线方向电势逐渐降低.,2.电势能增、减的判断方法 (1)做功判断法:静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加.,(3)能量守恒法:在电场中,只有静电力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,若动能增加,则电势能减小;若动能减小,则电势能增加. (4)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大.,(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A,B两点的等势线,并标明它们的电势值; (2)q在由A到B的过程中电势能的
2、变化量是多少?,思维导图,(2)负电荷在由A到B的过程中,电势能增加,增量为 Ep=qUBA=-310-7(-160) J=4.810-5 J. 答案:(1)见解析 (2)电势能增加4.810-5 J,确定电场线与等势面的方法 (1)匀强电场中电场线是平行等距的一簇直线,电场线的方向与正电荷所受的静电力方向相同,与负电荷所受的静电力方向相反. (2)等势面与电场线垂直,且沿电场方向,电势降低.匀强电场的等差等势面也是平行等距的.,方法总结,【针对训练1】 (2018山东枣庄三中高三模拟)下列关于电势高低及电势能增减的判断,正确的是( ) A.正电荷从A点移到B点时,其电势能增加,A点电势一定较
3、低 B.正电荷只在静电力作用下,从A点移到B点,A点电势一定较高 C.负电荷从A点移到B点,外力做正功,电势能一定增加 D.负电荷从A点移到B点,静电力做负功,电势能一定减小,A,解析:电势能与电势的关系为Ep=q ,对于正电荷,电势高处电势能也大,对于负电荷,电势高处电势能反而小,正电荷从A点移到B点时,其电势能增加,电势也升高,选项A正确;由于初速度不确定,正电荷只在静电力作用下,不一定沿着电场线方向移动,电势不一定降低,故A点电势不一定较高,选项B错误;负电荷从A点移到B点,外力做正功,静电力做功情况不确定,无法判断电势能的变化情况,故选项C错误;选项D中静电力做负功,电势能增加,选项D
4、错误.,题型二:电场线、等势面与带电粒子运动轨迹的综合分析,1.电场线与等势面相互垂直,已知等势面的形状分布可以大致绘制电场线,已知电场线的形状分布可以大致绘制等势面. 2.由电场线和等差等势面的疏密,可以比较电场强度大小,从而确定静电力或者加速度的大小. 3.电荷所受的静电力方向沿电场线的切线方向,且指向曲线凹侧;而电荷速度方向沿轨迹的切线方向. 4.速度方向与静电力方向夹角小于90时静电力做正功,大于90时静电力做负功. 5.电势能大小的判断方法 (1)静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加. (2)由Ep=q 可知:正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.,【例2
5、】 (2018江西宜川高三测试)如图所示,虚线为某点电荷电场的等势面,现有两个重力可忽略不计的带电粒子,其比荷相同,二者以相同的速率从同一等势面的a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动,图中a,b,c,d,e是粒子轨迹与各等势面的交点,则可以判断( ) A.两个粒子的电性相同 B.经过b,d两点时,两粒子的速率相等 C.经过b,d两点时,两粒子的加速度大小相等 D.经过c,e两点时,两粒子的电势能相等,思路探究 (1)轨迹1与轨迹2的粒子与中心点电荷之间是引力还是斥力?经过b,d两点时的加速度由什么规律来决定?与什么因素有关? (2)轨迹1的粒子从a点到b点,静电力做正功还是负功?轨迹2的粒子从
6、a点到d点,静电力做正功还是负功? (3)粒子在电场中的电势能大小由什么来决定? 答案:(1)轨迹1的粒子与中心点电荷之间是斥力,轨迹2的粒子与中心点电荷之间是引力.粒子的加速度由牛顿第二定律来决定,与静电力F= 及粒子质量有关. (2)轨迹1的粒子从a点到b点,静电力做负功;轨迹2的粒子从a点到d点,静电力做正功.,答案:C,电势能大小的判断 (1)场源电荷判断法:离场源正电荷越近,正试探电荷的电势能越大,负试探电荷的电势能越小;离场源负电荷越近,正试探电荷的电势能越小,负试探电荷的电势能越大.,方法总结,【针对训练2】 (2018河北正定中学高二周测)(多选)如图所示,虚线a,b,c代表电
