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习题课二电场的能的性质习题课二电场的能的性质课堂探究课堂探究达标测评达标测评课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究D D一、电场线、等势线和运动轨迹一、电场线、等势线和运动轨迹【例例1 1】 如图所示如图所示, ,虚线表示某电场的等势面虚线表示某电场的等势面. .一带电粒子仅在静电力作一带电粒子仅在静电力作用下由用下由A A运动到运动到B B的径迹如图中实线所示的径迹如图中实线所示. .粒子在粒子在A A点的加速度为点的加速度为a aA A、电势、电势能为能为E EpApA; ;在在B B点的加速度为点的加速度为a aB B、电势能为、电势能为E EpBpB. .则下列结论正确的是则下列结论正确的是( ( ) )A.A.粒子带正电粒子带正电, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpBB.B.粒子带负电粒子带负电, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpBC.C.粒子带正电粒子带正电, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpBD.D.粒子带负电粒子带负电, ,a aA A a aB B,E,EpApA E EpBpB思维导图思维导图解析解析: :根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的静电力是斥力根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的静电力是斥力, ,方方向背离等势面的中心向背离等势面的中心. .从从A A到到B,B,静电力对带电粒子做负功静电力对带电粒子做负功, ,电势能增加电势能增加, ,则知则知B B点电势能大点电势能大, ,即即E EpApA E EpBpB. .电场线与等势面垂直电场线与等势面垂直, ,沿电场线方向电势沿电场线方向电势降低降低, ,所以电场线指向等势面的中心所以电场线指向等势面的中心,B,B点电场线比点电场线比A A点的密集点的密集, ,带电粒带电粒子在子在B B点受到静电力较大点受到静电力较大, ,加速度也大加速度也大, ,即即a aA A a aB B. .而静电力方向背离等势而静电力方向背离等势面的中心面的中心, ,所以粒子带负电所以粒子带负电. .故选项故选项D D正确正确. .二、电场强度和电势的理解二、电场强度和电势的理解【例例2 2】 ( (多选多选) )某静电场沿某静电场沿x x方向的电势分布如图所示方向的电势分布如图所示, ,则下列说法正确的则下列说法正确的是是( ( ) )A.A.在在O Ox x1 1之间不存在沿之间不存在沿x x正方向的电场正方向的电场B.B.在在O Ox x1 1之间存在着沿之间存在着沿x x正方向的匀强电场正方向的匀强电场C.C.在在x x1 1x x2 2之间存在着沿之间存在着沿x x正方向的匀强电场正方向的匀强电场D.D.在在x x1 1x x2 2之间存在着沿之间存在着沿x x正方向的非匀强电场正方向的非匀强电场ACAC方法总结方法总结 解答图像类问题的关键解答图像类问题的关键解答图像类问题时解答图像类问题时, ,往往要从图线斜率的物理意义上突破往往要从图线斜率的物理意义上突破, ,同时图线是增函数同时图线是增函数还是减函数也是解答问题的关键还是减函数也是解答问题的关键. .三、静电力做功与电势差、电势能的综合三、静电力做功与电势差、电势能的综合【例例3 3】 如图所示如图所示, ,固定在水平地面上的绝缘平板置于匀强电场中固定在水平地面上的绝缘平板置于匀强电场中, ,电场方向电场方向与平板平行与平板平行. .在绝缘平板上在绝缘平板上, ,放置一个带负电的物体放置一个带负电的物体( (可视为质点可视为质点),),物体与平板物体与平板间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为0.5.0.5.现让物体以现让物体以10 10 m/sm/s的初速度平行于电场方向运动的初速度平行于电场方向运动, ,物体物体沿电场方向运动的最远距离为沿电场方向运动的最远距离为4 m.4 m.已知物体所受电场力大于其最大静摩擦力已知物体所受电场力大于其最大静摩擦力, ,平板足够大平板足够大, ,规定物体在出发点时的电势能为零规定物体在出发点时的电势能为零, ,重力加速度重力加速度g g取取10 m/s10 m/s2 2. .求求: :(1)(1)物体所受电场力与其所受重力的比值物体所受电场力与其所受重力的比值; ;(2)(2)物体在离出发点多远处动能与电势能相等物体在离出发点多远处动能与电势能相等. .思路探究思路探究(1)(1)带电体向右滑到最远时能静止在该点吗带电体向右滑到最远时能静止在该点吗? ?为什么为什么? ?答案答案: :不能不能, ,这是由于电场力大于最大静摩擦力这是由于电场力大于最大静摩擦力. .(2)(2)带电体向右滑动和向左滑动带电体向右滑动和向左滑动, ,受力情况相同吗受力情况相同吗? ?答案答案: :不同不同, ,向右滑动时向右滑动时, ,电场力与摩擦力方向相同电场力与摩擦力方向相同, ,向左滑动时向左滑动时, ,电场电场力与摩擦力方向相反力与摩擦力方向相反. .规律方法规律方法 非匀强电场中静电力做功的求解方法非匀强电场中静电力做功的求解方法在非匀强电场中计算静电力的功时在非匀强电场中计算静电力的功时, ,可以利用动能定理求解可以利用动能定理求解, ,还可以利用还可以利用W WABAB= =qUqUABAB与与W WABAB= =E EpApA-E-EpBpB求解求解. .