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1、第第2課時電場的能的性質(zhì)課時電場的能的性質(zhì) 考點一考點一 電勢高低及電勢能大小的判斷方法電勢高低及電勢能大小的判斷方法1比較電勢高低的方法比較電勢高低的方法(1)沿電場線方向,電勢越來越低沿電場線方向,電勢越來越低(2)判斷出判斷出UAB的正負(fù),再由的正負(fù),再由UABAB,比較,比較A、B的大的大小,若小,若UAB0,則,則AB,若,若UAB0,則,則Arc,所以所以a0,電電子從子從d到到b電場力做功電場力做功WabqUdb(e)UdbQB直線直線c位于某一等勢面內(nèi),位于某一等勢面內(nèi),MNC若電子由若電子由M點運動到點運動到Q點,電場力做正功點,電場力做正功D若電子由若電子由P點運動到點運動
2、到Q點,電場力做負(fù)功點,電場力做負(fù)功解析:解析:在勻強電場中在勻強電場中,因為電子帶負(fù)電因為電子帶負(fù)電,從從M到到N和和P做做功相等功相等,說明電勢差相等說明電勢差相等,即即N和和P的電勢相等的電勢相等,電場力電場力對電子做負(fù)功對電子做負(fù)功,由,由WqU,qe, 則得則得MNMP0,說明說明MQ為高電勢為高電勢,NP為低電勢所以直線為低電勢所以直線c位于位于某一等勢線內(nèi)某一等勢線內(nèi),選項選項A錯錯,B對;勻強電場中等勢線為平對;勻強電場中等勢線為平行的直線行的直線,所以所以NP和和MQ分別是兩條等勢線分別是兩條等勢線,MQP、電子從、電子從M點運動到點運動到Q點點,初末位置電勢相等初末位置電勢
3、相等,電電場力不做功場力不做功,選項選項C錯;電子由錯;電子由P點運動到點運動到Q點點,電場力電場力做正功做正功,電勢能減少電勢能減少,選項選項D錯錯答案:答案:B 考點三考點三 用功能關(guān)系分析帶電粒子的運動用功能關(guān)系分析帶電粒子的運動1功能關(guān)系功能關(guān)系(1)若只有電場力做功,若只有電場力做功,電勢能電勢能與動能之和保持不變與動能之和保持不變(2)若只有電場力和重力做功,若只有電場力和重力做功,電勢能電勢能、重力勢能重力勢能、動能之、動能之和保持不變和保持不變(3)除重力外,其他各力對物體所做的功等于物體除重力外,其他各力對物體所做的功等于物體機械能機械能的的變化變化(4)所有力對物體所做功的
4、代數(shù)和,等于物體所有力對物體所做功的代數(shù)和,等于物體動能動能的變化的變化2電場力做功的計算方法電場力做功的計算方法(1)由公式由公式WFlcos 計算,此公式只適用于勻強電場,可計算,此公式只適用于勻強電場,可變形為變形為WqElcos .(2)由由WqU來計算,此公式適用于任何形式的靜電場來計算,此公式適用于任何形式的靜電場(3)由動能定理來計算由動能定理來計算W電場力電場力W其他力其他力Ek.(4)由電勢能的變化來計算由電勢能的變化來計算WABEpAEpB.【例【例3】如圖所示,在如圖所示,在O點放置一個正電荷,在過點放置一個正電荷,在過O點的點的豎直平面內(nèi)的豎直平面內(nèi)的A點,自由釋放一個
5、帶正電的小球,小球的質(zhì)點,自由釋放一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為量為m、電荷量為、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以以O(shè)為圓心、為圓心、R為半徑的圓為半徑的圓(圖中實線表示圖中實線表示)相交于相交于B、C兩點,兩點,O、C在同一水平線上,在同一水平線上,BOC30,A距離距離OC的豎直的豎直高度為高度為h.若小球通過若小球通過B點的速度為點的速度為v,試求:,試求:(1)小球通過小球通過C點的速度大小;點的速度大?。?2)小球由小球由A到到C的過程中電勢能的增加量的過程中電勢能的增加量易易 誤誤 提提 醒醒處理電場中能量問題的注意事項處理電場中能
