2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 基礎(chǔ)課2 電場(chǎng)的能的性質(zhì)課件.ppt

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基礎(chǔ)課2電場(chǎng)的能的性質(zhì) 電勢(shì)能 電勢(shì) 1 電勢(shì)能 知識(shí)排查 1 電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) 電場(chǎng)力做功與無(wú)關(guān) 只與有關(guān) 2 電勢(shì)能 定義 電荷在中具有的勢(shì)能 數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 電場(chǎng)力做的功等于 即WAB EpA EpB Ep 2 電勢(shì) 1 定義 試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的與它的的比值 2 定義式 3 矢標(biāo)性 電勢(shì)是 有正 負(fù)之分 其正 負(fù) 表示該點(diǎn)電勢(shì)比高 低 4 相對(duì)性 電勢(shì)具有 同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取的不同而不同 3 等勢(shì)面 1 定義 電場(chǎng)中的各點(diǎn)組成的面 2 四個(gè)特點(diǎn) 等勢(shì)面一定與垂直 在上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功 電場(chǎng)線方向總是從的等勢(shì)面指向的等勢(shì)面 等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度 反之 電勢(shì)差 1 定義 電荷在電場(chǎng)中 由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí) 與移動(dòng)電荷的的比值 2 定義式 UAB 3 電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系 UAB UAB UBA 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 電場(chǎng)線 1 電勢(shì)等于零的物體一定不帶電 2 電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn) 電勢(shì)一定為零 3 A B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的 所以UAB UBA 4 電場(chǎng)中 場(chǎng)強(qiáng)方向是指電勢(shì)降落最快的方向 5 電勢(shì)有正負(fù)之分 因此電勢(shì)是矢量 答案 1 2 3 4 5 小題速練 1 思考判斷 2 多選 某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖1所示 以下說(shuō)法正確的是 A a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)B c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C 若將一檢驗(yàn)電荷 q由a點(diǎn)移至b點(diǎn) 它的電勢(shì)能增大D 若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷 Q 將一檢驗(yàn)電荷 q由a移至b的過(guò)程中 電勢(shì)能減小解析沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低 由題圖可知由a到b為電場(chǎng)線方向 故選項(xiàng)A正確 電場(chǎng)線密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 電荷 q由a點(diǎn)移至b點(diǎn) 則電場(chǎng)力做正功 其電勢(shì)能將減小 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷 Q 則由合場(chǎng)強(qiáng)的方向可知電荷 q由a移至b的過(guò)程中 電場(chǎng)力將做正功 其電勢(shì)能將減小 故選項(xiàng)D正確 答案AD 圖1 3 人教版選修3 1 P22 T3改編 如圖2所示 下列說(shuō)法正確的是 A A BB 負(fù)電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能C 負(fù)電荷由B移動(dòng)到A時(shí)靜電力做正功D UAB 0答案B 圖2 判斷電場(chǎng)力做功 電勢(shì)和電勢(shì)能 1 判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù) 1 根據(jù)電場(chǎng)力與速度夾角 夾角是銳角 電場(chǎng)力做正功 夾角是鈍角 電場(chǎng)力做負(fù)功 2 根據(jù)WAB qUAB 由q和UAB的正負(fù) 判斷WAB的正負(fù) 2 判斷電勢(shì)能的變化 1 根據(jù)電場(chǎng)力做功 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 2 根據(jù)Ep q 正電荷在電勢(shì)越高處電勢(shì)能越大 負(fù)電荷在電勢(shì)越高電勢(shì)能越小 3 判斷電勢(shì)高低 1 2016 全國(guó)卷 15 關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面 下列說(shuō)法正確的是 A 兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交B 電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處相互垂直C 同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等D 將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面 電場(chǎng)力做正功解析若兩個(gè)不同的等勢(shì)面相交 則在交點(diǎn)處存在兩個(gè)不同電勢(shì)數(shù)值 與事實(shí)不符 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直 選項(xiàng)B正確 同一等勢(shì)面上的電勢(shì)相同 但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相同 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 將一負(fù)電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面 電場(chǎng)力做負(fù)功 故選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案B 2 多選 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(chǎng)線分布如圖3所示 金屬球表面的電勢(shì)處處相等 a b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn) 則 A a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高C 