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文檔簡(jiǎn)介
1、1、 教學(xué)目標(biāo)1、 電勢(shì)能理解電場(chǎng)力做功的特點(diǎn),能正確利用公式求解電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力所做的功;2、 通過(guò)對(duì)重力做功和電場(chǎng)力做功對(duì)比,了解電勢(shì)能的概念,知道電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化之間的關(guān)系;3、 知道電勢(shì)的概念,知道電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)物理量;4、知道等勢(shì)面的概念。5、理解電勢(shì)差,知道電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系6、會(huì)用公式及進(jìn)行相關(guān)計(jì)算2、 重難點(diǎn)1、 利用求解電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力所做的功;2、電勢(shì)差與電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系3、公式的應(yīng)用4、區(qū)分電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差。3、 知識(shí)點(diǎn)梳理1、 靜電力做功的特點(diǎn)(1) 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí),靜電力做的功與電荷的起
2、始位置和終止位置有關(guān),與電荷經(jīng)過(guò)的路線無(wú)關(guān)。(2) 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電荷受到的靜電力F=qE,從而可以得到勻強(qiáng)電場(chǎng)中靜電力所做的功,其中d表示在場(chǎng)強(qiáng)方向的移動(dòng)距離。2、 電勢(shì)能(1)定義:由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān).電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能,可用表示。(2)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力做功量等于電勢(shì)能的改變 靜電力對(duì)電荷做了功,電勢(shì)能就發(fā)生變化,靜電力對(duì)電荷做了多少功,就有多少電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,電荷克服靜電力做了多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,也就是說(shuō),靜電力做的功是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度.靜電力做的功等于電勢(shì)能改變的負(fù)值.即靜電力
3、做了多少正功,電勢(shì)能就減少多少;靜電力做了多少負(fù)功,電勢(shì)能就增加多少. (3)電勢(shì)能的大小 和計(jì)算重力勢(shì)能一樣,必須取參考點(diǎn),也就是說(shuō),電勢(shì)能的數(shù)值是相對(duì)于參考位置來(lái)說(shuō)的.所謂參考位置,就是電勢(shì)能為零的位置,參考位置的選取是人為的,通常取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地為參考點(diǎn)·設(shè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)A的電勢(shì)能為,移到參考點(diǎn)O電場(chǎng)力做功為,則:,規(guī)定O為參考點(diǎn)時(shí),就有電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功. 上式告訴我們,電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的大小等于把電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)能為零的點(diǎn),電場(chǎng)力所做的功。3、電勢(shì)(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)
4、的電勢(shì).(2)電勢(shì)是標(biāo)量,只有大小,沒(méi)有方向. (3)電勢(shì)的高低:電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向.【說(shuō)明】 電勢(shì)的相對(duì)性電勢(shì)是相對(duì)的,根據(jù)公式,只有先確定了某點(diǎn)的電勢(shì)為零以后,才能確定電場(chǎng)中其他點(diǎn)的電勢(shì).電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟零電勢(shì)位置的選擇有關(guān).在理論處理問(wèn)題中,對(duì)不是無(wú)限大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng),選擇無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì);在實(shí)際處理問(wèn)題中,又常取大地為零電勢(shì),對(duì)于給定的電場(chǎng),電場(chǎng)中一點(diǎn)只能對(duì)應(yīng)著一個(gè)電勢(shì). 電勢(shì)的固有性 電勢(shì)是表示電場(chǎng)能量屬性的一個(gè)物理量,電場(chǎng)中某點(diǎn)處的大小是由電場(chǎng)本身的條件決定的,與在該點(diǎn)處是否放著電荷、電荷的電性、電荷量均無(wú)關(guān),這和許多用比值定義的物理量相同,如和前面學(xué)過(guò)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 電
5、勢(shì)是標(biāo)量電勢(shì)是只有大小、沒(méi)有方向的物理量,在規(guī)定了零電勢(shì)后,電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值,也可以是負(fù)值.正值表示該點(diǎn)電勢(shì)高于零電勢(shì);負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)低于零電勢(shì)。顯然,電勢(shì)的符號(hào)只表示大小,不表示方向.當(dāng)規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)后,正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正值,負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值且越靠近正電荷的地方電勢(shì)越高,越靠近負(fù)電荷的地方電勢(shì)越低。電荷在A點(diǎn)處具有的電勢(shì)能。4、等勢(shì)面 (l)定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面. (2)幾種典型現(xiàn)場(chǎng)的等勢(shì)面 點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面:以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面,如圖1-4-2所示. 等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面:是兩簇對(duì)稱曲面,如圖1-1-
