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文檔簡介

1、第2節電場能的性質1.課前基礎 簡要回顧,(1)電場力做功與重力做功相似,均與路徑無關。( ) (2)電場中電場強度為零的地方電勢一定為零。( )(3)沿電場線方向電場強度越來越小,電勢逐漸降低。( )(4)A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A移到B點時靜電力所做的功。( )(5)A、B兩點的電勢差是恒定的,所以UABUBA。( ) (6)電場線越密集的地方,等差等勢線也越密集。( )2.課堂釋疑 一站突破要點一電勢高低與電勢能大小的判斷1電勢高低的判斷判斷角度判斷方法依據電場線方向沿電場線方向電勢逐漸降低依據場源電荷的正負取無窮遠處電勢為零,正電荷周圍電勢為正值,負電荷周圍電勢為負值;靠近正

2、電荷處電勢高,靠近負電荷處電勢低依據電場力做功根據UAB,將WAB、q的正負號代入,由UAB的正負判斷A、B的高低依據電勢能的高低正電荷在電勢較高處電勢能大,負電荷在電勢較低處電勢能大2電勢能大小的判斷判斷角度判斷方法做功判斷法電場力做正功,電勢能減小電場力做負功,電勢能增加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公式法將電荷量、電勢連同正負號一起代入公式Epq,正Ep的絕對值越大,電勢能越大;負Ep的絕對值越大,電勢能越小能量守恒法在電場中,若只有電場力做功時,電荷的動能和電勢能相互轉化,動能增加,電勢能減小,反之,動能減小,電勢能增加針對訓練1(2014·

3、;江蘇高考)如圖6­2­1所示,一圓環上均勻分布著正電荷,x軸垂直于環面且過圓心O。下列關于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是() AO點的電場強度為零,電勢最低 C從O點沿x軸正方向,電場強度減小,電勢升高 BO點的電場強度為零,電勢最高 D從O點沿x軸正方向,電場強度增大,電勢降低圖6­2­1 圖6­2­2 圖6­2­3 2(多選)(2013·山東高考)如圖6­2­2所示,在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷Q、Q,虛線是以Q所在點為圓心、為半徑的圓,a、b、c、d是圓

4、上的四個點,其中a、c兩點在x軸上,b、d兩點關于x軸對稱。下列判斷正確的是()Ab、d兩點處的電勢相同 B四個點中c點處的電勢最低Cb、d兩點處的電場強度相同 D將一試探電荷q沿圓周由a點移至c點,q的電勢能減小3(多選)如圖6­2­3所示,有一對等量異種電荷分別位于空間中的a點和f點,以a點和f點為頂點作一正立方體。現在各頂點間移動一試探電荷,關于試探電荷受電場力和具有的電勢能,以下判斷正確的是() A在b點和d點受力大小相等,方向不同 C在b點和d點電勢能相等 B在c點和h點受力大小相等,方向相同 D在c點和h點電勢能相等要點二電勢差與電場強度的關系1勻強電場中電勢差

5、與電場強度的關系(1)UABEd,d為A、B兩點沿電場方向的距離。(2)沿電場強度方向電勢降落得最快。(3)在同一直線上或相互平行的兩條直線上距離相等的兩點間電勢差相等。2E在非勻強電場中的三點妙用(1)解釋等差等勢面的疏密與電場強度大小的關系,當電勢差U一定時,電場強度E越大,則沿電場強度方向的距離d越小,即電場強度越大,等差等勢面越密。(2)定性判斷非勻強電場電勢差的大小關系,如距離相等的兩點間的電勢差,E越大,U越大;E越小,U越小。(3)利用 ­x圖像的斜率判斷沿x方向電場強度Ex隨位置的變化規律。在 ­x圖像中斜率kEx,斜率的大小表示電場強度的大小,正負表示電場

