高中物理6.2電磁場的性質(zhì)基礎(chǔ)課件.ppt

1、考點1 電場力做功的特點和電勢能,電場能的性質(zhì),1.電勢能大小的比較方法 (1)場源電荷判斷法 離場源正電荷越近，試探正電荷的電勢能越大，試探負電荷的電勢能越小。 離場源負電荷越近，試探正電荷的電勢能越小，試探負電荷的電勢能越大。 (2)電場線判斷法 正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減?。荒嬷妶鼍€的方向移動時，電勢能逐漸增大。 負電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小。 (3)做功判斷法 電場力做正功，電荷(無論是正電荷還是負電荷)從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方。反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷從電勢能較小的地方移向電勢能較大

2、的地方。,(1)電勢、電勢能的正、負表示大小，正的電勢、電勢能比負的電勢、電勢能高，而電勢差的正負表示兩點電勢的相對高低。 (2)電場線或等差等勢面越密的地方電場強度越大，但電勢不一定越高。,2.電場中的功能關(guān)系及電場力做功的計算方法 (1)功能關(guān)系 若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變； 若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變； 除重力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化。 所有力對物體所做的功，等于物體動能的變化。 (2)電場力做功的計算方法 由公式W=Flcos計算，此公式只適合于勻強電場中，可變形為： W=qElcos。 由W=qU來計算，此公式適用

3、于任何形式的靜電場。 由動能定理來計算：W電場力+W其他力=Ek。 由電勢能的變化計算：W=Ep1-Ep2。,【例1】如圖所示，在x軸上關(guān)于原點O對稱的兩點 固定放置等量異種點電荷+Q和-Q，x軸上的P 點位于-Q的右側(cè)。下列判斷正確的是( ) A.在x軸上還有一點與P點電場強度相同 B.在x軸上還有兩點與P點電場強度相同 C.若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能增大 D.若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能減小,【解析】本題考查電場強度的合成、電勢的高低判斷、電勢能，考查學生的理解能力和抽象思維能力，中等難度。判斷P點合場強方向及O、P點電勢高低，是解答本題的關(guān)鍵。 P點場強方向沿x

4、軸的負方向，在x軸上+Q的左側(cè)，還有一點與P點電場強度相同，該點與P點以O(shè)點對稱，選項A正確，選項B錯誤。由于O點電勢高于P點電勢，將試探電荷+q從P點移至O點的過程中，電勢能增大，選項C正確，選項D錯誤。,A C,典例一,電勢能大小的比較,電勢能的變化情況僅與電場力做功有關(guān)，與有無其他外力做功無關(guān)。,一帶電粒子在電場中僅在電場力作用下， 從A點運動到B點，速度隨時間變化的圖 象如圖所示，tA、tB分別是帶電粒子 到達A、B兩點時對應的時刻，則下列說 法中正確的有( ) A.A處的場強一定大于B處的場強 B.A處的電勢一定高于B處的電勢 C.電荷在A處的電勢能一定小于在B處的電勢能 D.電荷在

5、A到B過程中，電場力一定對電荷做正功,A D,【例2】如圖所示，在O點放置一個正電荷，在過O點的豎 直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量 為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與 以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點， O、C在同一水平線上，BOC=30，A距離OC的豎直高 度為h。若小球通過B點的速度為v，則下列說法正確的是 ( ) A.小球通過C點的速度大小是 B.小球通過C點的速度大小是 C.小球由A到C的電場力做功是(1/2)mv2-mgh D.小球由A到C機械能的損失是mg(h-R/2)-(1/2)mv2,典例二,電場中的功能關(guān)系,【解

6、析】小球從A到B運動的過程中，設(shè)電場力做功為WF，則由動能定理可得 從A到B：mg(h-Rsin30)+WF=(1/2)mv2-0 從A到C：mgh+WF=(1/2)mvC2 聯(lián)立以上兩式可得：vC= ，A錯，B對；小球由A到C電場力做功(1/2)mvC2-mgh，C錯；小球由A到C機械能的損失等于除重力以外其他的力(電場力)所做的功，由B到C電場力做功為0，則E=-WF=mg(h-R/2)-(1/2)mv2，D正確。,BD,由B=C得WBC=0則WAB=WAC，由動能定理分析可得結(jié)論。,質(zhì)量為m的帶電小球射入勻強電場后，以方向豎直向上、大小為2g的加速度向下運動。在小球下落h的過程中( )

7、A.小球的重勢能減少了2mgh B.小球的動能減少了2mgh C.電場力做負功2mgh D.小球的電勢能增加了3mgh,B D,考點2 電勢,電勢高低的判斷方法 (1)依據(jù)電場線方向:沿電場線方向電勢降低。 (2)依據(jù)電場力做功：因UAB=WAB/q，若WAB0且q是正電荷，則AB；若UAB0，則AB。 (3)依據(jù)電勢能判斷：正電荷在電勢較高處電勢能較大，負電荷在電勢較低處電勢能較大。 (4)依據(jù)點電荷位置判斷：取無窮遠處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負電荷周圍電勢為負值，靠近正電荷處電勢高，靠近負電荷處電勢低。,電勢是反映電場能的性質(zhì)的物理量，只由電場本身性質(zhì)決定，與是否放入電荷及電荷的電

