【步步高】2020年高考物理大一輪 第六章 第3課時(shí) 電場(chǎng)的能的性質(zhì) 新人教版選修3-1
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1、第3課時(shí) 電場(chǎng)的能的性質(zhì) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.會(huì)判斷電場(chǎng)中電勢(shì)的高低、電荷電勢(shì)能的變化.2.會(huì)計(jì)算電場(chǎng)力做功及分析電場(chǎng)中的功能關(guān)系. 一、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 在圖1 如圖1所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,把正電荷q從A點(diǎn)沿路徑A→C→B移到 B點(diǎn),與把它直接從A點(diǎn)沿直線AB移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功相同嗎? 所做的功是正功還是負(fù)功?電勢(shì)能是增加還是減少? [知識(shí)梳理] 1.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) (1)在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力做功與________無(wú)關(guān),只與____________有關(guān),可見(jiàn)電場(chǎng)力做功與________做功相似. (2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)力做的功W=______
2、__,其中d為沿________________的位移. 2.電勢(shì)能 (1)定義:電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能.電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能,等于把它從該點(diǎn)移到__________位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功. (2)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 電場(chǎng)力做的功等于________________________,即WAB=____________. (3)電勢(shì)能的相對(duì)性:電勢(shì)能是相對(duì)的,通常把電荷在離場(chǎng)源電荷____________的電勢(shì)能規(guī)定為零,或把電荷在________表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零. 二、電勢(shì)和等勢(shì)面 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 圖2甲、乙、丙分別是等量異種電荷、等量正電荷、正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線與等勢(shì)面
3、的分布情況. 甲 乙 丙 圖2 問(wèn):(1)在圖甲中,比較A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)大??? (2)在圖乙中,O點(diǎn)、M點(diǎn)電勢(shì)一樣嗎? (3)在圖丙中,A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等嗎?電勢(shì)相等嗎? [知識(shí)梳理] 1.電勢(shì) (1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值. (2)定義式:φ=____________. (3)矢標(biāo)性:電勢(shì)是標(biāo)量,其大小有正負(fù)之分,其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比電勢(shì)零點(diǎn)高 (低). (4)相對(duì)性:電勢(shì)具有相對(duì)性,同一點(diǎn)的電勢(shì)因__________的選取的不同而不同. (5)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低. 2.等勢(shì)面 (1
4、)定義:電場(chǎng)中____________的各點(diǎn)構(gòu)成的面. (2)特點(diǎn) ①電場(chǎng)線跟等勢(shì)面________,即場(chǎng)強(qiáng)的方向跟等勢(shì)面________. ②在________上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功. ③電場(chǎng)線總是從__________的等勢(shì)面指向__________的等勢(shì)面. ④等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度________;反之________. :電勢(shì)、電勢(shì)能是由誰(shuí)決定的?二者有何區(qū)別?有何聯(lián)系? 三、電勢(shì)差 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 判斷下列說(shuō)法正確與否: (1)電勢(shì)差與電勢(shì)一樣,是相對(duì)量,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān) ( ) (2)電勢(shì)差是一個(gè)矢量,有正值
5、和負(fù)值之分 ( ) (3)由于電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān),所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān),只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān) ( ) (4)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的,不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變,所以UAB=UBA ( ) [知識(shí)梳理] 1.電勢(shì)差:電荷q在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值,叫做A、B間的電勢(shì)差,也叫電壓. 公式:UAB=________.單位:伏(V). 2.電
6、勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系:UAB=________,電勢(shì)差是標(biāo)量,可以是正值,也可以是負(fù)值,而且有UAB=-UBA. 3.電勢(shì)差UAB由________________________決定的,與移動(dòng)的電荷q、電場(chǎng)力做的功WAB無(wú)關(guān),與零電勢(shì)點(diǎn)的選取也________. 4.電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系:勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿____________方向的距離的乘積.即U=Ed,也可以寫(xiě)作E=. 考點(diǎn)一 電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的判斷 考點(diǎn)解讀 1.比較電勢(shì)高低的方法 (1)沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低. (2)判斷出UAB的正負(fù),再由UAB=φA-φB,比較φA、φB的大
7、小,若UAB>0,則φA>φB,若UAB<0,則φA<φB. (3)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,正電荷周圍電勢(shì)為正值,負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值;靠近正電荷處電勢(shì)高,靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低. 2.電勢(shì)能大小的比較方法 (1)做功判斷法:電場(chǎng)力做正功時(shí)電勢(shì)能減小;電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)電勢(shì)能增大.(對(duì)正、負(fù)電荷都適用). (2)依據(jù)電勢(shì)高低判斷:正電荷在電勢(shì)高處具有的電勢(shì)能大,負(fù)電荷在電勢(shì)低處具有的電勢(shì)能大. (3)能量守恒法:在電場(chǎng)中,若只有電場(chǎng)力做功時(shí),電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,反之,電勢(shì)能增加. 典例剖析 圖3 例1 如圖3所示,xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,方向未知,