6、強度的方向。典例1(多選)如圖6­2­4所示,A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個邊長為10 cm的正六邊形的六個頂點,A、B、C三點電勢分別為1 V、2 V、3 V,正六邊形所在平面與電場線平行。下列說法正確的是() 圖6­2­4A通過CD和AF的直線應為電場中的兩條等勢線 B勻強電場的電場強度大小為10 V/mC勻強電場的電場強度方向為由C指向A D將一個電子由E點移到D點,電子的電勢能將減少1.6×1019 J易錯提醒 (1)公式E中d是沿電場強度方向上的距離。 (2)在勻強電場中若線段ABCD,且ABCD,則UABUCD。針對訓練4(

7、多選)如圖6­2­5所示 ,A、B、C是勻強電場中平行于電場線的某一平面上的三個點,各點的電勢分別為A5 V,B2 V,C3 V,H、F三等分AB,G為AC的中點,在下列各示意圖中,能正確表示該電場強度方向的是()圖6­2­5 圖6­2­6 5.如圖6­2­6所示的同心圓是電場中的一簇等勢線,一個電子只在電場力作用下沿著直線由AC運動時的速度越來越小,B為線段AC的中點,則下列說法正確的是() A電子沿AC方向運動時受到的電場力越來越小 B電子沿AC方向運動時它具有的電勢能越來越大C電勢差UABUBC D電勢A&l

8、t;B<C要點三電場線、等勢線(面)及帶電粒子的運動軌跡問題1等勢線總是和電場線垂直,已知電場線可以畫出等勢線,已知等勢線也可以畫出電場線。2幾種典型電場的等勢線(面)電場等勢線(面)重要描述勻強電場垂直于電場線的一簇平面點電荷的電場以點電荷為球心的一簇球面等量異種點電荷的電場連線的中垂線上電勢處處為零等量同種(正)點電荷的電場連線上,中點的電勢最低;中垂線上,中點的電勢最高3帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲),從而分析電場方向或電荷的正負。(2)結合軌跡、速度方向與靜電力的方向,確定靜電力做功的正負,從而確定電勢能、電勢和電

9、勢差的變化等。(3)根據動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。針對訓練6(多選)如圖6­2­7所示,一帶電粒子在兩個固定的等量正電荷的電場中運動,圖中的實線為等勢面,虛線ABC為粒子的運動軌跡,其中B點是兩點電荷連線的中點,A、C位于同一等勢面上。下列說法正確的是() A該粒子可能帶正電 B該粒子經過B點時的速度最大C該粒子經過B點時的加速度一定為零 D該粒子在B點的電勢能小于在A點的電勢能圖6­2­7 圖6­2­8 圖6­2­9 7(多選)如圖6­2­8所示,虛經a、b、c代表電場中三個等

10、勢面,相鄰等勢面之間的電勢差相同,實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區域的運動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點,由此可知() A三個等勢面中,c等勢面電勢最高 B帶電質點通過P點時電勢能較大C帶電質點通過Q點時動能較大 D帶電質點通過P點時加速度較大8如圖6­2­9所示,直線MN是某電場中的一條電場線(方向未畫出)。虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下,由a到b的運動軌跡,軌跡為一拋物線。下列判斷正確的是() A電場線MN的方向一定是由N指向M B帶電粒子由a運動到b的過程中動能一定逐漸減小C帶電粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能 D帶電粒子在a點的加速度一定大

11、于在b點的加速度要點四靜電場中的三類圖像問題1v ­t圖像根據v­t圖像的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化),確定電荷所受電場力的方向與電場力的大小變化情況,進而確定電場的方向、電勢的高低及電勢能的變化。典例2(多選)(2014·海南高考)如圖6­2­10(a),直線MN表示某電場中一條電場線,a、b是線上的兩點,將一帶負電荷的粒子從a點處由靜止釋放,粒子從a運動到b過程中的v­t圖線如圖(b)所示。設a、b兩點的電勢分別為a、b,電場強度大小分別為Ea、Eb,粒子在a、b兩點的電勢能分別為Wa、Wb,不計重力,則有() 圖6&

