高二物理教案電場的能的性質(zhì)

1、 2電場的能的性質(zhì)一、電勢1電勢：電場中某點的電勢，等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功。電勢用字母表示。表達式： awao單位：伏特（ v ），且有 1v=1j/c。q意義：電場中某一點的電勢在數(shù)值等于單位電荷在那一點所具有的電勢能。相對性：電勢是相對的，只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值，通常取無限遠或地球的電勢為零。標(biāo)量：只有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示比零電勢高還是低。高低判斷：順著電場線方向電勢越來越低。二、等勢面：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面。意義：等勢面來表示電勢的高低。典型電場的等勢面：勻強電場； 點電荷電場； 等量的異種點電荷電場；

2、等量的同種點電荷電場。等勢面的特點： 同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電場力不做功；等勢面一定跟電場線垂直；電場線總是從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。三、電勢差1電勢差： 電荷 q 在電場中由一點a 移動到另一點b 時，電場力所做的功wabwab 與電荷量的 q 的比值。 u ab =q注意：電勢差這個物理量與場中的試探電荷無關(guān)， 它是一個只屬于電場的量。 電勢差是從能量角度表征電場的一個重要物理量。電勢差也等于電場中兩點電勢之差u abab u abu bau baba電勢差由電場的性質(zhì)決定，與零電勢點選擇無關(guān)。w= q?u2電場力做功：在電場中ab 兩點間移動電荷時，電場力做功等于

3、電量與兩點間電勢差的乘積。abab注意： 該式適用于一切電場；電場力做功與路徑無關(guān)利用上述結(jié)論計算時，均用絕對值代入，而功的正負，借助于力與移動方向間關(guān)系確定。四、電勢能1定義：因電場對電荷有作用力而產(chǎn)生的由電荷相對位置決定的能量叫電勢能。2電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點。3電勢能大?。弘姾稍陔妶鲋心滁c的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處電場力所做的功4電場力做功是電勢能變化的量度：電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少；電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加；電場力做功的多少和電勢能的變化數(shù)值相等，這是判斷電荷電勢能如何變化的最有效方法。五、電勢差與電場強度關(guān)系

4、1電場方向是指向電勢降低最快的方向。在勻強電場中，電勢降低是均勻的。2勻強電場中，沿場強方向上的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積。u=e ?d在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上降低的電勢。ued 是沿場方向上的距離。d注意：兩式只適用于勻強電場。3電場線和等勢面注意電場線、等勢面的特點和電場線與等勢面間的關(guān)系：電場線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。電場線互不相交，等勢面也互不相交。電場線和等勢面在相交處互相垂直。電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向。電場線密的地方等差等勢面密；等差等勢面密的地方電場線也密。1、 1下列說法中不正確的

5、是()。第 1頁共 5頁a 、電勢處處相等且不為零的空間，各點的電場強度一定為零b、勻強電場中電勢降落最快的方向一定是電場強度的方向c、電荷在電勢高處電勢能一定大d、電場中電場強度相等的兩點間的電勢差一定為零2如圖所示，真空中兩個帶電量相等的正電荷q1 和 q2，分別固定于a 、 b 兩點， dc 為 ab連線的中垂線。在將一正電荷q3 由 c 點沿中垂線移到無窮遠處的過程中，下列判斷正確的是()。a 、 q3 的電勢能逐漸減少b、 q3 的電勢能逐漸增大c、 q3 受到的電場力逐漸減小d、 q3 受到的電場力先增大后減小3如圖所示，a、 b 是一個點電荷形成的電場中同一等勢面上的兩點，c、d

6、 是另一等勢面上的兩點。實線acb 和 adb 分別是甲、乙兩帶電粒子的運動軌跡。已知兩粒子在a 點具有相同的動能，下列判斷中正確的是()。a 、甲粒子經(jīng)過c 點時與乙粒子經(jīng)過d 點時具有相同的動能b、甲、乙兩個粒子帶異種電荷c、若取無窮遠處為零電勢，則甲粒子經(jīng)過c 點時的電勢能小于乙粒子經(jīng)過d 點時的電勢能d、兩粒子經(jīng)過b 點時具有相同的電勢能4電量分別為 +q、 +q 和 -q 的三個帶小球，固定在邊長為a 的絕緣三角形框架的三個頂點處，并置于場強為e 的勻強電場中， 如圖所示。 若此三角形繞穿過其中心o 垂直于三角形所在平面的軸順時針轉(zhuǎn)過120 ，則在此過程中電場力做功的大小為()a 、

7、 0b 、 qeac、 2qead 、 qea5、如圖 4 所示， a、b、c 是一條電場線上的三個點，電場線的方向由uc 和 ea、 eb、ec 分別表示 a、 b、 c 三點的電勢和電場強度，可以判定：au aubucbu aub ub ucce aebecde a=eb=eca 到 c，a、b 間距離等于b、c 間距離。 用 ua、ub、abc圖 4a6、如圖 5 所示，在 a 點由靜止釋放一個質(zhì)量為 m,電荷量為 q 的帶電粒子， 粒子到達 b 點時速度恰好為零，設(shè) ab 所在的電場線豎直向下， a、 b 間的高度差為 h，則（ ）a 帶電粒子帶負電；b a、 b 兩點間的電勢差u a

8、b=mgh/q;c b 點場強大于a 點場強；d a 點場強大于b 點場強 .b圖 57、圖 6 中實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡， a、 b 是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是（）a 帶電粒子所帶電荷的符號；b 帶電粒子在a、 b 兩點的受力方向；c 帶電粒子在a、 b 兩點的速度何處較大；d 帶電粒子在a、b 兩點的電勢能何處較大。ab圖 68、一平行板電容器的電容為c，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為q，下板帶負電，電量也為q，它們產(chǎn)生的電場在很遠處的電勢為零。兩個帶異號電荷的小球用一