7、场中三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P,Q是这条轨迹上的两点,据此可知( ) A.三个等势面中,a的电势最高 B.带电质点通过P点时电势能较大 C.带电质点通过P点时动能较大 D.带电质点通过P点时加速度较大,BD,解析:由轨迹QP可以确定质点的受力方向,由于该质点带正电,所以可以判断P点电势高.由Q到P,静电力做负功,电势能增加,故质点在P点电势能较大,由于P处等势面密集,所以带电质点通过P点时加速度较大.故B,D正确.,2.E-x图像反映电场强度E随x的变化规律,其正负表示电场强度的方向.,【例3】 (2018山东潍坊一中高
8、二期末)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O,M两点,两电荷连线上各点电势 随x变化的关系如图所示,其中A,N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( ) A.N点的电场强度大小为零 B.A点的电场强度大小为零 C.NC间电场强度方向向x轴正方向 D.将一负点电荷从N点移到D点,静电力先做正功后做负功,思路探究 (1) -x图像的斜率表示什么物理意义? (2)在x轴上,电势降低的方向与电场方向有什么关系?电势升高的方向与电场方向又有什么关系? 答案:(1) -x图线的斜率表示电场强度,斜率越大表示电场强度越大. (2)在x轴上,电势降低的方向与电场方向相同,电势升高的方向与电场
9、方向相反. 解析: -x图像的斜率大小表示电场强度的大小,图线中A,N两点切线斜率不为零,故电场强度大小不为零,选项A,B错误;由图可知,OM间电场强度方向沿x轴正方向,MC间电场强度方向沿x轴负方向,NC间电场强度方向向x轴负方向,选项C错误;因为MC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则将一负点电荷从N点移到D点,静电力先做正功后做负功,选项D正确. 答案:D,解答 -x图像问题常用的要点 (1) -x图像的斜率等于电场强度E. (2)沿着电场线电势降低,电势为零处,电场强度不一定为零. (3)电荷在电场中电荷量与电势的乘积为电势能. (4)静电力做功的正负决定电势
10、能的增加或减少.,方法总结,【针对训练3】 (2018江苏东海二中高二期中)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示.下列说法中正确的是( ) A.O点的电势最低 B.x2点的电势最高 C.x1和-x1两点的电势相等 D.x1和x3两点的电势相等,C,解析:电势高低与电场强度大小无必然联系.O点电场强度为0,电势不一定最低,选项A错误;x2点是电场强度正向最大的位置,电势不是最高,选项B错误;将电荷从x1移到-x1可由题图知静电力做功为零,故两点电势相等,而把电荷从x1移到x3静电力做功不为零,选项C正确,D错误.,题型四:电场中的功能关系 1.计算静电力做功的方法 (
11、1)利用静电力做功与电势能的关系求解:WAB=EPA-EPB. (2)利用W=Fd求解,此公式只适用于匀强电场. (3)利用公式WAB=qUAB求解. (4)利用动能定理求解.,2.五种功能关系,【例4】 (2018河北武邑中学高二周测)如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某圆交于B,C两点,质量为m、带电荷量-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知qQ,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为 .求 (1)小球由A到B的过程中静电力做的功; (2)A,C两点间的电势差.,思路探究 (1)小球从A到B的过程中,有什么力做功?合力的功与动能的变化有什么关系? (2)A,B两点间
12、电势差与A,C两点间电势差有什么关系? 答案:(1)重力做功,静电力做功.合力的功等于动能的变化. (2)相等.,电场中的功能关系应用技巧 本题因为Q是正点电荷,所以以Q为圆心的圆面是一个等势面,这是一个重要的隐含条件,由于A到B过程中静电力是变力,所以不能直接用W=Fx来解,只能考虑应用功能关系求解.,方法技巧,【针对训练4】 (2018湖南长郡中学高三月考)(多选)空间存在匀强电场,有一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为-q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响,则( ) A.在O,A,B三点中,B点电势最高 B.在O,A,B三点中,A点电势最高 C.OA间的电势差比BO间的电势差大 D.OA间的电势差比BA间的电势差小,AD,