8、 電場(chǎng)線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ,電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi),從原點(diǎn) O以大小為v0方向沿x軸正方向的初速度射入電場(chǎng),最后打在y軸 上的M點(diǎn).電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,重力不計(jì).則 ( ) A.O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì) B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最大 C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子的電勢(shì)能先減少后增加 D.電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功,后做正功 思維突破 電勢(shì)、電勢(shì)能的高低的判斷方法有多種,選擇哪種方法要根據(jù)具體情況而定.例如在本題中,可根據(jù)電場(chǎng)線的方向直接判斷電勢(shì)的高低,也可根據(jù)電場(chǎng)力的做功情況來(lái)判斷. 跟蹤訓(xùn)練1 點(diǎn)電荷Q1、Q2共同產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖4中實(shí)線所示,標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分
9、別表示該等勢(shì)面的電勢(shì),a、b、c…是等勢(shì)面上的點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( ) 圖4 A.點(diǎn)電荷在d點(diǎn)受電場(chǎng)力的方向指向Q1 B.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 C.把+1 C的點(diǎn)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功等于3 kJ D.把+1 C的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)過(guò)程中電勢(shì)能減少1 kJ 考點(diǎn)二 電場(chǎng)力做功及電場(chǎng)中的功能關(guān)系 考點(diǎn)解讀 1.功能關(guān)系 (1)若只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變; (2)若只有電場(chǎng)力和重力做功,電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變; (3)除重力之外,其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化. (4)所有力對(duì)物體所做的功,等于物體動(dòng)
10、能的變化. 2.電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法 (1)由公式W=Flcos θ計(jì)算,此公式只適合于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,可變形為:W=qElcos θ. (2)由W=qU來(lái)計(jì)算,此公式適用于任何形式的靜電場(chǎng). (3)由動(dòng)能定理來(lái)計(jì)算:W電場(chǎng)力+W其他力=ΔEk. (4)由電勢(shì)能的變化計(jì)算:WAB=EpA-EpB. 典例剖析 圖5 例2 如圖5所示,豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平 地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外 力F將小球向下壓至某位置靜止.現(xiàn)撤去F,小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離 開(kāi)彈簧的過(guò)程中,重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2,小球 離開(kāi)
11、彈簧時(shí)速度為v,不計(jì)空氣阻力,則上述過(guò)程中 ( ) A.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B.小球的重力勢(shì)能增加-W1 C.小球的機(jī)械能增加W1+mv2 D.小球的電勢(shì)能減少W2 思維突破 在解決電場(chǎng)中的能量問(wèn)題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動(dòng)能定理、能量守恒定律,有時(shí)也會(huì)用到功能關(guān)系. (1)應(yīng)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題需研究合外力的功(或總功). (2)應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題需注意電勢(shì)能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化. (3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問(wèn)題需明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系. 圖6 跟蹤訓(xùn)練2 如圖6所示,真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)與水平方向成15° 角,AB直線
12、垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)E.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q 的小球在A點(diǎn)以初速度大小為v0方向水平向右拋出,經(jīng)時(shí)間t 小球下落到C點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度大小仍為v0,則小球由A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.小球的電勢(shì)能減小 B.電場(chǎng)力對(duì)小球做功為零 C.小球的機(jī)械能一定減小 D.C可能位于AB直線的左側(cè) 考點(diǎn)三 帶電粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做功正負(fù)的判斷 考點(diǎn)解讀 1.粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向,粒子受力方向一定沿電場(chǎng)線指向軌跡凹側(cè). 2.電場(chǎng)力與速度方向間夾角小于90°時(shí),電場(chǎng)力做正功;夾角大于90°時(shí),電場(chǎng)力做負(fù)功. 典例剖
13、析 圖7 例3 如圖7所示,一帶電粒子以某速度進(jìn)入豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中, 僅在電場(chǎng)力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡,M點(diǎn)為軌跡的最高 點(diǎn).下列判斷正確的是 ( ) A.該粒子帶負(fù)電 B.粒子在最高點(diǎn)M的速率為零 C.粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能始終在增加 D.粒子在電場(chǎng)中加速度不變 思維突破 根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)分析判斷電場(chǎng)的性質(zhì)是電場(chǎng)內(nèi)容的常見(jiàn)題型,也是許多同學(xué)常感到棘手的一類問(wèn)題.分析這類問(wèn)題應(yīng)注意以下兩個(gè)方面:(1)從軌跡彎曲方向判斷受力方向,從而分析電場(chǎng)方向或電荷的正負(fù);(2)結(jié)合軌跡速度方向與電場(chǎng)力
14、的方向,確定電場(chǎng)力做功的正負(fù),從而確定電勢(shì)能、電勢(shì)和電勢(shì)差的變化等. 圖8 跟蹤訓(xùn)練3 如圖8所示,三條平行且等間距的虛線表示電場(chǎng)中的三個(gè) 等勢(shì)面,其電勢(shì)分別為10 V、20 V、30 V.實(shí)線是一帶負(fù)電荷的粒 子僅在電場(chǎng)力的作用下在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡,對(duì)于軌跡上的a、 b、c三點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.帶電粒子一定是先經(jīng)過(guò)a,再到b,然后到c B.帶電粒子在三點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小Fb>Fa>Fc C.帶電粒子在三點(diǎn)動(dòng)能Ekc>Eka>Ekb D.帶電粒子在三點(diǎn)電勢(shì)能的大小相等 6.
