（京津瓊魯專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 微型專題2 電場能的性質(zhì)課件 新人教版必修2.ppt

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1、微型專題2電場能的性質(zhì),第一章靜電場,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求 物理觀念：1.進(jìn)一步理解電勢、電勢差、電勢能的概念、公式，知道電場力做功與電勢能變化的關(guān)系是一種普遍的功能關(guān)系. 2.會(huì)用等分法確定等勢面和電場方向. 3.理解Ex、x圖象的意義，并會(huì)分析有關(guān)問題. 科學(xué)思維：1.通過分析電勢、電勢能及電場力做功的綜合問題，提高邏輯思維和科學(xué)思維能力. 2.通過方法的遷移，找到解決Ex、x圖象與其它圖象問題共性的東西.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),重點(diǎn)探究,,例1在電場中把電荷量為2.0109 C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功1.5107 J，再把這個(gè)電荷

2、從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場力做功4.0107 J. (1)求A、C兩點(diǎn)間的電勢差； 答案125 V,一、電勢、電勢能、電場力做功的綜合問題,解析從A到C，電場力做的總功為： WACWABWBC1.5107 J4.0107 J2.5107 J,答案,解析,答案,解析,(2)電荷從A經(jīng)B移到C，電勢能的變化怎樣？ 答案電荷從A經(jīng)B移到C，電勢能先減少1.5107 J，再增加4.0107 J，從A到C，電勢能增加2.5107 J 解析在電場中把電荷量為2.0109 C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功1.5107 J，電勢能減少1.5107 J. 再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場力做功4.0107

3、 J，電勢能增加4.0107 J. 故從A到C，電勢能增加2.5107 J.,答案,解析,例2如圖1所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點(diǎn)，在圓心處有一固定的正點(diǎn)電荷，B點(diǎn)為AC的中點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開始沿桿下滑.已知重力加速度為g，A點(diǎn)距過C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 .不計(jì)空氣阻力，求：,圖1,(1)小球滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大??；,解析因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢相等，故小球從B到C運(yùn)動(dòng)的過程中電場力做的總功為零.,答案,解析,(2)若以C點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，試確定A點(diǎn)的

4、電勢.,又因?yàn)镃0，,電場中的功能關(guān)系 1.合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化量，即W合Ek. 2.電場力做功決定物體電勢能的變化量，即WABEpAEpBEp. 這與重力做功和重力勢能變化之間的關(guān)系類似. 3.只有電場力做功時(shí)，帶電體電勢能與動(dòng)能的總量不變，即Ep1Ek1Ep2Ek2.這與只有重力做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒類似.,,1.在勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式為UEd，其中d為兩點(diǎn)沿電場線方向的距離. 由公式UEd可以得到下面兩個(gè)結(jié)論： 結(jié)論1：勻強(qiáng)電場中的任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢C ，如圖2甲所示.,二、用等分法確定等勢面和電場方向,甲乙 圖2,結(jié)論2：勻強(qiáng)電場中若兩線段ABC

5、D，且ABCD，則UABUCD(或ABCD)，如圖乙所示.,2.確定電場方向的方法 先由等分法確定電勢相等的點(diǎn)，畫出等勢線，然后根據(jù)電場線與等勢面垂直畫出電場線，且電場線的方向由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.,例3(多選)(2018山東濟(jì)寧市高一下期末)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，電場中a、b、c三點(diǎn)的位置如圖3所示，三點(diǎn)的電勢分別為10 V、15 V、30 V，電子的電荷量為1.61019 C，下列說法中正確的是,解析,答案,A.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為5 V B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為5 V C.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的電勢能小81019 J D.電子從b點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場力做的功為2.

6、41018 J,圖3,,,解析根據(jù)UacUOb知，10 V30 VO15 V得O5 V，B正確，A錯(cuò)誤； WabqUab1.61019(1015) J81019 J WabEpaEpb81019 J，C錯(cuò)誤； WbcqUbc1.61019(1530) J2.41018 J，D正確.,例4如圖4所示，A、B、C表示勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)，它們的電勢分別為A5 V，B9 V，C2 V.試在圖中畫出過A、B、C點(diǎn)的三條等勢線，并畫出一條過C點(diǎn)的電場線.,解析,答案,圖4,答案見解析圖,解析由題意知，UBA14 V，UBC7 V.由于是勻強(qiáng)電場，故AB連線的中點(diǎn)D與C點(diǎn)是等勢點(diǎn)，而勻強(qiáng)電場中等勢面為一平面，

7、故DC連線為等勢線，再過A、B點(diǎn)分別作平行于CD的直線即為所求的過A、B、C點(diǎn)的三條等勢線，如圖所示，過C作垂直于CD的直線即為過C點(diǎn)的電場線，且電場方向水平向左.,,例5(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中，任一點(diǎn)的電勢與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖5所示.電場中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢a已在圖中用坐標(biāo)(ra，a)標(biāo)出，其余類推.現(xiàn)將一帶正電的,三、Ex、x圖象的分析,試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是 A.EaEb41 B.EcE

8、d21 C.WabWbc31 D.WbcWcd13,圖5,解析,答案,,,1.x圖象反映電勢隨x的變化規(guī)律，其斜率大小表示場強(qiáng)大小.電場方向由電勢變化情況判斷(順著電場線方向電勢降低). 2.Ex圖象反映場強(qiáng)E隨x的變化規(guī)律，其正負(fù)表示場強(qiáng)的方向.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(電場中的功能關(guān)系)(多選)如圖6所示，光滑絕緣細(xì)桿AB，水平放置于被固定的帶負(fù)電荷的小球的正上方，小球的電荷量為Q，可視為點(diǎn)電荷，a、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn)，且在以帶負(fù)電小球?yàn)閳A心的同一豎直圓周上.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))套在細(xì)桿上，由a點(diǎn)靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，下列說法

9、中正確的是,A.小圓環(huán)所受庫侖力的大小先增大后減小 B.小圓環(huán)的加速度先增大后減小 C.小圓環(huán)的動(dòng)能先增加后減少 D.小圓環(huán)與負(fù)電荷組成的系統(tǒng)電勢能先增加后減少,,,圖6,答案,1,2,3,4,2.(x圖象)(多選)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場的電勢在x軸上分布如圖7所示.下列說法正確的有,A.q1和q2帶有異種電荷 B.x1處的電場強(qiáng)度為零 C.負(fù)電荷從x1移到x2，電勢能減小 D.負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場力增大,圖7,,,答案,1,2,3,4,3.(電勢、電勢能、電場力做功的綜合問題)(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖8所示，三點(diǎn)的

10、電勢分別為10 V、17 V、26 V.下列說法正確的是,答案,解析,1,2,3,4,A.電場強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1 V C.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7 eV D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做功為9 eV,圖8,,,,1,2,3,4,1,2,3,4,因?yàn)镺acb是矩形，所以有UacUOb ，可知坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為1 V ，故選項(xiàng)B正確； a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低7 V，電子帶負(fù)電，所以電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的高7 eV，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤； b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)電勢低9 V，電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做功為9 eV，故選項(xiàng)D正確.,4.(電場能的性質(zhì)綜合)如圖9所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電微粒(重力不計(jì))由A運(yùn)動(dòng)到B，在勻強(qiáng)電場中A點(diǎn)的速度大小為v，在B點(diǎn)的速度大小為3v，已知A、B兩點(diǎn)在平行電場線方向上的距離為d，求：,圖9,(1)A、B兩點(diǎn)間的電壓；,解析,答案,1,2,3,4,(2)電場強(qiáng)度的大小.,解析由UEd,1,2,3,4,解析,答案,