电场的能的性质-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3 电场的,能,的性质,第六章,静电场,1,3 电场的能的性质第六章静电场1,(2011,安徽皖南八校摸底联考,),如图,6,3,1,所示，一簇电场线的分布关于,y,轴对称，,O,是坐标原点，,M,、,N,、,P,、,Q,是以,O,为圆心的一个圆周上的四个点，其中,M,、,N,在,y,轴上，,Q,点在,x,轴上，则,(,),1.,只存在电场力时电场的能的性质的描述及其相互关系,（,1,）活用等势面,图,631,2,(2011安徽皖南八校摸底联考)如图63,A,M,点的电势比,P,点的电势高,B,OM,间的电势差等于,NO,间的电势差,C,一正电荷在,O,点时的电势能小于在,Q,点时的电势能,D,将一负电荷由,M,点移到,P,点，电场力做正功,3,AM点的电势比P点的电势高3,顺着电场线电势越来越低所以,A,项错误；,ON,段电场线比较密集，平均电场强度大，由,U,=,Ed,定性分析可知,B,选项错误；作出等势面可得,O,点电势比,Q,点电势高，正电荷在电势高处电势能大，所以,C,选项错误；,M,点与,P,点的电势差为负值，电荷带负电，由,W,=,qU.,可得,D,选项正确,4,顺着电场线电势越来越低所以A项,某静电场的电场线分布如图,6,3,2,所示，虚线,a,、,b,、,c,是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为,F,a,、,F,b,、,F,c,，,F,a,F,b,F,c,，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线,KLMN,所示，由图可知,(),图,6-3-2,5,某静电场的电场,A,粒子从,K,到,L,的过程中，电场力做正功,B,粒子从,L,到,M,的过程中，电场力做负功,C,粒子从,K,到,L,的过程中，电势能增加,D,粒子从,L,到,M,的过程中，动能减少,6,A粒子从K到L的过程中，电场力做正功6,由粒子运动轨迹可知场源电荷为正电荷，,K,L,，电场力做负功，电势能增加，,A,错,C,对；,L,M,，电势相等，电场力不做功，,BD,错,7,由粒子运动轨迹可知场源电荷为正电,(2010,安徽,),如图,6,3,3,所示，在,xOy,平面内有一个以,O,为圆心、半径,R,=0.1m,的圆，,P,为圆周上的一点，,O,、,P,两点连线与,x,轴正方向的夹角为,q,.,若空间存在沿,y,轴负方向的匀强电场，场强大小,E,=100V/m,，则,O,、,P,两点的电势差可表示为,(,),A,U,OP,=-10sin,q,(V),B,U,OP,=10sin,q,(V),C,U,OP,=-10cos,q,(V),D,U,OP,=10cos,q,(V),（,2,）活用电场线,图,633,8,(2010安徽)如图633所示，,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,9,大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静9,在匀强电场中，两点间的电势差,U,=,Ed,，而,d,是沿场强方向上的距离，所以,d,=-,R,sin,q,，故：,U,OP,=100(-0.1sin,q,)(V)=-10sin,q,(V),，,A,正确,点评：,在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积，即：,U,=,Ed,.,在匀强电场中，电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差，即,E,=,U,/,d,.,10,在匀强电场中，两点间的电势差U,（,2009,北京）某静电场的电场线分布如图,6-3-4,所示，图中,P,、,Q,两点的电场强度的大小分别为,EP,和,EQ,，电势分别为,P,和,Q,，则（）,A,E,P,E,Q,，,P,Q,B,E,P,E,Q,，,P,Q,C,E,P,E,Q,，,P,Q,D,E,P,E,Q,，,P,Q,图,6-3-4,11,（2009北京）某静,从图可以看出,P,点的电场线的密集程度大于,Q,点的密集程度，故,P,点的场强大于,Q,点的场强，因电场线的方向由,P,指向,Q,，而沿电场线的方向电势逐渐降低，,P,点的电势高于,Q,点的电势,.,答案：,A,12,从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q,（,3,）识图用图,有一静电场，其电势,随坐标,x,的改变而变化，变化的图线如图,6-3-5(a),所示,.,试在图,(b),中画出该静电场的场强,E,随,x,变化的图线,(,设场强沿,x,轴正方向时取正值,).,图,6-3-5,13,（3）识图用图图6-3-5 13,图,6-3-5,14,图6-3-5 