9、絕緣剛性桿相連，小球的電量都為 q，桿長為l ，且 ld 。現(xiàn)將它們從很遠處移到電容器內(nèi)兩板之間，處于圖11 所示的靜止?fàn)顟B(tài)（桿與板面垂直）此過程中兩個小球克服電場力所做總功的大小等于多少？（設(shè)兩球移動過程中極板上電荷分布情況不變）（，在）qlqa b 0cdclqc qq (dl)d cdqd9、如圖 14 所示，在粗糙水平面上固定一點電荷q，在 m點無初速釋放一帶有恒小物塊，小物塊在q的電場中運動到n點靜止，則從 m點運動到 n 點的過程中 :+q+q-q-q圖定電量的11第 2頁共 5頁a. 小物塊所受電場力逐漸減?。?b. 小物塊具有的電勢能逐漸減?。籧.m 點的電勢一定高于n點的電勢

10、；d. 小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。圖 1410如圖 6 所示，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點電荷q，另一表面絕緣，帶正電的金屬小球（可視為質(zhì)點，且不影響原電場）自左以初速度v 0 向右運動，在運動過程中（）+a 小球做先減速后加速運動；qv 0b 小球做勻速直線運動；c小球受到電場力的沖量為零；d 小球受到電場力做的功為零。圖 611圖 7 中虛線所示為靜電場中的等勢面1、 2、 3、 4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面 3 的電勢為 0。一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、 b 點時的動b能分別為 26ev 和 5ev。當(dāng)這一點電荷

11、運動到某一位置，其電勢能變?yōu)?ev 時，它的動能就為 ( )aa 8evb 15evc 20evd 34ev.1234圖 712、如圖 7 所示， a 、b、 c 為勻強電場中的3 個點，已知這 3 點的電勢分別為 a =10v, b=2v, c=-6v.試在圖上畫出過 b 點的等勢線和場強的方向13 如圖所示， ac為一光滑曲面， c 處切線呈水平方向在曲面所在空間存在場強e 2.0 108 n / c 的豎直向下的勻強電場 一質(zhì)量為m 4900g、帶電量為 q2.5 10 7 c 的小物塊停放在 c 點一質(zhì)量 m 100g 的不帶電鉛彈水平射入小物塊且留在其中一起運動（時間極短） ，它們恰

12、好能夠沖到a 點已知 ac 間的高度差 h0.1m（g 取 10m / s2 ）求：（ 1）鉛彈射入前的速度（ 2）鉛彈射入物塊的過程中系統(tǒng)損失的機械能（ 3）由 c 到 a 的過程中小物塊的電勢能增加量1acd 2ad 3bc4c 5a 6abc 7bcd8a9abd 10bd 11c14. 如圖所示， ab 是半徑為 r 的圓的一條直徑，該圓處于勻強電場中，場強大小為e，方向第 3頁共 5頁一定在圓周平面內(nèi)將一帶正電q 的小球從 a 點以相同的動能拋出，拋出方向不同時，小球會經(jīng)過圓周上不同的點在這些點中，到達c 點時小球的動能最大，已知ac 和 bc 間的夾角 = 30，若不計重力和空氣阻

13、力，求：(1) 電場方向與 ac 間的夾角 為多大？(2) 若小球在a 點時初速度與電場方向垂直，則小球恰好能落在c 點，則初動能為多大？15如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板a、b，兩板相距d，兩板間電壓為u，一質(zhì)量為m 的帶電小球從兩板間的m 點開始以豎直向上的初速度v0 運動，當(dāng)它到達電場中的n 點時速度變?yōu)樗椒较颍笮∽優(yōu)?v0，求 m、n 兩點間的電勢差和電場力對帶電小球所做的功（不計帶電小球?qū)饘侔迳想姾删鶆蚍植嫉挠绊懀O(shè)重力加速度為g）ab+_2v0nv0m16如圖所示，在水平方向的勻強電場中，有一帶電體p 自 o 點豎直向上射出，它的初動能為4 j，當(dāng)它上升到最高點m 時，它

14、的動能為5 j，則物體折回通過與o 在同一水平線上的o點時，其動能為多大?ymp0x第 4頁共 5頁1acd2ad3bc4c5a6abc 7bcd8a9abd10bd11c13（ 1）設(shè)鉛彈射入前的速度為v0 ，射入后的共同速度為v ，對達到共同速度后上沖到a 的過程應(yīng)用動能定理：(mm)ghqeh01 (mm)v 22得： v2gh2qeh2100.122.510 752.0108 0.1m / s2m / smm對射入過程應(yīng)用動量守恒：mv0( mm) vv0mm v52m / s100m / sm0.1（2）系統(tǒng)損失的機械能e1 mv021 (mm)v 2( 1 0.110021 522 ) j490j2222（ 3）電勢能的增量等于克服電場力所做的功e電w電qeh2.51072.010 80.1j5j14(1) 小球在 c 點時的動能最大，即c 點的電勢最低作過c 點與圓周相切的線，切線為等勢線，oc 方向即為電場方向，其與直徑ac 夾角為： aco 30(2)小球做類平拋運動有：ad vot圖 3-3在沿著電場線方向1 at 21qe t 2ac 2rcos3 r有： cd 22m由圖幾何關(guān)系可得：3rad ac sin 2cd ac3 r1qer 所以 eko1 mv021 qer cos +r2將 、式代入 、兩式并解