12、#173;2­10Aab BEaEb CEaEb DWaWb2 ­x圖像(1)電場強度的大小等于 ­x圖線的斜率大小,電場強度為零處, ­x圖線存在極值,其切線的斜率為零。(2)在 ­x圖像中可以直接判斷各點電勢的大小,并可根據電勢大小關系確定電場強度的方向。(3)在 ­x圖像中分析電荷移動時電勢能的變化,可用WABqUAB,進而分析WAB的正負,然后作出判斷。典例3(2015·衡水中學期末)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變化的關系如圖6­2­11所示,其

13、中A、N兩點的電勢均為零,ND段中的C點電勢最高,則()圖6­2­11AN點的電場強度大小為零 BA點的電場強度大小為零CNC間電場強度方向指向x軸正方向 D將一負點電荷從N點移到D點,電場力先做正功后做負功3E­x圖像在給定了電場的E­x圖像后,可以由圖線確定電場強度的變化情況,電勢的變化情況,E­x圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢差。在與粒子運動相結合的題目中,可進一步確定粒子的電性、動能變化、電勢能變化等情況。在這類題目中,還可以由E­x圖像假設某一種符合E­x圖線的電場,利用這種已知電場的電場線分布、等勢面分布或場

14、源電荷來處理相關問題。典例4(多選)(2014·上海高考)靜電場在x軸上的電場強度E隨x的變化關系如圖6­2­12所示,x軸正向為電場強度正方向,帶正電的點電荷沿x軸運動,則點電荷() 圖6­2­12A在x2和x4處電勢能相等 B由x1運動到x3的過程中電勢能增大C由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小 D由x1運動到x4的過程中電場力先減小后增大要點五電場力做功與功能關系1電場力做功的計算方法2電場中的功能關系(1)電場力做正功,電勢能減少,電場力做負功,電勢能增加,即:WEp。(2)如果只有電場力做功,則動能和電勢能之間相互轉化,動能(

15、Ek)和電勢能(Ep)的總和不變,即:EkEp。典例5(2015·西安模擬)如圖6­2­13所示,在O點放置一個正電荷,在過O點的豎直平面內的A點,自由釋放一個帶正電的小球,小球的質量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以O為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點,O、C在同一水平線上,BOC30°,A距離OC的豎直高度為h。若小球通過B點的速度為v,試求:圖6­2­13(1)小球通過C點的速度大小。(2)小球由A到C的過程中電勢能的增加量。方法規律處理電場中能量問題的基本方法在解決電場中的能量問題時常用到

16、的基本規律有動能定理、能量守恒定律,有時也會用到功能關系。(1)應用動能定理解決問題需研究合外力的功(或總功)。(2)應用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉化。(3)應用功能關系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應關系。(4)有電場力做功的過程機械能一般不守恒,但機械能與電勢能的總和可以不變。針對訓練9(2015·西安名校聯考)在光滑絕緣的水平桌面上,存在著方向水平向右的勻強電場,電場線如圖6­2­14中實線所示。一帶正電、初速度不為零的小球從桌面上的A點開始運動,到C點時,突然受到一個外加的水平恒力F作用而繼續運動到B點,其運動軌

17、跡如圖中虛線所示,v表示小球在C點的速度。則下列判斷中正確的是() A小球在A點的電勢能比在B點的電勢能小 B恒力F的方向可能水平向左C恒力F的方向可能與v方向相反 D在A、B兩點小球的速率不可能相等 圖6­2­14 圖6­2­1510(多選)(2015·黑龍江聯考)如圖6­2­15所示,在水平向右的勻強電場中以豎直和水平方向建立直角坐標系,一帶負電的油滴從坐標原點以初速度v0向第一象限某方向拋出,當油滴運動到最高點A(圖中未畫出)時速度為vt,試從做功與能量轉化角度分析此過程,下列說法正確的是() A若vtv0,則重力和電

