習(xí)題課1　電場能的性質(zhì)

1、習(xí)題課1電場能的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電勢能等基本概念2.會分析電場力做功和電勢能變化的問題 3能求解電場強(qiáng)度、電勢、電勢差和電勢能4.會分析與電場線、等勢面相關(guān)的問題電勢和電勢能的理解和判斷1電勢高低的四種判斷方法(1)依據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢逐漸降低(2)依據(jù)電場力做功：根據(jù)UAB，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)判斷A、B的高低(3)電荷的正負(fù)：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低(4)依據(jù)電勢能的高低：正電荷在電勢能大處電勢較高，負(fù)電荷在電勢能大處電勢較低2電勢能高低的四種判斷方法(

2、1)做功判斷法：電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功，電勢能增大(2)電荷電勢法：正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大(3)公式法：由Epq，將q、的大小、正負(fù)號一起代入公式，Ep越大，電勢能越大，Ep越小，電勢能越大(4)能量守恒法：在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增大時，電勢能減小，反之電勢能增大如圖1所示，在光滑絕緣水平面上的P點正上方O點固定了一電荷量為Q的點電荷，在水平面上的N點，由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為q的檢驗電荷，該檢驗電荷經(jīng)過P點時速度為v，圖中60°，規(guī)定電場中P點的電勢為零，則在Q形成的電場中，下列判斷正

3、確的是()圖1AP點電場強(qiáng)度大小是N點的2倍BN點電勢高于P點電勢CN點電勢為D檢驗電荷在N點具有的電勢能為mv2思路點撥：找出ON的中點M，則M點與P點電勢相等，由此可確定P點電勢高于N點電勢根據(jù)電場力做功和動能定理可確定N點的電勢及檢驗電荷在N點的電勢能C由點電荷電場分布情況及幾何關(guān)系知，ON的中點設(shè)為M，與P點的電勢相等，根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知，M點的電勢高于N點的電勢，則N點電勢低于P點電勢，故B錯誤；P點電場強(qiáng)度大小是EP，N點電場強(qiáng)度大小是EN，則4，故A錯誤；根據(jù)動能定理得：檢驗電荷由N到P的過程中，q(NP)mv2，由題意，P點的電勢為零，即P0，解得N點的電勢N，故

4、C正確；檢驗電荷在N點具有的電勢能為ENqNmv2，故D錯誤電勢和電勢能的判斷技巧(1)不在同一條電場線上的兩點比較電勢高低時，可以先在同一條電場線上找出等勢點再進(jìn)行比較(2)計算某點的電勢、電勢能，有時可以根據(jù)動能定理針對訓(xùn)練1如圖2所示，真空中同一平面內(nèi)MN直線上固定電荷量分別為9Q和Q的兩個點電荷，兩者相距為L，以Q的點電荷為圓心，半徑為畫圓，a、b、c、d是圓周上四點，其中a、b在MN直線上，c、d兩點連線垂直于MN，一電荷量為q的負(fù)點電荷在圓周上運(yùn)動，比較a、b、c、d四點，則下列說法錯誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號：69682081】圖2Aa點電場強(qiáng)度最大B負(fù)點電荷q在b點的電勢能最大Cc、

5、d兩點的電勢相等D負(fù)點電荷q在a點的電勢能最大B由電場的疊加知，a點電場強(qiáng)度最大，選項A正確；a、b、c、d四點中，b點的電勢最高，a點的電勢最低，負(fù)點電荷q在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，選項B錯誤，D正確；由于c、d關(guān)于MN直線對稱，故c點和d點電勢相同，選項C正確故錯誤的選項為B.2.一個帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的軌跡如圖3中曲線AB所示，平行的虛線a、b、c、d表示該電場中的四個等勢面不計粒子重力，下列說法中正確的是()圖3A該粒子一定帶正電B四個等勢面中a等勢面的電勢一定最低C該粒子由A到B過程中動能一定逐漸減小D該粒子由A到B過程中電勢能一定逐漸減小D根據(jù)電場線垂直于等勢面

6、，可畫出電場線再由粒子的運(yùn)動軌跡可知，粒子受向上的電場力，由于粒子帶電正負(fù)不確定，所以無法判斷電場線的方向，無法判斷電勢的高低，A、B錯誤；由A到B的運(yùn)動過程中，靜電力做正功，所以粒子的動能增大，電勢能減小，C錯誤，D正確電場線和等勢面的應(yīng)用電場線與等勢面的區(qū)別與聯(lián)系：電場線等勢面物理意義形象描述電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱和方向形象描述電場中各點電勢的高低圖線特點帶箭頭的不閉合的曲線，兩電場線不相交可以閉合，也可以不閉合，不同等勢面不相交描述電場曲線上某一點的切線方向為場強(qiáng)方向，疏密表示場強(qiáng)大小等勢面的垂線方向為場強(qiáng)方向，等差等勢面的疏密表示場強(qiáng)大小做功情況電荷沿電場線移動時電場力必做功電荷沿等勢面移動時

7、電場力不做功聯(lián)系(1)沿電場線方向電勢降低(2)電場線與等勢面垂直位于正方形四角上的四個等量點電荷形成的電場的電場線分布如圖4所示，ab、cd分別是正方形兩條邊的中垂線，O點為中垂線的交點，P、Q分別為cd、ab上的點則下列說法中正確的是()圖4AP、O兩點的電勢關(guān)系為P<OBP、Q兩點電場強(qiáng)度的大小關(guān)系為EP<EQC若在O點放一正點電荷，則該正點電荷受到的電場力為零D若將某一負(fù)電荷由P點沿著圖中虛線PQ移到Q點，電場力做負(fù)功思路點撥：電勢是標(biāo)量，故疊加后，ab、cd上各點的電勢都為零，因此P、O兩點電勢為零電場強(qiáng)度是矢量，O點的合場強(qiáng)為零C根據(jù)電場疊加原理，ab、cd上各點的電勢