6、3所示.等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面:是兩簇對(duì)稱曲面,如圖1-4-4所示. 勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面:是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面,如圖1-4-5所示. 形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面,如圖1-4-6所示. (3)等勢(shì)面的特點(diǎn) 等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直,即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直; 電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,兩個(gè)不同的等勢(shì)面永遠(yuǎn)不會(huì)相交; 相鄰兩個(gè)等勢(shì)面間的電勢(shì)差是相等的,但相鄰兩個(gè)等勢(shì)面間的距離并不一定相等;在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力不做功;處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面.5、 比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)電勢(shì)能大小的方法做功判斷法 無(wú)論正負(fù)電荷,電場(chǎng)力做正功
7、,電勢(shì)能就減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能就增加。6、 電勢(shì)高低的判斷方法(1) 電場(chǎng)線法沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低。(2) 做功判斷法如果靜電力對(duì)正電荷做正功,那么正電荷就從高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng); 如果靜電力對(duì)正電荷做負(fù)功,那么正電荷就從低電勢(shì)向高電勢(shì)移動(dòng); 如果靜電力對(duì)負(fù)電荷做正功,那么負(fù)電荷就從低電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng); 如果靜電力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功,那么負(fù)電荷就從高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng);7、力、電綜合問(wèn)題 (1)只有電場(chǎng)力做功時(shí),動(dòng)能與電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,其總量保持不變,故此時(shí)可依動(dòng)能的變化判斷電勢(shì)能的變化或電場(chǎng)力做的功. (2)電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),故解決較復(fù)雜問(wèn)題最后用功能關(guān)系來(lái)求解. 【例】如圖1-4-1
8、0所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量為-q的小物體,可以在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng),O端有一與軌道垂直的固定墻.軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿Ox軸正方向,小物體以速度從距O點(diǎn)處沿Ox軌道運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)受到大小不變的摩擦力作用,且,設(shè)小物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能,且電荷量保持不變,求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過(guò)的總路程.【解析】電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),滑動(dòng)摩擦力始終做負(fù)功,由動(dòng)能定理得:,從而解得總路程s。8、電勢(shì)差(1) 定義:電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差,也叫電壓。(2)公式: 決定式 說(shuō)明: 該式雖然根據(jù)定義得出,但卻是電勢(shì)差的決定式(在其他版本的書中,是從做功角度定義的); 電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差
9、,由電場(chǎng)本身的初、末位置決定,與其他因素?zé)o關(guān); 在確定的電場(chǎng)中,任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差都有確定的值;(3) 標(biāo)量性: 電勢(shì)差的正負(fù)僅表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)高低,如,表示B點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)的電 勢(shì)高1V,即,且; 由于、的情況均存在,故有正負(fù)號(hào)之分; 由于電勢(shì)沿著電場(chǎng)線的方向逐漸降低,可以理解為:沿電場(chǎng)線方向取一段有向曲線, ,; 電場(chǎng)線的方向起始于正電荷,終止于負(fù)電荷,正電荷A處的電勢(shì)與負(fù)電荷B處的電勢(shì), (與電容器正負(fù)極板相聯(lián)系,后面學(xué)習(xí));(4)電勢(shì)差與電勢(shì)的區(qū)別和聯(lián)系電勢(shì)電勢(shì)差區(qū)別電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)(一般選取無(wú)窮遠(yuǎn)處或地球的電勢(shì)為零電勢(shì)點(diǎn))電勢(shì)由電場(chǎng)本身決定,反映電場(chǎng)能的性
10、質(zhì)相對(duì)性電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)電勢(shì)差由電場(chǎng)和這兩點(diǎn)間的位置決定絕對(duì)性聯(lián)系電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)之間的電勢(shì)差單位相同V9、電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系(1) 計(jì)算式(2)電場(chǎng)力對(duì)單位正電荷做正功,為正值,對(duì)單位正電荷做負(fù)功,為負(fù)值; 電場(chǎng)力對(duì)單位負(fù)電荷做正功,為負(fù)值,對(duì)單位負(fù)電荷做負(fù)功,為正值;電場(chǎng)力對(duì)單位正電荷+q做正功,相當(dāng)于:在場(chǎng)源電荷為正電荷+Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(斥力)做正功,+q遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在遠(yuǎn)離過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線方向遠(yuǎn)離,為正值;在場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷-Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(引力)做正功,+q靠近場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在