8、量、電性無關(guān)。,典例三,場強的大小及電勢高低的判斷,【解析】因沿電場線方向電勢越來越低，所以M點電勢一定高于N點電勢，故A選項正確。 電場線的疏密程度反映了場強的強弱，電場線越密集的區(qū)域場強越強；反之則越弱，故B選項錯誤。 正電荷沿電場線方向運動時，電場力做正功，其電勢能將減少，而負電荷則相反，故C選項正確，而D選項錯誤。,電勢高低由電場線方向判斷；電場強度由電場線疏密判斷；電勢能的大小關(guān)系由電場力做功的正、負判斷。,【例3】如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布， M、N為對稱線上的兩點，下列說法正確的是 ( ) A.M點電勢一定高于N點電勢 B.M點場強一定大于N點場強 C.正電荷在M點的電勢

9、能大于在N點的電勢能 D.將電子從M點移動到N點，電場力做正功,A C,某靜電場的電場線分布如圖所示，圖 中P、Q兩點的電場強度的大小分別為 EP和 EQ，電勢分別為P 和Q，則( ) A.EPEQ,PQ B.EPEQ,PQ D.EPEQ,PQ,A,考點3 等勢面,對等勢面的理解 (1)在同一等勢面內(nèi)任意兩點間移動電荷時，電場力不做功。 (2)在空間沒有電荷的地方，兩等勢面不相交。 (3)等勢面和電場線的關(guān)系：電場線跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；在電場線密集的地方，等差等勢面也密集;在電場線稀疏的地方，等差等勢面也稀疏。 (4)等勢面和電場線一樣，也是人們虛擬出來形象描

10、述電場的。,典例四,等勢面特點的應用,【例4】2010年高考四川理綜卷如圖所示， 圓弧虛線表示正點電荷電場的等勢面，相鄰 兩等勢面間的電勢差相等。光滑絕緣直桿沿 電場方向水平放置并固定不動，桿上套有一 帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點)，滑塊通過絕 緣輕彈簧與固定點O相連，并以某一初速度 從M點運動到N點，OMON。若滑塊在M、 N時彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性 限度內(nèi)，則( ) A.滑塊從M到N的過程中，速度可能一直增大 B.滑塊從位置1到2的過程中，電場力做的功比從位置3到4的小 C.在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個位置 D.在M、N之間可能存在只由電場力確定滑塊加速度大小

11、的三個位置,【解析】由于滑塊在M、N時彈簧的彈力大小相等，所以滑塊在M點時彈簧被壓縮，滑塊在N點時彈簧被拉伸。在導軌MN之間靠近左半部分，滑塊一直加速，在靠近N點附近若電場力大于彈力沿MN方向的分力時，加速度向右，滑塊繼續(xù)加速，所以選項A正確。位置1、2間電勢差等于3、4間電勢差，所以滑塊從位置1到2的過程中電場力做的功等于從位置3到4做的功，選項B錯誤?；瑝K從M運動到N的過程中，只有彈力和電場力做功，當合力做功為零時，滑塊的動能變化為零，即可能存在滑塊速度相同的兩個位置，選項C正確。在整個過程中，只有一個彈簧處于原長的位置，此時合外力等于電場力；當滑塊處于O點正下方時，彈簧彈力沿MN方向分力

12、為零，所以合外力也等于電場力；所以，在M、N之間可能存在只由電場力確定滑塊加速度大小的位置有兩個，選項D錯誤。,根據(jù)電場線與等勢面垂直的特點，作出電場線是處理這類問題的的切入點。,如圖所示，一電場的電場線分布關(guān)于 y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上 的三個點，且 OM=MN。P點在y軸右側(cè)， MPON。則 ( ) A.M點的電勢比P點的電勢高 B.將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功 C.M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差 D.在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運 動,A D,考點4 電勢差,1.電場強度、電勢、電勢差及電勢能的比較,場強與電勢間無必然聯(lián)系，不

13、能認為場強為零，則電勢一定為零；反之，也是不正確的。,2.對U=Ed(或E=U/d)的理解 (1)公式：UAB=Ed或E=UAB/d只適用于勻強電場。,(2)公式中的d表示電勢差為U的兩點在電場方向上的距 離，如圖所示。,【例5】電荷量q=-2.010-5 C的電荷在勻強電場中由A點移動至B點時電場力做的功為6.010-4 J， 若把它從A點移至電場中的C點，電場力做的功為-3.010-4 J，已知A、B連線與A、C連線夾 角為120，AB=9.0 cm，AC=4.5 cm，求A、B兩點的電勢差和電場強度。,公式E=U/d只適用于勻強電場，非勻強電場不能使用。d是沿電場線兩點間的距離，如果不沿著電場線的方向，應投影在電場方向上，看投影距離。,【解析】據(jù)題意作出圖， 由WAB=qUAB， 得UAB=WAB/q=6.010-4/(-2.010-5 )V=-30 V 又由WAC=qUAC， 得UAC=WAC/q=-3.010-4/(-2.010-5) V=15 V 延長BA至D，使AD=AB/2=(9.0/2) cm=4.5 cm。 由E=U/d知UBA/UAD=2 得UAD=UBA/2=-UAB/2=15 V 故UAC=UAD,即A-C=A-D，C=D。 連接C和D,CD即為此電場中的一條等勢線，過A作CD的垂線與CD交于P。根據(jù)電場線和等勢面(