18、場力都對油滴做正功引起油滴動能增大 C若vtv0,則A點可能位于第一象限B若vtv0,則油滴電勢能的改變量大于油滴重力勢能的改變量 D若vtv0,則A點一定位于第二象限3.課后演練 對點設計對點訓練:電勢高低與電勢能大小的判斷1(多選)(2013·江蘇高考)將一電荷量為Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖1所示,金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點,則()Aa點的電場強度比b點的大 C檢驗電荷q在a點的電勢能比在b點的大Ba點的電勢比b點的高 D將檢驗電荷q從a點移到b點的過程中,電場力做負功 圖1 圖2 圖3 圖42如圖2所示為一個點電極A與平板電極B接

19、入電源時的空間電場分布圖,C為A到B垂線的中點,D、E為同在A、B直線上的兩點,DCCE,F、G處在DE的中垂線上,FCCG,下列說法正確的是()AC點電勢等于F點電勢 CD、C兩點間電勢差小于C、E兩點間電勢差BF點的電場強度大于C點的電場強度 D電子從F點沿直線移動到G點,電場力先做正功,后做負功對點訓練:電勢差與電場強度的關系3(2015·北京市順義區模擬)圖3所示為一個均勻帶正電的細圓環,半徑為R,取環面中心O為原點,以垂直于環面的軸線為x軸。設軸上某點P到O點的距離為x,設無窮遠處的電勢為零,P點的電勢為,真空中靜電力常量為k,下面判斷正確的是() A圖中P點電場強度E的方

20、向是沿x軸負方向,O點電勢為零 B圖中P點電場強度E的方向是沿x軸正方向,O點電場強度E為零C從O點到P點,電場強度E一定逐漸增大,電勢一定逐漸增大 D從O點到P點,電場強度E一定逐漸減小,電勢一定逐漸減小4(多選)(2015·洛陽名校聯考)如圖4所示,在平面直角坐標系中有一底角是60°的等腰梯形,坐標系中有方向平行于坐標平面的勻強電場,其中O(0,0)點電勢為6 V,A(1,)點電勢為3 V,B(3,)點電勢為0 V,則由此可判定()AC點電勢為3 V C該勻強電場的電場強度大小為100 V/m B.C點電勢為0 V D該勻強電場的電場強度大小為100 V/m對點訓練:電

21、場線、等勢線(面)及帶電粒子的運動問題5(2014·重慶高考)如圖5所示為某示波管內的聚焦電場,實線和虛線分別表示電場線和等勢線。兩電子分別從a、b兩點運動到c點,設電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb,a、b點的電場強度大小分別為Ea和Eb,則() AWa Wb,Ea >Eb BWaWb,Ea >Eb CWaWb,Ea <Eb DWaWb,Ea <Eb 圖5 圖6 圖7 圖86如圖6所示,在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點,且DEEF。K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面。一不計重力的帶負電粒子,從a點射入電場,運動軌跡如圖中實線所示,以|Wab|

22、表示該粒子從a點到b點電場力做功的數值,以|Wbc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數值,則() A|Wab|Wbc| B|Wab|Wbc| C粒子由a點到b點,動能減少 Da點的電勢較b點的電勢低對點訓練:靜電場中的圖像問題7(2014·安徽高考)一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸,起始點O為坐標原點,其電勢能Ep與位移x的關系如圖7所示。下列圖像中合理的是() 8兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點,如圖9甲所示,一個電荷量為2 C,質量為1 kg的小物塊從C點靜止釋放,其運動的 v­t圖像如圖乙所示

23、,其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標出了該切線)。則下列說法正確的是() AB點為中垂線上電場強度最大的點,電場強度E2 V/m C由C點到A點的過程中,電勢逐漸升高 B由C點到A點的過程中物塊的電勢能先減小后變大 DAB兩點電勢差UAB5 V 圖9 圖10對點訓練:電場力做功與功能關系9(2015·洛陽名校聯考)如圖10所示,一個電量為Q的點電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點,另一個電量為q、質量為m的點電荷乙從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動,到B點時速度最小且為v,已知靜電力常量為k,點電荷乙與水平面的動摩擦因數為,AB間距離為L,則以下說法不正確的是()AOB間