11、靠近過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線方向靠近,為正值;電場(chǎng)力對(duì)單位正電荷+q做負(fù)功,相當(dāng)于:在場(chǎng)源電荷為正電荷+Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(斥力)做負(fù)功,+q靠近場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在靠近過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線反方向靠近,為負(fù)值;在場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷-Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(引力)做負(fù)功,+q遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在遠(yuǎn)離過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線反方向遠(yuǎn)離,為負(fù)值;電場(chǎng)力對(duì)單位負(fù)電荷-q做正功,相當(dāng)于:在場(chǎng)源電荷為正電荷+Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(引力)做正功,-q靠近場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在靠近過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線反方向靠近,為負(fù)值;在場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷-Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(斥力)做正功,-q
12、遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在遠(yuǎn)離過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線反方向遠(yuǎn)離,為負(fù)值;電場(chǎng)力對(duì)單位負(fù)電荷-q做負(fù)功,相當(dāng)于:在場(chǎng)源電荷為正電荷+Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(引力)做負(fù)功,-q遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在遠(yuǎn)離過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線方向遠(yuǎn)離,為正值;在場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷-Q的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力(斥力)做負(fù)功,-q靠近場(chǎng)源電荷從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn),而在靠近過(guò)程中可以看做沿電場(chǎng)線方向靠近,為正值;(3) 適用于任何電場(chǎng)10、電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法(1) 功的定義:,此公式僅適用于恒定力的計(jì)算,但在靜電場(chǎng)中,由于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)內(nèi),庫(kù)侖力隨著距離s的變化而變化,是變力,現(xiàn)階段不能應(yīng)用,該式僅限于勻強(qiáng)電
13、場(chǎng);(2) 電勢(shì)差法:(3) 電勢(shì)能法:(4) 動(dòng)能定理法:4、 典型例題1對(duì)于電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(BC)A電勢(shì)差的定義式UAB,說(shuō)明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與靜電力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比BA、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力所做的功C將1C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做1J的功,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1VD若電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程,除受靜電力外,還受其他力的作用,電荷電勢(shì)能的變化就不再等于靜電力所做的功解析:根據(jù)電勢(shì)差的定義,電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)靜電力所做的功,僅由電場(chǎng)及兩點(diǎn)的位置決定,與移動(dòng)的電荷量及做功的
14、多少無(wú)關(guān),即U也是比值定義式,所以A錯(cuò)誤,B正確,C正確電勢(shì)能的變化惟一決定于靜電力做功,與其他力是否做功、做多少功無(wú)關(guān),D錯(cuò)2將一帶正電的點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的M點(diǎn),靜電力做功6.0×109J,若將另一帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的N移至無(wú)限遠(yuǎn)處,靜電力做功7.0×109J,以無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,則M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系正確的是(C)AM<N<0BM>N>0CN<M<0 DN>M>0解析:題中電勢(shì)零點(diǎn)為無(wú)限遠(yuǎn)處,即0,則UMM0M,M<0,UNNN0, N<0|M|<|N|所以N<M<0.3在
