2021_2022學(xué)年高中物理習(xí)題課1電場(chǎng)的性質(zhì)學(xué)案新人教版選修3_1

1、習(xí)題課1電場(chǎng)的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解描述電場(chǎng)力的性質(zhì)物理量一一場(chǎng)強(qiáng)及電場(chǎng)線。2.理解描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量一一電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差及等勢(shì)線。合作探究及重雅一一一一mao LWEB：一一一一一一一、電場(chǎng)線、等勢(shì)面和運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合.等勢(shì)面的形狀分布，根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面相互垂直可以繪制電場(chǎng)線。.由電場(chǎng)線和等差等勢(shì)面的疏密，可以比擬不同點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，電場(chǎng)線或等勢(shì)面密集處，電場(chǎng)強(qiáng)度較大。.根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷電荷受力方向和做功的正負(fù)，從而判斷電勢(shì)能的變化情 況，注意靜電力與電場(chǎng)線相切，且指向曲線的凹側(cè)?！纠?】（多項(xiàng)選擇）某同學(xué)在研究電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到了電子由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡（如圖

2、中實(shí)線所示），圖中未標(biāo)明方向的 一組虛線可能是電場(chǎng)線，也可能是等勢(shì)面，那么以下說法正確的選項(xiàng)是A.如果圖中虛線是電場(chǎng)線，電子由B.如果圖中虛線是等勢(shì)面，電子由 C.不管圖中虛線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面, D.不管圖中虛線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,（）a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減少a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都大于 b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度a點(diǎn)的電勢(shì)都高于b點(diǎn)的電勢(shì)BC 假設(shè)虛線是電場(chǎng)線， 從軌跡彎曲方向可知電場(chǎng)力沿著電場(chǎng)線向左，ab曲線上每一點(diǎn)的瞬時(shí)速度與電場(chǎng)力方向均成鈍角，故電子做減速運(yùn)動(dòng)，所以 A錯(cuò)誤；假設(shè)虛線為等勢(shì)面，根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處垂直可大致畫出電場(chǎng)線，顯然可看出曲線上每個(gè)

3、位置電子受到的電場(chǎng)力與速度成銳角，電子加速運(yùn)動(dòng)，所以 B正確；假設(shè)虛線是電場(chǎng)線，由電場(chǎng)線的密集程度 可看出a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)較大，由沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低可判斷a處的電勢(shì)較高，假設(shè)虛線是等勢(shì)面，從電子曲線軌跡向下彎曲可知電場(chǎng)線方向垂直虛線向上，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低，故a點(diǎn)電勢(shì)較小，可判斷 D錯(cuò)誤；而等差等勢(shì)面密集處電場(chǎng)線也越密集，故 a處場(chǎng)強(qiáng)較大，因此無 論虛線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，均有 a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，所以 C正確。應(yīng)選B、C。握博方沽等勢(shì)面的形狀分布，根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面相互垂直繪制電場(chǎng)線，再根據(jù)軌跡彎曲方向找 電荷的受力方向，結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡或路徑，判斷功的正負(fù)；由靜電力做功正負(fù)確定

4、動(dòng)能及電勢(shì) 能的變化。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。領(lǐng)針對(duì)訓(xùn)嫉1 .如圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受靜電力作用的帶正電粒子 的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過 M點(diǎn)，再經(jīng)過 N點(diǎn)，可以判定()M點(diǎn)的電勢(shì)高于 N點(diǎn)的電勢(shì)M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于 N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.粒子在M點(diǎn)的速率大于粒子在 N點(diǎn)的速率D.粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能大于粒子在 M點(diǎn)的電勢(shì)能A 粒子由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)帶正電的粒子受到的靜電力沿電場(chǎng)線的切線，速度方 向沿軌跡的切線可知粒子所受靜電力的方向與速度方向的夾角為銳角，故靜電力做正功，動(dòng) 能增加，電勢(shì)能減少， C、D錯(cuò)誤；根據(jù)靜電力對(duì)正電荷做正功，電荷從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng) 可知，M點(diǎn)的

5、電勢(shì)高于 N點(diǎn)的電勢(shì)，A正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電場(chǎng)線的疏密程度有關(guān)，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故 M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于 N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，B錯(cuò)誤。 二、電勢(shì)上下及電勢(shì)能增減的判斷.電勢(shì)上下常用的兩種判斷方法(1)依據(jù)電場(chǎng)線的方向一沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。(2)依據(jù)LAb=() A()B一 LAb0 ,() A () B,UAb0 ,()A(j)Q, AC.將一負(fù)電荷由 M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加D.假設(shè)在Q點(diǎn)釋放一個(gè)正電荷，正電荷所受靜電力將沿與C 由電場(chǎng)線的方向可知 626。6 N,再作出此電場(chǎng)中過錯(cuò)誤；M。間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度大于 Q N間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，故 LMoLOnLQn, B錯(cuò)誤；因