15、綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn) 解題 圖9 例4 如圖9所示,在絕緣水平面上,有相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn),分別 固定著兩個(gè)帶電荷量均為Q的正電荷.O為AB連線的中點(diǎn),a、b 是AB連線上兩點(diǎn),其中Aa=Bb=.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的 小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能Ek0從a點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向b運(yùn)動(dòng),其中小滑塊第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為2Ek0,第一次到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能恰好為零,小滑塊最終停在O點(diǎn),已知靜電力常量為k.求: (1)小滑塊與水平面間滑動(dòng)摩擦力的大小; (2)小滑塊剛要到達(dá)b點(diǎn)時(shí)加速度的大小和方向; (3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程l路. 建模感悟 該題是一個(gè)物體有多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的題
16、目,對(duì)該物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的受力分析要清楚.在解答該題的過(guò)程中多次運(yùn)用了動(dòng)能定理,這要比運(yùn)用牛頓定律簡(jiǎn)單得多,因?yàn)樵谠擃}中,庫(kù)侖力是一個(gè)變力.最近幾年的高考命題,突出考查力、電兩個(gè)主干知識(shí)的同時(shí),電場(chǎng)性質(zhì)與力學(xué)問(wèn)題的綜合考查的幾率越來(lái)越高,特別是對(duì)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)、動(dòng)能定理、牛頓第二定律等力學(xué)問(wèn)題考查分析、理解和應(yīng)用能力,挖掘隱含信息能力. 圖10 跟蹤訓(xùn)練4 在一個(gè)水平面上建立x軸,在過(guò)原點(diǎn)O垂直于x軸的平 面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=6.0×105 N/C,方向 與x軸正方向相同.在O處放一個(gè)電荷量q=-5.0×10-8 C,質(zhì)量m =1.0×10-2 kg的絕緣物塊.物
17、塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20, 沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0=2.0 m/s,如圖10所示(g取10 m/s2).試求: (1)物塊向右運(yùn)動(dòng)的最大距離; (2)物塊最終停止的位置. A組 電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的判斷 圖11 1. 如圖11所示,A、B兩點(diǎn)分別放置電荷量為+2Q和-Q的 點(diǎn)電荷,在AB連線的中垂線上有C、D兩點(diǎn).現(xiàn)將一帶正 電的試探電荷,從C點(diǎn)沿中垂線移到D點(diǎn).在移動(dòng)過(guò)程中, 下列判斷正確的是 ( ) A.該試探電荷受到的電場(chǎng)力逐漸增大 B.該試探電荷具有的電勢(shì)能不變 C.
