2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 專題突破與題型專練 電場能的性質(zhì)課件 新人教版選修3-1.ppt

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專題突破與題型專練電場能的性質(zhì),題型核心探究,題型一:電場強度、電勢等概念的理解與應(yīng)用1.電勢高低的判斷方法(1)依據(jù)電場線的方向判斷:沿電場線方向電勢逐漸降低.,2.電勢能增、減的判斷方法(1)做功判斷法:靜電力做正功,電勢能減小;靜電力做負功,電勢能增加.,(3)能量守恒法:在電場中,只有靜電力做功時,電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化,若動能增加,則電勢能減小;若動能減小,則電勢能增加.(4)電荷電勢法:正電荷在電勢高的地方電勢能大,負電荷在電勢低的地方電勢能大.,(1)在圖中用實線畫出電場線,用虛線畫出通過A,B兩點的等勢線,并標明它們的電勢值;(2)q在由A到B的過程中電勢能的變化量是多少?,,?思維導圖?,,(2)負電荷在由A到B的過程中,電勢能增加,增量為ΔEp=qUBA=-310-7(-160)J=4.810-5J.答案:(1)見解析(2)電勢能增加4.810-5J,確定電場線與等勢面的方法(1)勻強電場中電場線是平行等距的一簇直線,電場線的方向與正電荷所受的靜電力方向相同,與負電荷所受的靜電力方向相反.(2)等勢面與電場線垂直,且沿電場方向,電勢降低.勻強電場的等差等勢面也是平行等距的.,,方法總結(jié),,【針對訓練1】(2018山東棗莊三中高三模擬)下列關(guān)于電勢高低及電勢能增減的判斷,正確的是()A.正電荷從A點移到B點時,其電勢能增加,A點電勢一定較低B.正電荷只在靜電力作用下,從A點移到B點,A點電勢一定較高C.負電荷從A點移到B點,外力做正功,電勢能一定增加D.負電荷從A點移到B點,靜電力做負功,電勢能一定減小,A,解析:電勢能與電勢的關(guān)系為Ep=q,對于正電荷,電勢高處電勢能也大,對于負電荷,電勢高處電勢能反而小,正電荷從A點移到B點時,其電勢能增加,電勢也升高,選項A正確;由于初速度不確定,正電荷只在靜電力作用下,不一定沿著電場線方向移動,電勢不一定降低,故A點電勢不一定較高,選項B錯誤;負電荷從A點移到B點,外力做正功,靜電力做功情況不確定,無法判斷電勢能的變化情況,故選項C錯誤;選項D中靜電力做負功,電勢能增加,選項D錯誤.,題型二:電場線、等勢面與帶電粒子運動軌跡的綜合分析,1.電場線與等勢面相互垂直,已知等勢面的形狀分布可以大致繪制電場線,已知電場線的形狀分布可以大致繪制等勢面.2.由電場線和等差等勢面的疏密,可以比較電場強度大小,從而確定靜電力或者加速度的大小.3.電荷所受的靜電力方向沿電場線的切線方向,且指向曲線凹側(cè);而電荷速度方向沿軌跡的切線方向.4.速度方向與靜電力方向夾角小于90時靜電力做正功,大于90時靜電力做負功.5.電勢能大小的判斷方法(1)靜電力做正功,電勢能減小;靜電力做負功,電勢能增加.(2)由Ep=q可知:正電荷在電勢高處電勢能大,負電荷在電勢低處電勢能大.,【例2】(2018江西宜川高三測試)如圖所示,虛線為某點電荷電場的等勢面,現(xiàn)有兩個重力可忽略不計的帶電粒子,其比荷相同,二者以相同的速率從同一等勢面的a點進入電場后沿不同的軌跡1和2運動,圖中a,b,c,d,e是粒子軌跡與各等勢面的交點,則可以判斷()A.兩個粒子的電性相同B.經(jīng)過b,d兩點時,兩粒子的速率相等C.經(jīng)過b,d兩點時,兩粒子的加速度大小相等D.經(jīng)過c,e兩點時,兩粒子的電勢能相等,,?思路探究?(1)軌跡1與軌跡2的粒子與中心點電荷之間是引力還是斥力?經(jīng)過b,d兩點時的加速度由什么規(guī)律來決定?與什么因素有關(guān)?(2)軌跡1的粒子從a點到b點,靜電力做正功還是負功?軌跡2的粒子從a點到d點,靜電力做正功還是負功?(3)粒子在電場中的電勢能大小由什么來決定?答案:(1)軌跡1的粒子與中心點電荷之間是斥力,軌跡2的粒子與中心點電荷之間是引力.粒子的加速度由牛頓第二定律來決定,與靜電力F=及粒子質(zhì)量有關(guān).(2)軌跡1的粒子從a點到b點,靜電力做負功;軌跡2的粒子從a點到d點,靜電力做正功.,,答案:C,電勢能大小的判斷(1)場源電荷判斷法:離場源正電荷越近,正試探電荷的電勢能越大,負試探電荷的電勢能越小;離場源負電荷越近,正試探電荷的電勢能越小,負試探電荷的電勢能越大.,,方法總結(jié),【針對訓練2】(2018河北正定中學高二周測)(多選)如圖所示,虛線a,b,c代表電場中三個等勢面,相鄰等勢面間的電勢差相等,實線為一帶正電的質(zhì)點僅在靜電力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P,Q是這條軌跡上的兩點,據(jù)此可知()A.