檢驗(yàn)電荷 q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大D 將檢驗(yàn)電荷 q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中 電場(chǎng)力做負(fù)功答案ABD 圖3 3 2017 河南六市一聯(lián) 17 在真空中A B兩點(diǎn)分別放有異種點(diǎn)電荷 Q和 2Q 以A B連線中點(diǎn)O為圓心作一圓形路徑acbd 如圖4所示 則下列說(shuō)法正確的是 A 場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Ea Eb Ec EdB 電勢(shì)高低關(guān)系有 a b c dC 將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功D 將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中電勢(shì)能始終不變 圖4 解析對(duì)比等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知 題圖中場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Eb Ea Ec Ed 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 因沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知 a b 再由對(duì)稱性可知 c d 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 由于a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) 將負(fù)點(diǎn)電荷由a沿圓弧運(yùn)動(dòng)到b 電場(chǎng)力做正功 選項(xiàng)C正確 因沿直線由c到d過(guò)程中電勢(shì)先升高再降低 所以將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中電勢(shì)能先增大再減小 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案C 4 多選 電場(chǎng)中的a b c三點(diǎn)在同一直線上 如圖5所示 其中c為ab的中點(diǎn) 已知a b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為 a和 b 且 b a 0 則下列敘述正確的是 圖5 解析因不確定該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) 由題中所述條件無(wú)法確定c點(diǎn)電勢(shì)的高低 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 根據(jù)電勢(shì)能的定義可知 正電荷所在位置的電勢(shì)越高 其電勢(shì)能也越大 選項(xiàng)B正確 因c點(diǎn)的電勢(shì)無(wú)法判定 故正電荷只受電場(chǎng)力作用從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn) 動(dòng)能的增減無(wú)法判定 正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn) 電場(chǎng)力做功的正負(fù)也無(wú)法判定 選項(xiàng)C正確 D錯(cuò)誤 答案BC 電場(chǎng)線 等勢(shì)面和帶電粒子軌跡問(wèn)題 1 常見等勢(shì)面比較 2 分析方法 1 根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直 畫出電場(chǎng)線 2 根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向 判斷電場(chǎng)力方向 從而分析電場(chǎng)方向或電荷的正負(fù) 確定電勢(shì)能 電勢(shì)的變化 1 2017 天津理綜 7 多選 如圖6所示 在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中 實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線 虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡 設(shè)電子在A B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA aB 電勢(shì)能分別為EpA EpB 下列說(shuō)法正確的是 A 電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)B 若aA aB 則Q靠近M端且為正電荷C 無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpA EpBD B點(diǎn)電勢(shì)可能高于A點(diǎn)電勢(shì) 圖6 解析電子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng) 虛線AB是電子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡 電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線指向曲線的凹側(cè) 電場(chǎng)的方向與電場(chǎng)力的方向相反 如圖所示 由所給條件無(wú)法判斷電子的運(yùn)動(dòng)方向 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 若aA aB 說(shuō)明電子在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大 A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大 根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知 靠近M端為場(chǎng)源電荷的位置 應(yīng)為正電荷 故選項(xiàng)B正確 無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷 一定有電勢(shì) A B 電子電勢(shì)能Ep e 電勢(shì)能是標(biāo)量 所以一定有EpA EpB 故選項(xiàng)C正確 D錯(cuò)誤 答案BC 2 2016 海南卷 多選 如圖7 一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn) 兩虛線圓均以O(shè)為圓心 兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡 a b c d e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn) 不計(jì)重力 下列說(shuō)法正確的是 A M帶負(fù)電荷 N帶正電荷B M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能D N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功 圖7 解析如圖所示 M粒子的軌跡向左彎曲 則帶電粒子所受的電場(chǎng)力方向向左 可知帶電粒子M受到了引力作用 