24、的距離為 B從A到B的過程中,電場力對點電荷乙做的功為WmgLmv02mv2C從A到B的過程中,電場力對點電荷乙做的功為WmgLmv2mv02 D從A到B的過程中,乙的電勢能減少10(多選)(2015·江蘇省模擬)如圖11甲,真空中有一半徑為R、電荷量為Q的均勻帶電球體,以球心為坐標原點,沿半徑方向建立x軸。理論分析表明,x軸上各點的電場強度隨x變化關系如圖乙,則()Ax2處電場強度和x1處的電場強度大小相等、方向相同B球內部的電場為勻強電場Cx1、x2兩點處的電勢相同D假設將一個帶正電的試探電荷沿x軸移動,則從x1移到R處電場力做的功大于從R移到x2處電場力做的功 圖11 圖12考

25、點綜合訓練11(多選)(2015·洛陽模擬 )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12所示,帶電粒子在此空間只受電場力作用。下列說法中正確的是()A在x1處釋放一帶負電的粒子,它將沿x軸在x1與x1之間做往返運動B帶負電的粒子以一定的速度由x1處沿x軸正方向運動到x1處,它在x1處的速度等于在x1處的速度C帶正電的粒子以一定的速度由x1處沿x軸正方向運動的過程中,它的動能先增大后減小D帶正電的粒子在x1處的電勢能比在x2處的電勢能小、與在x3處的電勢能相等12(2015·上海市虹口區一模)在絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電量不等的正

26、電荷,兩電荷的位置坐標如圖13甲所示,已知B處電荷的電量為Q。圖乙是AB連線之間的電勢與位置x之間的關系圖像,圖中xL點為圖線的最低點,x2L處的縱坐標0,x0處的縱坐標0,x2L處的縱坐標0。若在x2L的C點由靜止釋放一個質量為m、電量為q的帶電物塊(可視為質點),物塊隨即向右運動。求:圖13(1)固定在A處的電荷的電量QA。(2)為了使小物塊能夠到達x2L處,試討論小物塊與水平面間的動摩擦因數所滿足的條件。(3)若小物塊與水平面間的動摩擦因數,小物塊運動到何處時速度最大?并求最大速度vm。(4)試畫出取值不同的情況下,物塊在AB之間運動大致的速度時間關系圖像。第2節電場能的性質針對訓練1.

27、解析:選B圓環上均勻分布著正電荷,可以將圓環等效為很多正點電荷的組成,同一條直徑的兩端點的點電荷的合電場強度類似于兩個等量同種點電荷的合電場強度,故圓環的中心的合電場強度一定為零。x軸上的合電場強度,在圓環的右側的合電場強度沿x軸向右,左側的合電場強度沿x軸向左,電場強度都呈現先增大后減小的特征,由沿電場強度方向的電勢降低,得O點的電勢最高。綜上知選項B正確。2.解析:選ABD由等量異種點電荷的電場線分布及等勢面特點知,A、B正確,C錯誤。四點中a點電勢最高、c點電勢最低,正電荷在電勢越低處電勢能越小,故D正確。3.解析:選ABC根據對稱性和等量異種電荷周圍電場線的分布特點可知,試探電荷在b點

28、和d點受力大小相等,方向不同,在c點和h點受力大小相等,方向相同,所以選項A、B正確;因為 b點和d點到兩個場源電荷的距離都一樣,所以試探電荷在 b點和d點電勢能相等,選項C正確;c點離場源正電荷較h點遠,所以試探電荷在c點和h點電勢能不相等,或者根據等量異種電荷周圍等勢面的分布特點可知,中垂面是等勢面,而c點和h點分居中垂面的兩側,它們的電勢肯定不等,所以選項D錯誤。4.解析:選BC勻強電場中將任一線段等分,則電勢差等分。把AB等分為三段,AB間電壓為3 V,則每等分電壓為1 V,H點電勢為4 V,F點電勢為3 V,將FC相連,則FC為等勢線,電場線垂直于FC,從高電勢指向低電勢,C正確;把