6、量問題的注意事項(1)應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功(或總功或總功)(2)應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化能之間的轉(zhuǎn)化(3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應(yīng)關(guān)系能改變之間的對應(yīng)關(guān)系(4)當(dāng)只有電場力做功時當(dāng)只有電場力做功時,動能與電勢能相互轉(zhuǎn)化動能與電勢能相互轉(zhuǎn)化,動能動能與電勢能之和保持不變與電勢能之和保持不變3如圖所示,虛線如圖所示,虛線PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強間存在如圖所示的水平勻強電場,一
7、帶電粒子質(zhì)量為電場,一帶電粒子質(zhì)量為m2.01011 kg、電荷量為、電荷量為q1.0105 C,從,從a點由靜止開始經(jīng)電壓為點由靜止開始經(jīng)電壓為U100 V的電的電場加速后,垂直于勻強電場方向進入勻強電場中,從虛線場加速后,垂直于勻強電場方向進入勻強電場中,從虛線MN上的某點上的某點b(圖中未畫出圖中未畫出)離開勻強電場時速度與電場方離開勻強電場時速度與電場方向成向成30角已知角已知PQ、MN間距離為間距離為20 cm,帶電粒子的,帶電粒子的重力忽略不計求:重力忽略不計求:靜電場中圖象問題的處理技巧靜電場中圖象問題的處理技巧 1vt圖象:根據(jù)圖象:根據(jù)vt圖象的速度變化、斜率變化圖象的速度變
8、化、斜率變化(即加速度大小的變化即加速度大小的變化),確定電荷所受電場力的方向與電,確定電荷所受電場力的方向與電場力的大小變化情況,進而確定電場強度的方向、電勢的場力的大小變化情況,進而確定電場強度的方向、電勢的高低及電勢能的變化高低及電勢能的變化 方方 法法 技技 巧巧 思思 維維 提提 升升 2x圖象圖象 (1)電場強度的大小等于電場強度的大小等于x圖線的斜率大小,電場強圖線的斜率大小,電場強度為零處,度為零處,x圖線存在極值,其切線的斜率為零圖線存在極值,其切線的斜率為零 (2)在在x圖象中可以直接判斷各點電勢的大小,并可圖象中可以直接判斷各點電勢的大小,并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強度
9、的方向根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強度的方向 (3)在在x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化,可用圖象中分析電荷移動時電勢能的變化,可用WABqUAB,進而分析,進而分析WAB的正負(fù),然后作出判斷的正負(fù),然后作出判斷 3Ex圖象圖象 (1)反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律 (2)E0表示場強沿表示場強沿x軸正方向;軸正方向;E0表示場強表示場強沿沿x軸負(fù)方向軸負(fù)方向 (3)圖線與圖線與x軸圍成的軸圍成的“面積面積”表示電勢差,表示電勢差,“面面積積”大小表示電勢差大小,兩點的電勢高低根據(jù)電大小表示電勢差大小,兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定場方向判定典例典例(多選多選)空間某一靜電場的電勢空間某一靜電場的電勢在在x軸上分布如圖所軸上分布如圖所示,示,x軸上兩點軸上兩點B、C點電場強度在點電場強度在x軸上的分量分別是軸上的分量分別是EBx、ECx,下列說法中正確的有,下列說法中正確的有()AEBx的大小大于的大小大于ECx的大小的大小BEBx的方向沿的方向沿x軸正方向軸正方向C電荷在電荷在O點受到的電場力在點受到的電場力在x軸方向上的分量最大軸方向上的分量最大D負(fù)電荷沿負(fù)電荷沿x軸從軸從B移到移到C的過程中,電場力先做正功,的過程中,電場力先做正功,后做負(fù)功后做負(fù)功思路導(dǎo)引思路導(dǎo)引