故M帶負(fù)電荷 而N粒子的軌跡向下彎曲 所受的電場(chǎng)力方向向下 說(shuō)明N粒子受到斥力作用 故N粒子帶正電荷 故選項(xiàng)A正確 由于虛線是等勢(shì)面 故M粒子從a到b電場(chǎng)力做負(fù)功 故動(dòng)能減小 故選項(xiàng)B正確 對(duì)于N粒子 由于d和e在同一等勢(shì)面上 故從d到e電場(chǎng)力不做功 故電勢(shì)能不變 故選項(xiàng)C正確 由于N粒子帶正電 故從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中 電場(chǎng)力做正功 故選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案ABC 3 多選 如圖8所示 實(shí)線是一質(zhì)子僅在電場(chǎng)力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 虛線可能是電場(chǎng)線 也可能是等差等勢(shì)線 則下列說(shuō)法正確的是 A 若虛線是電場(chǎng)線 則質(zhì)子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大 動(dòng)能小B 若虛線是等差等勢(shì)線 則質(zhì)子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大 動(dòng)能小C 質(zhì)子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度D a點(diǎn)的電勢(shì)一定高于b點(diǎn)的電勢(shì) 圖8 答案BC 4 如圖9所示 實(shí)線為三個(gè)點(diǎn)電荷A B C產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線 虛線是電子的運(yùn)動(dòng)軌跡 實(shí)線為一等勢(shì)線 M N是虛線上兩點(diǎn) 則下列判斷正確的是 A A一定帶正電 B C均帶負(fù)電B M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小C M點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)D 電子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能 圖9 解析根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)中合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹處以及電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線的切線方向平行可知 電子在N點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力F方向如圖所示 電子受到的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反 即N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與圖示F的方向相反 根據(jù)電場(chǎng)線方向可知 A一定帶正電 B C均帶負(fù)電 選項(xiàng)A正確 根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小可知 M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于N的場(chǎng)強(qiáng) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直 畫出過(guò)M點(diǎn)的等勢(shì)線 根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知 M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì) 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 電子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有 eUMN EkN EkM 又UMN M N 0 得EkM EkN 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案A 1 只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) 2 d為某兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的距離 或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面之間的距離 3 電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 甲乙圖10 典例 2017 全國(guó)卷 21 多選 一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面 平面內(nèi)a b c三點(diǎn)的位置如圖11所示 三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10V 17V 26V 下列說(shuō)法正確的是 A 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2 5V cmB 坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1VC 電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7eVD 電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn) 電場(chǎng)力做功為9eV 圖11 答案ABD 1 多選 如圖12 在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M N P和F四點(diǎn) M N P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn) F為MN的中點(diǎn) M 30 M N P F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用 M N P F表示 已知 M N P F 點(diǎn)電荷Q在M N P三點(diǎn)所在平面內(nèi) 則 A 點(diǎn)電荷Q一定在MP連線上B 連接PF的線段一定在同一個(gè)等勢(shì)面上C 將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn) 電場(chǎng)力做負(fù)功D P大于 M 圖12 解析根據(jù)正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為中心的同心球面 故分別作MN連線的中垂線和PF連線的中垂線 如圖所示 根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知 兩條線交MP于A點(diǎn) 即點(diǎn)電荷在A點(diǎn) 選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn) 電場(chǎng)力做正功 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低 故 P M 選項(xiàng)D正確 答案AD 