14,从图,(a),可知，坐标原点的电势为零，各点的电势也就是该点与原点之间的电势差,.,根据匀强电场中电势差与电场强度的关系：,E,=,U,/,d,，则有,另外，电场线从高电势指向低电势，所以,E,1,沿,x,轴负方向，取负值；,E,2,沿,x,轴正方向时取正值,.,作出的图象如图,6-3-5(b),所示,.,15,从图(a)可知，坐标原点的电势为零，各点的电,点评：对于应用图象解决问题，应从图象中获取有用的信息若图象是直线，分析图象的斜率及截距表示的物理意义；若图象是曲线，利用图象中的一些特殊点进行分析从图象中获取的信息结合物理规律列方程进行求解,16,点评：对于应用图象解决问题，应从图象中获取有用的,如图,6,3,6,甲所示，一条电场线与,Ox,轴重合，方向未知，取,O,点电势为零，,Ox,方向上各点的电势,F,随,x,变化的情况如图乙所示，若在,O,点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则,(),A,电子将沿,Ox,方向运动,B,电子的电势能将增大,C,电子运动的加速度恒定,D,电子运动的加速度先增大后减小,图,6-3-6,17,从图乙可以看出，沿,x,正方向电势逐渐升高，由电场线的性质可知，沿着电场线电势逐渐降低，说明电场线的方向沿,x,负方向，又因为电子带负电，所以电子受到的电场力方向沿,x,正方向，电子沿,Ox,方向运动，选项,A,正确；电子在运动过程中电场力做正功，电子的电势能减小，选项,B,错误；,18,从图乙可以看出，沿x正方向电势逐,由于电势随,x,的变化不是均匀的，所以电场强度的大小是变化的，电子在运动过程中受到的电场力是变化的，电子运动的加速度是变化的，选项,C,错误；由图乙中电势随,x,的变化情况可知，电场强度随,x,的变化是先减小后增大，所以电子受到的电场力是先减小后增大，电子运动的加速度先减小后增大，选项,D,错误,19,由于电势随x的变化不是均匀的，所以电场强度的大小,2.,电场力与其他力共同作用下带电体的能量问题,如图,6-3-7,所示，固定于同一条竖直线上的,A,、,B,是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为,Q,，其中,A,带正电，,B,带负电，,DC,是它们连线的垂直平分线，,A,、,B,、,C,三点构成一边长为,d,的等边三角形，另有一个带电小球,E,，质量为,m,，电荷量为,+,q,(,可视为质点,),，被长为,L,的绝缘轻质细线悬,挂于,O,点，,O,点在,C,点的正上,方，现把小球,E,拉起到,M,点，,图,6-3-7,20,2.电场力与其他力共同作用下带电体的能量问题图6-3-720,使细线水平绷直且与,A,、,B,、,C,处于同一竖直面内，并由静止开始释放，小球向下做圆周运动到最低点,C,时，速度为,v,，已知静电力恒量为,k,，若取,D,点的电势为零，求：,(1),在,A,、,B,所形成的电场中，,M,点的电势,.,(2),绝缘细线在,C,点所受到的拉力,F,T,.,A,、,B,两处等量异种电荷形成的电场在其连线的中垂线,CD,上是等势线，依题意，,C,=,D,=0,21,使细线水平绷直且与A、B、C处于同一竖直面内，并由静止开始释,(1),带电小球从,M,到,C,运动过程中，由动能定理有：,另有：,M,=,U,MC,则可得：,22,(1)带电小球从M到C运动过程中，由动能定理有：22,(2),如图所示，在,C,点小球受到,A,、,B,两处点电荷的合力为：,方向竖直向下,.,由牛顿第二定律有：,得：,23,(2)如图所示，在C点小球受到A、B两处点电荷的合力为：23,点评：计算带电粒子在电场中的电势能，可以根据电势能的计算式,E,p,=,q,F,进行计算，也可以根据电场力做功等于电势能的变化量计算计算动能和电势能之和，可以根据能量守恒计算，也可以分别计算出动能和电势能，直接把两者相加,24,点评：计算带电粒子在电场中的电势能，可以根据电势,如图,6-3-8,所示，在绝缘水平面上，相距为,L,的,A,、,B,两点处分别固定着两个等电量的正电荷，,a,、,b,是,AB,连线上的两点，其中,Aa,=,Bb,=,L,/4,，,O,为,AB,连线的中点，一质量为,m,、带电量为,+,q,的小滑块,(,可以看做质点,),以初动能,E,0,从,a,点出发，沿直线,AB,向,b,点运动，其中小滑块第一次经过,O,点时的动能为初动能的,n,倍,(,n,1),，且到达,b,点时动能恰好为零，小滑块最终停在,O,点，求：,图,6-3-8,25,如图6-3-,(1),小滑块与水平面的动摩擦因数,.,(2),O,、,b,两点间的电势差,.,(3),小滑块运动的总路程,.,(1),由,Aa,=,Bb,=,L,/4,，,O,为,AB,连线的中点知，,a,、,b,关于,O,点对称，则,U,ab,=0.,设小滑块与水平面间的摩擦力大小为,f,，对于小滑块由,a,到,b,的过程有：,f,=,N,=,mg,所以,26,(1)小滑块与水平面的动摩擦因数.26,(2),对于小滑块由,O,到,b,的过程有：,0-,nE,0,=-,f,+,qU,O,b,由以上各式得，,27,(2)对于小滑块由O到b的过程有：27,(3),对于小滑块从,a,开始到最终在,O,点停下的过程有：,0-,E,0,=,qU,aO,-,fx,所以,28,(3)对于小滑块从a开始到最终在O点停下的过程有：28,易错题：将一电量为,q,=210,-6C,的正点电荷从电场外一点移至电场中,A,点，电场力做功,410,-5,J,，求,A,点的电势,29,易错题：将一电量为q=210-6C的正点电荷从,错解分析：错误混淆了电势与电势差两个概念间的区别在电场力的功的计算式,W,=,qU,中，,U,指电场中两点间的电势差而不是某点电势,正解：设场外一点,P,电势为,U,P,=0,，从,P,A,，电场力做功,W,=,qU,PA,，所以,W,=,q,(,U,P,-,U,A,),，即,4,10,-5,=2,10,-6,(0-,U,A,),，解得,U,A,=-20V,30,错解分析：错误混淆了电势与电势差两个概念间的区别,点评：公式,W,=,qU,有两种用法：,(1),当电荷由,A,B,时，写为,W,=,qU,AB,=,q,(,U,A,-,U,B,),，强调带符号用，此时,W,的正、负直接与电场力做正功、负功对应；,(2),W,、,q,、,U,三者都取绝对值运算，但所得,W,或,U,的正负号需另做判断建议基础不够扎实的同学采用后一种方法,31,点评：公式W=qU有两种用法：(1)当电荷由A,