6、Lk0, 負(fù)電荷從M到Q靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C正確；正電荷在 Q點(diǎn)所受的靜電力方向沿電場(chǎng)線的切線方向而不是圓的切線方向，D錯(cuò)誤。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。領(lǐng)針對(duì)訓(xùn)練2.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如下圖，一負(fù)點(diǎn)電荷只在電場(chǎng)力作用下先 后經(jīng)過場(chǎng)中的 MN兩點(diǎn)，過N點(diǎn)的虛線是電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線， 那么()M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于 N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)C.負(fù)點(diǎn)電荷在 M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在 N點(diǎn)的電勢(shì)能D.負(fù)點(diǎn)電荷在 M點(diǎn)的動(dòng)能小于在 N點(diǎn)的動(dòng)能C 電場(chǎng)線密集的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度大，故 M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于 N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，A錯(cuò)誤; 沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故 M點(diǎn)的電勢(shì)高于 N點(diǎn)的電勢(shì)，

7、B錯(cuò)誤；負(fù)點(diǎn)電荷由 M到N電場(chǎng)力做負(fù) 功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加，故 C正確，D錯(cuò)誤。三、電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功的綜合分析計(jì)算電場(chǎng)力做功的方法，常見的有以下幾種：.利用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系求解：Wa Ea Bb。.利用 W Fd求解，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。.利用公式 WB= qlAB求解。.利用動(dòng)能定理求解。【例3】如下圖，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于R 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)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m電荷量為一q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開場(chǎng)沿桿下滑，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

8、 3R小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 2#加。求：(1)小球滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)假設(shè)以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))，試確定A點(diǎn)的電勢(shì)。解析(1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故小球從 B到C運(yùn)動(dòng)的過程中電場(chǎng)力做的總功為由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度3R hBc=-根據(jù)動(dòng)能定理有3R mVC mB mg-萬=萬一萬解得 vc=.7gR(2)小球從A到C,重力和電場(chǎng)力均做正功，所以由動(dòng)能定理有2mvCmg 3 R+ Wk=,又根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系:下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。Wfe = &a E）c= q（）a （ q（）c）, 又因?yàn)? c= 0 , 一,口 mgR 可信 j A=

9、 -0Nq答案 版r(2)二2mgR Nq。針對(duì)訓(xùn)鏢成時(shí)3.如下圖，在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用長(zhǎng)為 L的絕緣細(xì)線 一質(zhì)量為m電荷量為q的小球，線的上端固定。開場(chǎng)時(shí)連線帶球 水平，突然松開后，小球由靜止開場(chǎng)向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60的速度恰好為零。求：(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差 LAb； (2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。解析(1)小球由靜止釋放，假設(shè)沒有電場(chǎng)，那么小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)后再擺動(dòng)到左邊與釋放點(diǎn)等高的地方，而有電場(chǎng)時(shí)，細(xì)線轉(zhuǎn)過600處小球速度恰好為零，由此可知，靜電力一定做負(fù)功，據(jù)動(dòng)能定理得mglsin60 + qUB= 0,(2) A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離為L(zhǎng)(1 - cos 60),那么電場(chǎng)強(qiáng)度

10、E =UaL 1 cos 60 答案-粵L粵g當(dāng)堂達(dá)標(biāo)船巴基 1.關(guān)于電場(chǎng)線，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A.電場(chǎng)線就是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡B.電場(chǎng)中的電場(chǎng)線可以相交C.電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越小D.電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向與負(fù)試探電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相反D 電場(chǎng)線是不閉合的曲線，它的疏密程度可以表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線不能相交，電場(chǎng)線不等同于電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡，故A、B、C均錯(cuò)；電場(chǎng)線某點(diǎn)的切線方向與放在該點(diǎn)的正電荷受力方向一樣，與負(fù)電荷受力方向相反，故只有D對(duì)。. A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶正電的粒子僅在靜電力作用下以一定的初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)，其v-t圖

11、象如下圖，那么該電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是圖中的()下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。ABCDD 根據(jù)v-t圖象，帶電粒子的加速度逐漸增大，速度逐漸減小，選項(xiàng) D正確。.如下圖，甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m所帶電荷量分別為+ q和一q,兩球間用絕緣細(xì)線連接，甲球由絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊，那么平衡時(shí)的位置可能是（）A 以甲、乙為整體，懸線 1的拉力豎直向上，與重力平衡；對(duì)小球乙，重力和勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力的合力指向右下方，那么懸線2的拉力和庫侖引力的合力指向左上方，選項(xiàng) A正確。.如下圖，在兩等量異種點(diǎn)電荷的連線上有口 E F三點(diǎn)，且DE= EF, K、M L分別為過H E F三點(diǎn)的等勢(shì)面。一不計(jì)重力的帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，以 |W|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng) 力做功的數(shù)值，以|WC|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功的