物理：1.电场 课件（粤教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 本章优化总结 1 电场强度是描述电场中某点力的性质的物理量 而电势是描述电场中某点能的性质的物理量 它们之间没有直接的关系 具体地说 场强大的地方 电势不一定高 场强小的地方电势不一定低 反过来 电势高的地方场强不一定大 电势低的地方场强也不一定小 电场强度和电势的大小判断一般借助于电场线 电场线的疏密程度反映电场的强弱 电场线在某点的切线方向表示该点的场强方向 沿着电场线的方向 电势逐渐降低 2 电势能的变化可以根据电场力所做的功来判断 电场力做正功 电势能减小 电场力做负功 电势能增加 单选 如图1 1是两个等量异种点电荷 周围有1 2 3 4 5 6各点 其中1 2之间距离与2 3之间距离相等 2 5之间距离与2 6之间距离相等 两条虚线互相垂直且平分 那么关于各点电场强度和电势的叙述不正确的是 图1 1 A 1 3两点电场强度相同B 5 6两点电场强度相同C 4 5两点电势相同D 1 3两点电势相同 精讲精析 1 3两点的电场强度都等于两点电荷在该点的电场强度之和 根据对称性可知两点电场强度一定相同 所以选项A正确 5 6两点的电场强度方向都是水平向左 根据对称性可以判断两点的电场强度大小相同 所以选项B正确 由于中垂线为等势面 所以4 5两点的电势相同 所以选项C正确 由于两点电荷连线的电场线方向由正电荷指向负电荷 所以3点电势要高于1点电势 所以选项D错误 答案 D 解此类问题应掌握以下几个要点 1 带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向 2 带电粒子所受合力 往往仅为电场力 应指向轨迹曲线的凹侧 再依电场力与场强同向或反向 即可确定准确的力的方向 3 在一段运动过程中 若合力与速度方向的夹角小于90 则合力做正功 动能增大 若夹角大于90 则合力做负功 动能减小 若夹角总等于90 则动能不变 单选 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图1 2中虚线所示 电场方向竖直向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从a运动到b的过程中 能量变化情况 A 动能减小B 电势能增加C 动能和电势能之和减小D 重力势能和电势能之和增加 图1 2 精讲精析 带电粒子在电场中运动同时受到重力和电场力的作用 虽然机械能不守恒 但重力势能 电势能和动能的总和不变 由图可知 物体向上运动 说明电场力必大于重力 物体沿电场力方向运动 即电场力做正功 电势能减小 动能增大 故选项A B错误 物体的重力势能增加 则动能和电势能之和必减小 故选项C正确 答案 C 带电粒子在电场中的运动 是一个综合电场力 电势能的力学问题 研究的方法与质点动力学相同 它同样遵循运动的合成与分解 力的独立作用原理 牛顿运动定律 动能定理 功能原理等力学规律 研究时 主要可以按以下两条线索展开 1 力和运动的关系 牛顿第二定律根据带电粒子受到的电场力 用牛顿第二定律找出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的速度 位移等 这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况 2 功和能的关系 动能定理根据电场力对带电粒子所做的功 引起带电粒子的能量发生变化 利用动能定理或从全过程中能量的转化 研究带电粒子的速度变化 经历的位移等 这条线索同样也适用于不均匀的电场 说明 电场力做功与路径无关 只与初 末位置有关 计算方法有 1 由公式W Fscos 计算 此公式只适合于匀强电场中 可变形为W Eqs 式中s为电荷初末位置在电场方向上的位移 2 由电场力做功与电势能改变关系计算 W qU 对任何电场都适用 当U 0 q 0或U 0 q 0时 W 0 否则W 0 3 由公式WAB EpA EpB计算 此公式适合于任何电场 如图1 3所示 一个质量为m 带电荷量为 q的小物体 可在水平轨道Ox上运动 O端有一与轨道垂直的固定墙 轨道处于匀强电场中 场强大小为E 方向沿Ox轴正方向 小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动 运动时受到大小不变的摩擦力f作用 而f qE 设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能 且电荷量保持不变 求它在停止运动前所通过的总路程s 图1 3 精讲精析 法一 根据f qE知 物体最终只可能停在O点 物体做往复运动的全过程中 电场力对物体做正功 且功的大小与路程无关 只决定于初 末位置的距离x0 即WF qEx0 而摩擦力始终对物体做负功 且功的大小决定于所通过的路程s 即Wf fs 根据动能定理可得 各种性质的场与实物 由分子和原子构成的物质 的根本区别之一是场具有叠加性 即几个场可以同时占据同一空间 从而形成叠加场 对于叠加场中的力学问题 可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果 也可以同时研究几种场力共同作用的效果 将叠加场等效为一个简单场 然后与重力场中的力学问题进行类比 利用力学的规律和方法进行分析与解答 图1 4 图1 5 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全