29、AC相連,分為兩份,AC電壓為2 V,則G點電勢為4 V,GH為等勢線,電場線垂直于GH,從高電勢指向低電勢,B正確。5.解析:選B該電場為負點電荷電場,電子沿AC方向運動時受到的電場力越來越大,選項A錯誤;根據電子只在電場力作用下沿著直線由AC運動時的速度越來越小,它具有的電勢能越來越大,選項B正確;由于電場為非勻強電場,電勢差UAB<UBC,選項C錯誤;電勢A>B>C,選項D錯誤。6.解析:選CD從該電荷的運動軌跡看,固定電荷對它有吸引力,由固定電荷帶正電可知,該運動電荷一定帶負電,故A錯誤;因為運動電荷從A到B的過程中,只受電場力且電場力先做正功后做負功,由動能定理知:

30、動能先增加后減小,故B點的動能不是最大,則經過B點時的速度不是最大,故B錯誤;B點是兩點電荷連線的中點,合電場強度為零,故運動電荷受力為零,則加速度為零,C正確;因為離正電荷越遠,電勢越低,即AB,因粒子帶負電,由Epq得,EpAEpB,故D項正確。7.解析:選BCD等差等勢面越密集,該區域電場強度越大,故EPEQ,帶電質點通過P點時加速度較大,D正確;假設質點由P運動到Q,根據:運動軌跡的切線方向為速度方向;電場線與等勢面垂直;正電荷所受的電場力與電場強度同向;做曲線運動的質點,其所受的合外力指向運動軌跡的凹側,從而確定質點經過P時的速度和電場力方向,如圖所示。根據正電荷所受電場力的方向可知

31、,電場線由等勢面a指向等勢面c,故abc,A錯誤;電場力與瞬時速度成銳角,故由P運動到Q電場力對質點做正功,質點的電勢能減小,動能增加,B、C正確。假設質點由Q運動到P,能得到同樣的結論。8.解析:選C由于帶電粒子的電性不確定,所以電場線的方向不確定,A錯誤;帶電粒子由a運動到b的過程中,只受電場力的作用,由軌跡的彎曲方向知電場力做正功,電勢能減小,動能增加,故B錯誤C正確;由于僅給出一條電場線,電場強度的大小關系不確定,D錯誤。9.解析:選B小球由A運動到B,電場力做正功,電勢能減少,小球在A點的電勢能比在B點的電勢能大,A錯誤;由運動軌跡可知,恒力F的方向可能水平向左,B正確,C錯誤;若小

32、球由A運動到B的過程中,電場力做功與克服恒力做功相等,則在A、B兩點小球的速率相等,D錯誤。10.解析:選BD一帶負電的油滴從坐標原點以初速度v0向第一象限某方向拋出,當油滴運動到最高點A時,重力做負功。若vtv0,電場力一定做正功,最高點A位于第二象限,且電場力做功大于重力做功的絕對值,則油滴電勢能的改變量大于油滴重力勢能的改變量,選項A錯誤B正確。若vtv0,電場力做功等于重力做功的絕對值,則A點一定位于第二象限,選項C錯誤D正確。典例典例1思路點撥1在勻強電場中,如何尋找等勢線? 提示:先利用幾何關系確定兩個等勢點,它們的連線就是一條等勢線。2如何確定電場的大小和方向?提示:根據電場線與

33、等勢線垂直,且沿電場線方向,電勢降低可判斷電場方向,其大小可由E求得。3如何判斷電勢能的變化? 提示:通過電場力做功判斷電勢能的變化。解析由AC的中點電勢為2 V,所以BE為等勢線,CD、AF同為等勢線,故A正確;CA為電場線方向,電場強度大小E V/m V/m,故B錯誤,C正確;由UEDUBC1 V,WEDeUED1.6×1019 J。答案ACD典例2解析由v­t 圖像的斜率減小可知由a到b的過程中,粒子的加速度減小,所以電場強度變小,EaEb;根據動能定理,速度增大,可知電勢能減小,WaWb,可得選項B、D正確。答案BD典例3解析A、N點的電勢等于零,電場強度大小不為零