2 如圖13所示 a b c代表某固定點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面 相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等 直線是電場(chǎng)中的幾條沒(méi)標(biāo)明方向的電場(chǎng)線 粗曲線是一帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分 M N是軌跡上的兩點(diǎn) 粒子過(guò)M N兩點(diǎn)時(shí)的加速度大小分別是aM aN 電勢(shì)能分別是EpM EpN a b c的電勢(shì)分別是 a b c a b間的電勢(shì)差為Uab b c間的電勢(shì)差為Ubc 則下列判斷正確的是 圖13 A aM aN EpM EpNB aaN Uab UbcD Uab Ubc EpM EpN 解析根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè) 即斜向左上方 由于粒子帶正電 所以帶正電粒子受到點(diǎn)電荷的吸引力 所以固定點(diǎn)電荷一定帶負(fù)電 電場(chǎng)線的方向指向圓心 故 aaN 由于a b之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b c之間的電場(chǎng)強(qiáng)度 而相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等 根據(jù)U Ed可得 Uab Ubc 設(shè)粒子從M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 所以EpM EpN 選項(xiàng)B正確 答案B 1 求電場(chǎng)力做功的幾種方法 1 由公式W Flcos 計(jì)算 此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) 可變形為W Eqlcos 2 由WAB qUAB計(jì)算 此公式適用于任何電場(chǎng) 3 由電勢(shì)能的變化計(jì)算 WAB EpA EpB 4 由動(dòng)能定理計(jì)算 W電場(chǎng)力 W其他力 Ek 電場(chǎng)中的功能關(guān)系 2 電場(chǎng)中的功能關(guān)系 1 若只有電場(chǎng)力做功 電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變 2 若只有電場(chǎng)力和重力做功 電勢(shì)能 重力勢(shì)能 動(dòng)能之和保持不變 3 除重力 彈簧彈力之外 其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化 4 所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化 典例 多選 如圖14所示 半圓槽光滑 絕緣 固定 圓心是O 最低點(diǎn)是P 直徑MN水平 a b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球 視為點(diǎn)電荷 b固定在M點(diǎn) a從N點(diǎn)靜止釋放 沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q 圖中未畫出 時(shí)速度為零 則小球a A 從N到Q的過(guò)程中 重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小B 從N到P的過(guò)程中 速率先增大后減小C 從N到Q的過(guò)程中 電勢(shì)能一直增加D 從P到Q的過(guò)程中 動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量 圖14 解析a從N點(diǎn)靜止釋放 過(guò)P點(diǎn)后到Q點(diǎn)速度為零 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有重力和庫(kù)侖力做功 庫(kù)侖力方向與a速度方向夾角一直大于90 所以庫(kù)侖力整個(gè)過(guò)程做負(fù)功 小球a從N到Q的過(guò)程中 庫(kù)侖力增大 庫(kù)侖力與重力的夾角從90 一直減小 所以它們的合力一直增大 故A錯(cuò)誤 帶電小球a受力如圖所示 在靠近N點(diǎn)的位置 合力與速度夾角小于90 在P點(diǎn)合力與速度夾角大于90 所以小球a從N到P的過(guò)程中 速率應(yīng)先增大后減小 故B正確 從N到Q的過(guò)程中 庫(kù)侖力一直做負(fù)功 所以電勢(shì)能一直增加 故C正確 根據(jù)能量守恒可知 P到Q的過(guò)程中 動(dòng)能的減少量等于重力勢(shì)能和電勢(shì)能的增加量之和 故D錯(cuò)誤 答案BC 拓展延伸 1 在 典例 中小球a從N到Q的過(guò)程中機(jī)械能守恒嗎 2 在 典例 中 若把b球固定在圓心O點(diǎn) 其他條件不變 小球a從N點(diǎn)靜止釋放 小球a到達(dá)何處時(shí)的速度為零 在此過(guò)程中機(jī)械能守恒嗎 為什么 答案 1 機(jī)械能不守恒 2 小球a到達(dá)M點(diǎn)時(shí)速度為零 在此過(guò)程中機(jī)械能守恒 因?yàn)閹?kù)侖力 軌道的支持力都不做功 1 電場(chǎng)中有a b兩點(diǎn) 已知 a 500V b 1500V 將電荷量為q 4 10 9C的點(diǎn)電荷從a移到b時(shí) 電場(chǎng)力做功為 A 負(fù)功8 10 6JB 正功8 10 6JC 負(fù)功4 10 6JD 正功4 10 6J解析用絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算 W qU 4 10 9 2000J 8 10 6J 注意此式僅為數(shù)值關(guān)系 因?yàn)樨?fù)電荷從低電勢(shì)處移至高電勢(shì)處 所以電場(chǎng)力做正功 故選項(xiàng)B正確 答案B 圖15 答案C 3 如圖16所示 表面均勻帶電的圓盤水平放置 從靠近圓心O處以初速度v0豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m 帶電荷量為 q的小球 看作試探電荷 小球上升的最高點(diǎn)為B點(diǎn) 經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度最大 已知OA h1 OB h2 重力加速度為g 取O點(diǎn)電勢(shì)為零 不計(jì)空氣阻力 則可以判斷 圖16 答案B 解決電場(chǎng)力做功問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 利用電場(chǎng)線的特點(diǎn) 等勢(shì)面的特點(diǎn)來(lái)分析電場(chǎng)力做功情況 2 應(yīng)用公式WAB qUAB計(jì)算時(shí) WAB q UAB一般都要帶正 負(fù)號(hào)計(jì)算 電場(chǎng)中的三類圖象 識(shí)圖 用圖能力的培養(yǎng) 例1 2017 全國(guó)卷 20 多選 在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中 任一點(diǎn)的電勢(shì) 與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖17所示 電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a b c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea Eb Ec和Ed 點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì) a已在圖中用坐標(biāo) ra a 標(biāo)出 其余類推 現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn) 在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中 電場(chǎng)力所做的功分別為Wab Wbc和Wcd 下列選項(xiàng)正確的是 A Ea Eb 4 1B Ec Ed 2 1C Wab Wbc 3 1D Wbc Wcd 1 3 圖17 答案AC 易錯(cuò)點(diǎn) 1 不能準(zhǔn)確識(shí)圖 沒(méi)有明確各點(diǎn)間距的關(guān)系 2 沒(méi)有及時(shí)聯(lián)想到點(diǎn)電荷電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與距離關(guān)系 3 不能靈活應(yīng)用電場(chǎng)中的功能關(guān)系 針對(duì)訓(xùn)練1 2017 江蘇單科 8 多選 在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1 q2 其靜電場(chǎng)的電勢(shì) 在x軸上分布如圖18所示 下列說(shuō)法正確的有 A q1和q2帶有異種電荷B x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C 負(fù)電荷從x1移到x2 電勢(shì)能減小D 負(fù)電荷從x1移到x2 受到的電場(chǎng)力增大 圖18 解析由x1處電勢(shì)為零可知 兩點(diǎn)電荷q1和q2帶有異種電荷 選項(xiàng)A正確 在 x圖象中 圖象切線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度 則x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 且有x1到x2電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小 負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力逐漸減小 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 由Ep q可知 負(fù)電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能低 負(fù)電荷從x1移到x2 電勢(shì)能減小 選項(xiàng)C正確 答案AC 類型二E x圖象1 描述電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律 2 場(chǎng)強(qiáng)E正負(fù)表示場(chǎng)強(qiáng)的方向 3 圖線與x軸圍成的 面積 表示電勢(shì)差 例2 多選 靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖19所示 x軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向 帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng) 則點(diǎn)電荷 A 在x2和x4處電勢(shì)能相等B 由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增大C 由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小D 由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大 圖19 解析由題圖可知 x1到x4場(chǎng)強(qiáng)先變大 再變小 則點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力先增大后減小 C正確 D錯(cuò)誤 由x1到x3及由x2到x4過(guò)程中 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增大 知A錯(cuò)誤 B正確 答案BC 針對(duì)訓(xùn)練2 空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng) 其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖20所示 下列說(shuō)法正確的是 A O點(diǎn)的電勢(shì)最低B x2點(diǎn)的電勢(shì)最高C x1和 x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 圖20 解析由題圖知 沿x軸方向O點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反 故O點(diǎn)可能電勢(shì)最低 也可能電勢(shì)最高 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 x1 x2 x3三點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上 由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知 無(wú)論O點(diǎn)右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸向右還是向左 x2點(diǎn)電勢(shì)都不是最高 x1 x3兩點(diǎn)的電勢(shì)也不相等 選項(xiàng)B D錯(cuò)誤 由題圖知 電場(chǎng)強(qiáng)度在O點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱 故x1 x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等 選項(xiàng)C正確 答案C 類型三Ep x圖象1 描述電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律 2 根據(jù)電勢(shì)能的變化可以判斷電場(chǎng)力做功的正 負(fù) 3 根據(jù)W Ep Fx 圖象Ep x的斜率為電場(chǎng)力 例3 多選 一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng) 其電勢(shì)能Ep隨位移x的變化關(guān)系如圖21所示 則下列說(shuō)法正確的是 A 粒子從x1處運(yùn)動(dòng)到x2處的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功B x1 x2處電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向C x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小D x1處的電勢(shì)比x2處的電勢(shì)低 圖21 答案AD 針對(duì)訓(xùn)練3 一帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用 做初速度為零的直線運(yùn)動(dòng) 取該直線為x軸 起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn) 其電勢(shì)能Ep與位移x的關(guān)系如圖22所示 下列圖象中合理的是 圖22 答案D