三個等勢面中,a的電勢最高B.帶電質(zhì)點通過P點時電勢能較大C.帶電質(zhì)點通過P點時動能較大D.帶電質(zhì)點通過P點時加速度較大,BD,,解析:由軌跡QP可以確定質(zhì)點的受力方向,由于該質(zhì)點帶正電,所以可以判斷P點電勢高.由Q到P,靜電力做負功,電勢能增加,故質(zhì)點在P點電勢能較大,由于P處等勢面密集,所以帶電質(zhì)點通過P點時加速度較大.故B,D正確.,2.E-x圖像反映電場強度E隨x的變化規(guī)律,其正負表示電場強度的方向.,【例3】(2018山東濰坊一中高二期末)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O,M兩點,兩電荷連線上各點電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A,N兩點的電勢均為零,ND段中的C點電勢最高,則()A.N點的電場強度大小為零B.A點的電場強度大小為零C.NC間電場強度方向向x軸正方向D.將一負點電荷從N點移到D點,靜電力先做正功后做負功,,?思路探究?(1)-x圖像的斜率表示什么物理意義?(2)在x軸上,電勢降低的方向與電場方向有什么關(guān)系?電勢升高的方向與電場方向又有什么關(guān)系?答案:(1)-x圖線的斜率表示電場強度,斜率越大表示電場強度越大.(2)在x軸上,電勢降低的方向與電場方向相同,電勢升高的方向與電場方向相反.解析:-x圖像的斜率大小表示電場強度的大小,圖線中A,N兩點切線斜率不為零,故電場強度大小不為零,選項A,B錯誤;由圖可知,OM間電場強度方向沿x軸正方向,MC間電場強度方向沿x軸負方向,NC間電場強度方向向x軸負方向,選項C錯誤;因為MC間電場強度方向沿x軸負方向,CD間電場強度方向沿x軸正方向,則將一負點電荷從N點移到D點,靜電力先做正功后做負功,選項D正確.答案:D,解答-x圖像問題常用的要點(1)-x圖像的斜率等于電場強度E.(2)沿著電場線電勢降低,電勢為零處,電場強度不一定為零.(3)電荷在電場中電荷量與電勢的乘積為電勢能.(4)靜電力做功的正負決定電勢能的增加或減少.,,方法總結(jié),,【針對訓練3】(2018江蘇東海二中高二期中)空間有一沿x軸對稱分布的電場,其電場強度E隨x變化的圖像如圖所示.下列說法中正確的是()A.O點的電勢最低B.x2點的電勢最高C.x1和-x1兩點的電勢相等D.x1和x3兩點的電勢相等,C,解析:電勢高低與電場強度大小無必然聯(lián)系.O點電場強度為0,電勢不一定最低,選項A錯誤;x2點是電場強度正向最大的位置,電勢不是最高,選項B錯誤;將電荷從x1移到-x1可由題圖知靜電力做功為零,故兩點電勢相等,而把電荷從x1移到x3靜電力做功不為零,選項C正確,D錯誤.,題型四:電場中的功能關(guān)系1.計算靜電力做功的方法(1)利用靜電力做功與電勢能的關(guān)系求解:WAB=EPA-EPB.(2)利用W=Fd求解,此公式只適用于勻強電場.(3)利用公式WAB=qUAB求解.(4)利用動能定理求解.,2.五種功能關(guān)系,【例4】(2018河北武邑中學高二周測)如圖所示,光滑絕緣細桿豎直放置,它與以正點電荷Q為圓心的某圓交于B,C兩點,質(zhì)量為m、帶電荷量-q的有孔小球從桿上A點無初速度下滑,已知q?Q,AB=h,小球滑到B點時的速度大小為.求(1)小球由A到B的過程中靜電力做的功;(2)A,C兩點間的電勢差.,,?思路探究?(1)小球從A到B的過程中,有什么力做功?合力的功與動能的變化有什么關(guān)系?(2)A,B兩點間電勢差與A,C兩點間電勢差有什么關(guān)系?答案:(1)重力做功,靜電力做功.合力的功等于動能的變化.(2)相等.,,電場中的功能關(guān)系應(yīng)用技巧本題因為Q是正點電荷,所以以Q為圓心的圓面是一個等勢面,這是一個重要的隱含條件,由于A到B過程中靜電力是變力,所以不能直接用W=Fx來解,只能考慮應(yīng)用功能關(guān)系求解.,,方法技巧,【針對訓練4】(2018湖南長郡中學高三月考)(多選)空間存在勻強電場,有一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子從O點以速率v0射入電場,運動到A點時速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點射入該電場,運動到B點時速率為3v0.若忽略重力的影響,則()A.在O,A,B三點中,B點電勢最高B.在O,A,B三點中,A點電勢最高C.OA間的電勢差比BO間的電勢差大D.OA間的電勢差比BA間的電勢差小,AD,