34、,選項A、B錯誤;從N到C電勢升高,NC間電場強度方向指向x軸負方向,選項C錯誤;從N到C電勢升高,從C到D電勢降低,將一負點電荷從N點移到C點,電場力做正功,從C點到D點,電場力做負功,選項D正確。答案D典例4解析由圖像可知,正電荷從x2移動到x4的過程電場力做功不為零,兩點電勢能不相等,A項錯誤;從x1移動到x3的過程電場力沿x軸負方向,電場力做負功,電勢能增大,B項正確;從x1到x4的過程電場強度先增大,后減小,所以電場力先增大后減小,C項正確,D項錯誤。答案BC典例5審題指導第一步:抓關鍵點關鍵點獲取信息自由釋放初速度為零小球重力不能忽略O為圓心,R為半徑的圓圓周為等勢線第二步:找突破

35、口(1)要確定通過C點的速度,可由BC過程中的功能關系求解,由于B、C在圓周上,兩點為等勢點,故電場力不做功,只有重力做功。(2)要求由A到C過程中電勢能的增加量,應利用公式WACEpAC和動能定理,對小球由A到C的過程進行分析,列方程求解。解析(1)因B、C兩點電勢相等,小球由B到C只有重力做功,由動能定理得:mgR·sin 30°mvmv2 得:vC。(2)由A到C應用動能定理得:WACmghmv0 得:WACmvmghmv2mgRmgh。由電勢能變化與電場力做功的關系得:EpWACmghmv2mgR。 答案(1)(2)mghmv2mgR3.課后演練 對點設計1.解析:

36、選ABD本題考查靜電場中力的性質和能的性質,意在考查考生對靜電力的性質和能的性質的理解與掌握情況。電場線密的地方電場強度大,A項正確;沿著電場線方向電勢逐漸降低,B項正確;由Epq可知,負電荷在高電勢處電勢能小,C項錯誤;負電荷從a到b電勢能增加,根據電場力做功與電勢能變化的關系可知,這個過程中電場力做負功,D項正確。2.解析:選DC點電勢大于F點電勢,F點的電場強度小于C點的電場強度,選項A、B錯誤。D、C兩點間電勢差大于C、E兩點間電勢差,選項C錯誤。電子從F點沿直線移動到G點,電場力先做正功,后做負功,選項D正確。3.解析:選B圖中P點電場強度E的方向是沿x軸正方向,由對稱性和電場疊加可

37、知,O點電場強度E為零,選項B正確A錯誤。由于O點電場強度為零,無限遠處的電場強度為零,所以從O點到P點,電場強度E可能是先增大后減小,電勢一定逐漸減小,選項C、D錯誤。4.解析:選BD由題意可知C點坐標為(4,0),在勻強電場中,任意兩條平行的線段,兩點間電勢差與其長度成正比,所以,代入數值得C0 V,A錯、B對;作BDAO,如圖所示,則D3 V,即AD是一等勢線,電場強度方向OGAD,由幾何關系得OG cm,由E得E100 V/m,C錯,D對。 5.解析:選A由題圖可知a、b兩點處于同一等勢線上,故兩電子分別從a、b兩點運動到c點,電場力做功相同,即WaWb,故B、D項錯;a點處電場線比b點處電場線更密集,故EaEb,C項錯,A項對。6.解析:選C由等量異種點電荷的電場線特點可知靠近電荷處電場強度大,由類比公式UEd知|Uab|Ubc|,而WqU,所以|Wab|Wbc|,則A、B均錯誤;從帶負電粒子的運動軌跡可知該粒子從a點到c點受到大體向左的作用力,故左側為正電荷,從左向右電勢降低,則D錯誤;粒子由a點到b點,電場力做負功,電勢能增加,動能減少,則C正確。7.解析:選D由于粒子只受電場力作用,因此由F電可知,Ep­x圖像的斜率大小即為粒子所受電場力大小,從圖像可知,圖像的斜率隨位移的增大而越來越小,因此粒子運動后所受的電場力隨位移的增大而越來越小

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