第一章习题课：电场能的性质课件

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,2020/8/9 Sunday,#,2024/11/28,第一章习题课：电场能的性质,一、电场线、等势线和运动轨迹,【例,1,】,如图,1,所示，虚线,a,、,b,、,c,代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，,P,、,R,、,Q,是这条轨迹上的三点，由此可知,(,),图,1,A.,带电粒子在,R,点时的速度大小大于在,Q,点时的速度大小,B.,带电粒子在,P,点时的电势能比在,Q,点时的电势能大,C.,带电粒子在,R,点时的动能与电势能之和比在,Q,点时的小，比在,P,点时的大,D.,带电粒子在,R,点时的加速度大小小于在,Q,点时的加速度大小,解析,根据牛顿第二定律可得,qE,ma,，又根据电场线的疏密程度可以得出,Q,、,R,两点处的电场强度的大小关系为,E,R,E,Q,，则带电粒子在,R,、,Q,两点处的加速度的大小关系为,a,R,a,Q,，故,D,项错误；由于带电粒子在运动过程中,只受,电场力作用，只有动能与电势能之间的相互转化，则带电粒子的动能与电势能之和不变，故,C,项错误；根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知，带电粒子在,R,处所受电场力的方向为沿电场线向右,.,假设粒子从,Q,向,P,运动，则电场力做正功，所以电势能减小，动能增大，速度增大，假设粒子从,P,向,Q,运动，则电场力做负功，所以电势能增大，动能减小，速度减小，所以,A,项正确，,B,项错误,.,答案,A,(1),速度方向沿运动轨迹的切线方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方向或反方向，所受合外力的方向指向曲线凹侧,.,(2),电势能大小的判断方法,电场力做功：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加,.,利用公式法：由,E,p,A,q,A,知正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大,.,【例,2,】,如图,2,所示，在等量异种点电荷形成的电场中有,A,、,B,、,C,三点，,A,点为两点电荷连线的中点，,B,点为连线上距,A,点距离为,d,的一点，,C,点为连线中垂线上距,A,点距离也为,d,的一点，则下面关于三点电场强度,E,的大小、电势,高低的比较，正确的是,(,),A.,E,A,E,C,E,B,，,A,C,B,B.,E,B,E,A,E,C,，,A,C,B,C.,E,A,E,B,，,E,A,E,C,，,A,B,，,A,C,D.,E,A,E,B,，,E,A,E,C,，,A,B,，,A,C,二、对电场强度和电势的理解,图,2,解析,等量异种点电荷周围的电场线如图所示，根据电场线的疏密分布知，,A,点的电场线比,C,点密，,B,点的电场线比,A,点密，则,E,B,E,A,E,C,；等量异种点电荷的中垂线为等势线，则,A,点的电势与,C,点的电势相等，沿着电场线方向电势逐渐降低，则,A,点的电势大于,B,点电势,.,所以,A,C,B,，故,B,正确，,A,、,C,、,D,错误,.,答案,B,(1),电场强度与电势没有直接关系,.,电场强度为零，电势不一定为零,.,电势为零，电场强度也不一定为零,.,电场强度大的地方，电势不一定高,.,(2),比较电势的高低，应主要把握沿电场线方向电势降低，若两点不在同一电场线上，应通过等势面，转化为同一电场线上的两点电势的比较,.,三、等分法确定等势点,【例,3,】,如图,3,所示，虚线方框内有一匀强电场，,A,、,B,、,C,为该电场中的三点，已知：,A,12 V,，,B,6 V,，,C,6 V,，试在该虚线框内作出该电场的示意图,(,画出几条电场线,),，并要求保留作图时所用的辅助线,.,图,3,解析,要画电场线，先找等势面,(,线,).,答案,见解析图,(1),在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图,4,甲,AB,BC,，则,U,AB,U,BC,.,图,4,(2),在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电势差相等,.,如图,4,乙,AB,綊,CD,，则,U,AB,U,CD,.,(3),确定电场方向的方法：先由等分法确定电势相等的点，画出等势面,(,线,),，然后根据电场线与等势面,(,线,),垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面,(,线,),指向电势低的等势面,(,线,).,四、电场力做功与电势差、电势能的综合,图,5,(1),小球滑到,C,点时的速度大小；,(2),若以,C,点作为参考点,(,零电势点,),，试确定,A,点的电势,.,计算电场力做功的方法，常见的有以下几种：,(1),利用电场力做功与电势能的关系求解：即,W,AB,E,p,A,E,p,B,.,(2),利用,W,Fd,求解，此公式只适用于匀强电场,.,(3),利用公式,W,AB,qU,AB,求解,.,(4),利用动能定理求解,.,1.,(,电场线、等势线与运动轨迹,),一个电子只在电场力作用下从,a,点运动到,b,点的轨迹如图,6,中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是,(,),图,6,A.,如果实线是电场线，则电子在,a,点的电势能比在,b,点的电势能大,B.,如果实线是等势面，则,a,点的电势比,b,点的电势低,C.,如果实线是电场线，则,a,点的电势比,b,点的电势高,D.,如果实线是等势面，则电子在,a,点的电势能比在,b,点的电势能大,答案,A,解析,若题图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则,a,点的电势比,b,点低，,C,错误；由于从,a,点运动到,b,点电场力做正功，所以电子的电势能减小，所以电子在,a,点的电势能比在,b,点的电势能大，所以,A,正确；若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则,a,点的电势比,b,点高，从,a,到,b,电场力对电子做负功，所以电势能增加，则电子在,a,点的电势能比在,b,点的电势能小，故,B,、,D,错误,.,2.,(,对电场强度和电势的理解,),下列四个图中，,a,、,b,两点电势相等、电场强度也相等的是,(,),答案,D,解析,匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面，,A,中,a,、,b,两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；,B,中,a,、,b,两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同；,C,中,a,、,b,两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强的方向不同；在,D,中，,a,、,b,两点的电势相等，场强的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选,D.,3.,(,用等分法画电场线,),如图,7,所示，,A,、,B,、,C,是匀强电场中等腰直角三角形的三个顶点，已知,A,、,B,、,C,三点的电势分别为,A,15 V,，,B,3 V,，,C,3 V,，试确定场强的方向，并画出电场线,.,图,7,答案,见解析,解析,根据,A,、,B,、,C,三点电势的特点，在,AC,连线上取,M,、,N,两点，使,AM,MN,NC,，如图所示，,图,8,答案,1,10,4,V/m,为垂直,B,、,C,连线，由,A,指向,BC,