18、電場(chǎng)力一定對(duì)該試探電荷做正功 D.該試探電荷具有的電勢(shì)能減小 圖12 2.如圖12所示,真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A、B,M、N、O是AB連線的垂線上的點(diǎn),且AO>BO.一帶負(fù)電的試探電荷僅受電場(chǎng)力作用,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,設(shè)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為EM、EN,電勢(shì)分別為φM、φN.下列判斷中正確的是( ) A.B點(diǎn)電荷一定帶正電 B.EM小于EN C.φM大于φN D.此試探電荷在M處的電勢(shì)能小于在N處的電勢(shì)能 B組 帶電粒子在電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng) 3.某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)線的分布 情況、粒子在A點(diǎn)的初速度方向及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖13所示,可
19、以判 斷 ( ) 圖13 A.粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度 B.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能 C.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 D.A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì) 圖14 4. 一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),軌跡如圖14 中虛線所示,圖中的一組等距平行實(shí)線表示的可能是電場(chǎng)線也 可能是等差等勢(shì)面,則以下說(shuō)法正確的是 ( ) A.無(wú)論圖中的實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都比b 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小 B.無(wú)論圖中的實(shí)線
20、是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,a點(diǎn)的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)高 C.無(wú)論圖中的實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能都比在b點(diǎn)的電勢(shì)能小 D.如果圖中的實(shí)線是等勢(shì)面,電子在a點(diǎn)的速率一定大于在b點(diǎn)的速率 C組 功能關(guān)系在電場(chǎng)中的應(yīng)用 圖15 5. 如圖15所示,在絕緣的斜面上方,存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向平 行于斜面向上,斜面上的帶電金屬塊在平行于斜面的力F作用下沿 斜面移動(dòng).已知金屬塊在移動(dòng)的過(guò)程中,力F做功32 J,金屬塊克 服電場(chǎng)力做功8 J,金屬塊克服摩擦力做功16 J,重力勢(shì)能增加18 J,則在此過(guò)程中金屬塊的
21、 ( ) A.動(dòng)能減少10 J B.電勢(shì)能增加24 J C.機(jī)械能減少24 J D.內(nèi)能增加16 J 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 (限時(shí):45分鐘) 一、選擇題 1.(2020·全國(guó)卷Ⅰ·16)關(guān)于靜電場(chǎng),下列結(jié)論普遍成立的是 ( ) A.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低 B.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān) C.在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向 D.將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零 2.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖1所示,一負(fù)點(diǎn)電荷只在電場(chǎng)力作用
22、下 先后經(jīng)過(guò)場(chǎng)中的M、N兩點(diǎn),過(guò)N點(diǎn)的虛線是電場(chǎng)中的一條等勢(shì) 線,則 ( ) A.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 圖1 B.M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì) C.負(fù)點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能 D.負(fù)點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能 圖2 3.如圖2所示,在粗糙絕緣的水平地面上放置一帶正電的物體 甲,現(xiàn)將另一個(gè)也帶正電的物體乙沿著以甲為圓心的豎直平面 內(nèi)的圓弧由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),若此過(guò)程中甲始終保持靜止, 甲、乙兩物體可視為質(zhì)點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.乙
23、的電勢(shì)能先增大后減小 B.甲對(duì)地面的壓力先增大后減小 C.甲受到地面的摩擦力不變 D.甲受到地面的摩擦力先增大后減小 圖3 4.如圖3所示,光滑絕緣斜面的底端固定著一個(gè)帶正電的小物塊P,將另一個(gè)帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放,它將沿斜面向上運(yùn)動(dòng).設(shè)斜面足夠長(zhǎng),則在Q向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ( ) A.物塊Q的動(dòng)能一直增大 B.物塊P、Q之間的電勢(shì)能一直增大 C.物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和一直增大 D.物塊Q的機(jī)械能一直增大 圖4 5.如圖4所示,MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.一個(gè) 帶正電的粒子(不計(jì)重力)從a到b穿越這條電場(chǎng)線的軌跡如圖
24、中虛 線所示.下列結(jié)論正確的是 ( ) A.帶電粒子從a到b過(guò)程中動(dòng)能逐漸減小 B.負(fù)點(diǎn)電荷一定位于M點(diǎn)左側(cè) C.帶電粒子在a點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能 D.帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度 6. x軸上有兩點(diǎn)電荷Q1和Q2,Q1和Q2的位置坐標(biāo)分別為x1、 x2.Q1和Q2之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖5中曲線所示,從 圖中可看出 ( ) 圖5 A.Q1的電荷量一定小于Q2的電荷量 B.Q1和Q2一定是同種電荷,但不一定是正電