达标测评达标测评 随堂演练随堂演练检测效果检测效果1.(20161.(2016雅安中学期中雅安中学期中) )对于电场对于电场, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.电势越高的地方场强越大电势越高的地方场强越大B.B.沿着电场线方向电势降低沿着电场线方向电势降低C.C.电势降落的方向必定是电场强度的方向电势降落的方向必定是电场强度的方向D.D.电势为零的点电势为零的点, ,场强一定为零场强一定为零B B解析解析: :电势越高的地方场强不一定越大电势越高的地方场强不一定越大, ,例如在匀强电场中例如在匀强电场中, ,高电势高电势点和低电势点的场强相等点和低电势点的场强相等, ,选项选项A A错误错误; ;沿着电场线方向电势降低沿着电场线方向电势降低, ,选项选项B B正确正确; ;电势降落最快的方向是电场强度的方向电势降落最快的方向是电场强度的方向, ,选项选项C C错误错误; ;电电势为零的点势为零的点, ,场强不一定为零场强不一定为零, ,例如等量异种电荷连线中垂线上的例如等量异种电荷连线中垂线上的各点各点, ,选项选项D D错误错误. .2.2.如图所示如图所示, ,在电场强度在电场强度E=2E=210103 3 V/m V/m的匀强电场中有三点的匀强电场中有三点A,MA,M和和B,AM=4 cm,B,AM=4 cm,MB=3 MB=3 cm,ABcm,AB=5 cm,=5 cm,且且AMAM边平行于电场线边平行于电场线, ,把一电荷量把一电荷量q=2q=21010-9-9C C的正电荷从的正电荷从B B点移动到点移动到M M点点, ,再从再从M M点移动到点移动到A A点点, ,静电力做功为静电力做功为( ( ) )A.1.6A.1.61010-7-7 J J B.1.2B.1.21010-7-7 J JC.-1.6C.-1.61010-7-7 J J D.-1.2D.-1.21010-7-7 J JC C解析解析: :W=-qEW=-qEAM=-2AM=-21010-9-92 210103 30.04 J=-1.60.04 J=-1.61010-7-7 J, J,故选故选项项C C正确正确. .A A 4.(4.(多选多选) )位于位于A,BA,B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示所示, ,图中实线表示等势线图中实线表示等势线, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( ( ) )A.aA.a点和点和b b点的电场强度相同点的电场强度相同B.B.正电荷从正电荷从c c点移到点移到d d点点, ,静电力做正功静电力做正功C.C.负电荷从负电荷从a a点移到点移到c c点点, ,静电力做正功静电力做正功D.D.正电荷从正电荷从e e点沿图中虚线移到点沿图中虚线移到f f点电势能先减小后增大点电势能先减小后增大解析解析: :a a点和点和b b点所在处的等势线疏密程度不同点所在处的等势线疏密程度不同, ,两处的电场强度不两处的电场强度不同同, ,方向也不同方向也不同, ,故选项故选项A A错误错误; ;从从c c点到点到d d点电势升高点电势升高, ,正电荷的电正电荷的电势能增大势能增大, ,静电力做负功静电力做负功, ,故选项故选项B B错误错误; ;从从a a点到点到c c点、电势升高点、电势升高, ,负电荷的电势能减小负电荷的电势能减小, ,静电力做正功静电力做正功, ,故选项故选项C C正确正确; ;从从e e点沿虚线点沿虚线到到f f点点, ,电势先降低后升高电势先降低后升高, ,则正电荷的电势能先减小后增大则正电荷的电势能先减小后增大, ,故选故选项项D D正确正确. .CDCD5.(20165.(2016汕头市金山中学月考汕头市金山中学月考)()(多选多选) )如图所示为一匀强电场如图所示为一匀强电场, ,实线为电场线实线为电场线, ,一个带负电的粒子射入该电场后一个带负电的粒子射入该电场后, ,轨迹如图中虚线所示轨迹如图中虚线所示, ,运动方向从运动方向从a a到到b,b,则则可以判断的是可以判断的是( ( ) )A.A.电场强度方向向左电场强度方向向左B.B.粒子在粒子在a a点的动能大于点的动能大于b b点的动能点的动能C.aC.a点的电势高于点的电势高于b b点的电势点的电势D.D.粒子在粒子在a a点的电势能大于点的电势能大于b b点的电势能点的电势能ADAD解析解析: :做曲线运动的物体的运动轨迹是夹在合力与速度方向之间的做曲线运动的物体的运动轨迹是夹在合力与速度方向之间的, ,故粒子受到的静电力方向水平向右故粒子受到的静电力方向水平向右, ,因为粒子带负电因为粒子带负电, ,所以电场方向所以电场方向水平向左水平向左, ,故选项故选项A A正确正确; ;合力与速度夹角为锐角合力与速度夹角为锐角, ,所以静电力做正功所以静电力做正功, ,电势能减小电势能减小, ,动能增大动能增大, ,故粒子在故粒子在a a点的动能小于点的动能小于b b点的动能点的动能, ,粒子在粒子在a a点的电势能大于点的电势能大于b b点的电势能点的电势能, ,故选项故选项B B错误错误,D,D正确正确; ;沿电场线方向电沿电场线方向电势降低势降低, ,故故a a点的电势低于点的电势低于b b点的电势点的电势, ,选项选项C C错误错误. .
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