15、電場(chǎng)中將一點(diǎn)電荷q1.5×106C從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢(shì)能減少3×104J,電場(chǎng)中C點(diǎn)與A點(diǎn)的電勢(shì)差UCA100V,將這一點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功為(B)A1.5×104J B1.5×104JC3.0×104J D3.0×104J解析:由A點(diǎn)到B點(diǎn),電勢(shì)能減少,故靜電力做正功,WAB3×104J,由UAB,得UABV200V.又因?yàn)閁CA100V,UBCUBAUACUABUCA100V故WBCqUBC1.5×104J.4如圖所示,三個(gè)等勢(shì)面上有a、b、c、d四點(diǎn),若將一正電荷由c經(jīng)a移到d點(diǎn),靜電力做正功W1
16、;若由c經(jīng)b移到d點(diǎn),靜電力做正功W2,則W1與W2,c、d兩點(diǎn)電勢(shì)c、d關(guān)系為( D ) A. W1>W2,c>d BW1<W2,c<d CW1W2,c<d DW1W2,c>d解析:cad:W1qUcd>0,因?yàn)閝>0,所以Ucd>0,即c>d.cbd:W2qUcd,所以W1W2,故D正確5點(diǎn)電荷Q1、Q2和Q3產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的等勢(shì)面與紙面的交線如圖中的實(shí)線所示,圖中標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分別表示該等勢(shì)面的電勢(shì),a、b、c表示等勢(shì)面上的點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(D)A位于g點(diǎn)的點(diǎn)電荷不受電場(chǎng)力作用Bb點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C把電荷量為q
17、的正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到i點(diǎn),再?gòu)膇點(diǎn)移到f點(diǎn)過(guò)程中,電場(chǎng)力做的總功大于把該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)直接移到f點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功D把單位正電荷從m點(diǎn)移到c點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功等于7000J解析:電勢(shì)為零的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)不一定為零,故A項(xiàng)錯(cuò);b點(diǎn)比d點(diǎn)的等勢(shì)面更密集,其場(chǎng)強(qiáng)更大,B錯(cuò);電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),C錯(cuò);c、m兩點(diǎn)間電勢(shì)差為7kV,由WqU知D對(duì)6如圖所示,把電荷量為5×109C的電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢(shì)能 增大 (選填“增大”、“減小”或“不變”);若A點(diǎn)的電勢(shì)A15V,B點(diǎn)的電勢(shì)B10V,則此過(guò)程中靜電力做的功為 2.5×108 J.解析:由題圖可以看出,當(dāng)把負(fù)電荷從A
18、點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng),靜電力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能增大,此過(guò)程中靜電力做功為WqUABq(AB)5×109C×(1510)V2.5×108J.7如圖所示,在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,設(shè)ab所在的電場(chǎng)線豎直向下,a、b間的高度差為h,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(D)A帶電粒子帶負(fù)電Ba、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uabmgh/qCb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Da點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)答案:D解析:帶電粒子由a到b的過(guò)程中,重力做正功,而動(dòng)能沒(méi)有增大,說(shuō)明靜電力做負(fù)功根據(jù)動(dòng)能定理有:mghqUab0,解得a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為Uabmgh
19、/q.因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),Uab>0,所以粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)A、B皆正確帶電粒子由a到b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在重力和靜電力共同作用下,先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng);因?yàn)橹亓楹懔?,所以靜電力為變力,且靜電力越來(lái)越大,由此可見(jiàn)b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤8如圖所示,在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q,在M點(diǎn)無(wú)初速度釋放一帶有恒定電荷量的小物塊,小物塊在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止,則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中(ABD)A小物塊所受靜電力逐漸減小B小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小CM點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)D小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功解析:小物塊在從M到N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,一定受到向右
20、的摩擦力,所以庫(kù)侖力一定向左隨著由M到N運(yùn)動(dòng),離電荷Q距離越來(lái)越大,所以物塊受到靜電力即庫(kù)侖力一定減小,A正確由動(dòng)能定理可得mgxWE0,即WEmgx,靜電力做正功,小物塊具有的電勢(shì)能減小,其減少量等于滑動(dòng)摩擦力做功的值,B、D正確因點(diǎn)電荷Q的電性未知,因而不能判斷M、N兩點(diǎn)電勢(shì)的高低,C錯(cuò)5、 課堂練習(xí)1如圖所示,在正點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中,已知a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,甲、乙兩個(gè)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為acb和adb曲線,兩個(gè)粒子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能由此可以判斷(BCD)A甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)與乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能B甲、乙兩粒子帶異號(hào)電荷C若取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì),則甲粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的