25、荷 C.電勢(shì)最低處P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 D.將一負(fù)點(diǎn)電荷由xP點(diǎn)的左側(cè)移至右側(cè),電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功 7.如圖6所示,在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q,a、b、c、d、e、f為 以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上的點(diǎn),aecf平面與bedf平面垂直,則下 列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 圖6 B.a(chǎn)、f兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 C.點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力要做功 D.圖中Oa兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與Ob兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差不同 8.(2020·江蘇·8)粒子從A點(diǎn)射入電場(chǎng),從B點(diǎn)射出,電場(chǎng)的等 勢(shì)面和
26、粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖7所示,圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面 彼此平行,不計(jì)粒子的重力.下列說(shuō)法正確的有 ( ) 圖7 A.粒子帶負(fù)電荷 B.粒子的加速度先不變,后變小 C.粒子的速度不斷增大 D.粒子的電勢(shì)能先減小,后增大 9.如圖8所示,在粗糙程度相同的斜面上固定一點(diǎn)電荷Q, 在M點(diǎn)無(wú)初速度地釋放帶有恒定電荷的小物塊,小物塊在Q 的電場(chǎng)中沿斜面運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止,則從M到N的過(guò)程中 ( ) 圖8 A.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì) B.小物塊的電勢(shì)能可能增加 C.小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 D.小物塊和點(diǎn)電荷Q一定是同種電荷 圖9 10.如圖
27、9所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè) 頂點(diǎn),∠ABC=∠CAB=30°,BC=2 m,已知電場(chǎng)線平 行于△ABC所在的平面,一個(gè)帶電荷量q=-2×10-6 C的 點(diǎn)電荷由A移到B的過(guò)程中,電勢(shì)能增加了1.2×10-5 J,由B移到C 的過(guò)程中電場(chǎng)力做功6×10-6 J,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC=3 V B.A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì) C.負(fù)電荷由C點(diǎn)移到A點(diǎn)的過(guò)程中,電勢(shì)能增加 D.該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1 V/m 二、非選擇題 11.一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線,上端固定,下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量
28、為q 的小球,處于如圖10所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.開(kāi)始時(shí),將 線與小球拉成水平,然圖10 后釋放,小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng),當(dāng)細(xì) 線轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí),小球到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零.試求: (1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB; (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??; (3)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力大?。? 12.如圖11所示,固定在水平地面上的絕緣平板置于勻強(qiáng)電場(chǎng) 中,電場(chǎng)方向與平板平行.在絕緣平板上,放置一個(gè)帶負(fù)電 的物體圖11 (可視為質(zhì)點(diǎn)),物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.現(xiàn)讓 物體以10 m/s的初速度平行于電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng),物體沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的 最遠(yuǎn)距離為4 m.已知物 體
29、所受電場(chǎng)力大于其最大靜摩擦力,平板足夠大,規(guī)定物體在出發(fā)點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為零,重力加速度g取10 m/s2.求: (1)物體所受電場(chǎng)力與其所受重力的比值; (2)物體在離出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)處動(dòng)能與電勢(shì)能相等. 復(fù)習(xí)講義 基礎(chǔ)再現(xiàn) 一、 基礎(chǔ)導(dǎo)引 相同 正功 減少 知識(shí)梳理 1.(1)路徑 初末位置 重力 (2)Eqd 電場(chǎng)線方向 2.(1)零勢(shì)能 (2)電勢(shì)能的減少量 EpA-EpB (3)無(wú)限遠(yuǎn)處 大地 二、 基礎(chǔ)導(dǎo)引 (1)φA>φB>φC,且φA>0,φB=0,φC<0 (2)φO>φM (3)場(chǎng)強(qiáng)的大小EA=EB>EC,方向不同;電勢(shì)φA=φB>φC 知識(shí)梳理 1.(2)
30、 (4)零勢(shì)點(diǎn) 2.(1)電勢(shì)相等 (2)①垂直 垂直?、诘葎?shì)面?、垭妱?shì)高 電勢(shì)低?、茉酱蟆≡叫? 思考:(1)電勢(shì)是描述電場(chǎng)本身的能的性質(zhì)的物理量,由電場(chǎng)本身決定,而電勢(shì)能反映電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能,由電荷與電場(chǎng)共同決定.(2)φ=或Ep=φq. 三、 基礎(chǔ)導(dǎo)引 (1)× (2)× (3)√ (4)× 知識(shí)梳理 1. 2.φA-φB 3.電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的位置 無(wú)關(guān) 4.電場(chǎng)線 課堂探究 例1 D 跟蹤訓(xùn)練1 D 例2 BD 跟蹤訓(xùn)練2 C 例3 AD 跟蹤訓(xùn)練3 C 例4 (1) (2)+,方向由b指向O(或向左) (3)1.25L 跟蹤訓(xùn)練4 (1)0.4 m (2)O點(diǎn)左側(cè)0.2 m處 分組訓(xùn)練 1.A 2.AB 3.B 4.D 5.AD 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 1.C 2.C 3.B 4.D 5.CD 6.C 7.B 8.AB 9.D 10.D 11.(1)- (2) (3)mg 12.(1) (2)2.5 m或1 m
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