8、都為零，所以P、O兩點的電勢相等，將電荷從P點移到Q點，電場力做功為零，A、D錯誤；電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小，根據(jù)圖像及電場分布的對稱性知EP>EQ，B錯誤；四個點電荷產(chǎn)生的電場在O點的合場強(qiáng)為零，故在O點放一正點電荷，該正點電荷受到的電場力為零，C正確電場線、等勢面的特點(1)電場線的特點：電場線是始于正電荷(或無限遠(yuǎn))、終于無限遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)的非閉合曲線，電場線不相交，其疏密程度可表示電場強(qiáng)度大小，其切線的方向表示電場強(qiáng)度方向，沿著電場線方向電勢逐漸降低(2)等勢面的特點：等勢面一定跟電場線垂直，等差等勢面越密集，電場強(qiáng)度越大，在同一等勢面上的任意兩點間(不論方式如何，只要起、

9、終點在同一等勢面上)移動電荷，電場力不做功針對訓(xùn)練3金屬板和板前一正點電荷形成的電場線分布如圖5所示，A、B、C、D為電場中的四個點，則()【導(dǎo)學(xué)號：69682082】圖5AB、D兩點的電勢相等BB點的電場強(qiáng)度比D點的大C負(fù)電荷在C點的電勢能小于在A點的電勢能D正電荷由D點靜止釋放，只受電場力作用沿電場線運(yùn)動到B點C沿著電場線電勢逐漸降低，由題圖看出，D點電勢比B點電勢高，故A錯誤；電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小，由圖可知，B點的電場強(qiáng)度比D點的小，故B錯誤；沿著電場線電勢逐漸降低，由圖看出，C點電勢比A點電勢高，所以負(fù)電荷在C點的電勢能小于在A點的電勢能，故C正確；正電荷由D點靜止釋放，受電

10、場力方向沿曲線的切線方向，所以運(yùn)動的軌跡不會沿電場線的方向，故D錯誤故選C.4如圖6所示，將帶正電的甲球放在不帶電的乙球左側(cè)，兩球在空間形成了穩(wěn)定的靜電場，實線為電場線，虛線為等勢線A、B兩點與兩球球心連線位于同一直線上，C、D兩點關(guān)于直線AB對稱則()圖6AA點和B點的電勢相同BC點和D點的電場強(qiáng)度相同C正電荷從A點移至B點，電場力做正功D負(fù)電荷從C點移至D點，電勢能增大C同一等勢線上各點電勢相等，所以AC，沿著電場線方向電勢降低，所以C>B，即A>B，選項A錯誤；C點和D點電場強(qiáng)度的方向不同，選項B錯誤；由WqUAB可知正電荷從A點移至B點，電場力做正功，選項C正確；C點和D點

11、位于同一等勢線上，即UCD0，由WqUCD可得負(fù)電荷從C點移至D點，電場力不做功，電勢能不變，選項D錯誤當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1(多選)在電場中，A點的電勢高于B點的電勢，則()A把負(fù)電荷從A點移到B點，電場力做負(fù)功B把負(fù)電荷從A點移到B點，電場力做正功C把正電荷從A點移到B點，電場力做負(fù)功D把正電荷從A點移到B點，電場力做正功AD由于UABAB>0，WqUAB，故把負(fù)電荷從A點移到B點，電場力做負(fù)功，A對，B錯；把正電荷從A點移到B點，電場力做正功，C錯，D對2在靜電場中將一個帶電荷量為q2.0×109 C的點電荷由a點移動到b點，已知a、b兩點間的電勢差Uab

12、1.0×104 V在此過程中，除電場力外，其他力做的功為W6.0×105 J，則該點電荷的動能()【導(dǎo)學(xué)號：69682083】A增加了8.0×105 JB減少了8.0×105 JC增加了4.0×105 JD減少了4.0×105 JC根據(jù)動能定理得：WqUEk，故可解得Ek6.0×105 J1.0×104 V×(2.0×109 C)4.0×105 J，所以C正確；也可以根據(jù)Uab1.0×104 V>0，即a>b，負(fù)電荷從高電勢向低電勢運(yùn)動過程中，電場力做負(fù)功，算出來

13、動能的變化3(多選)如圖7所示，勻強(qiáng)電場中某電場線上的兩點A、B相距0.2 m，正電荷q106 C，從A移到B，電場力做功為2×106 J，則()圖7A該電場的場強(qiáng)為10 V/mB該電場的場強(qiáng)方向由A指向BCA、B間的電勢差為10 VDB點的電勢比A點的高AB電荷q由A移到B，W電qEd，代入數(shù)據(jù)得2×106106×E×0.2，解得E10 V/m，A正確A到B電場力對正電荷做正功，電場力方向由A指向B，所以場強(qiáng)方向由A指向B，B正確UEd10×0.2 V2 V，C錯沿電場線方向電勢降低，A點電勢高于B點電勢，D錯4如圖所示，A、B、C是勻強(qiáng)電場中的三個點，各點電勢A10 V、B2 V、C6 V，A、B、C三點在同一平面上，下列各圖中電場強(qiáng)度的方向表示正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69682084】DA、B中點電勢為6 V，該點與C點為等勢點，因此電場強(qiáng)度的方向垂直該連線指向低電勢一側(cè)5如圖8所示，在勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為2×105 C的正電荷由A點移到B點，其電勢能改變