21、電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D兩粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能解析:由運(yùn)動(dòng)軌跡先判斷出甲、乙的受力情況,結(jié)合電場(chǎng)力做功與動(dòng)能的變化關(guān)系求解由甲、乙的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出甲受引力,乙受斥力,所以可判斷出甲帶負(fù)電,乙?guī)д?,B項(xiàng)正確;甲、乙在a點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上,甲從a到c,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加;乙從a到d,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,所以甲在c點(diǎn)的動(dòng)能大于乙在d點(diǎn)的動(dòng)能,A錯(cuò),C對(duì);甲粒子從acb和乙粒子從adb,因?yàn)樵赼處甲、乙動(dòng)能相同,a、b處在同一等勢(shì)面上,所以電場(chǎng)力做功為零,兩粒子在b點(diǎn)仍具有相同的動(dòng)能,D正確2如圖所示,將一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球固定在絕緣桿的
22、一端,桿的另一端可繞通過(guò)O點(diǎn)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),桿長(zhǎng)為L(zhǎng),桿的質(zhì)量忽略不計(jì),桿和小球置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向如圖所示,將桿拉至水平位置OA,在此處將小球自由釋放,求桿運(yùn)動(dòng)到豎直位置OB時(shí)小球的動(dòng)能及小球電勢(shì)能的變化答案:小球的動(dòng)能為(mgqE)L,電勢(shì)能減少了qEL.解析:根據(jù)動(dòng)能定理:mgLqELEk.EpW電qEL,即小球電勢(shì)能減少了qEL.3空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),有一電荷量q(q>0)、質(zhì)量m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量q、質(zhì)量m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0.若忽略重力的影響,則(AD)A在O、A、B三點(diǎn)
23、中,B點(diǎn)電勢(shì)最高B在O、A、B三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢(shì)最高COA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大DOA間的電勢(shì)差比BA間的電勢(shì)差小解析:正電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),速度增大,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,電勢(shì)降低;負(fù)電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度增大,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,電勢(shì)升高,故B點(diǎn)電勢(shì)最高,A點(diǎn)電勢(shì)最低,A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可得qUOAm(2v0)2mv02,得UOA,qUBOm(3v0)2m(2v0)2,得UBO,由此可知UBO>UOA,C選項(xiàng)錯(cuò)誤,UBA>UBO>UOA,D選項(xiàng)正確 6、 課后作業(yè)1、下列說(shuō)法中正確的是( BC ) A電勢(shì)差和電勢(shì)一樣,是相對(duì)量,與零點(diǎn)的
24、選擇有關(guān) B電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量,但是有正值和負(fù)值之分C由于電場(chǎng)力做功跟電荷移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑,只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān) DA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的,不隨零勢(shì)面的不同而改變,所以UAB=UBAA01V2V3V4VB 2、如圖所示,圖中虛線表示某電場(chǎng)的一組互相平行的等勢(shì)面,各等勢(shì)面的電勢(shì)值如圖,則 ( C ) A在B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是豎直向下的 BA、B兩處場(chǎng)強(qiáng)相比B點(diǎn)更大 C1C的電荷量的正電荷從B到A,電場(chǎng)力做正功2J D負(fù)電荷從A移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功 3、在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB=75V,B、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UBC=200V,則A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系為
25、( C )AA >B >C BA <C <BCB <A<C DC >B >A 4、如圖所示的電場(chǎng)中,AB=BC,則下列關(guān)系中正確的是 ( C )ABCAUAB= UBC BUAB> UBC CUAB< UBC D以上結(jié)論都有可能 1 2 3 4ab 5、圖中虛線表示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4,相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0,一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV,當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置,其電勢(shì)能變?yōu)?8eV時(shí),它的動(dòng)能為 ( C )A8eV B13eVC20eV D34eV 6、一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn),電量q=2.0×10-9C,在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn),
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