2019-2020年高三物理 電場(chǎng)能的性質(zhì)導(dǎo)學(xué)案.doc

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2019-2020年高三物理 電場(chǎng)能的性質(zhì)導(dǎo)學(xué)案 知識(shí)點(diǎn)一　公式U＝Ed的拓展應(yīng)用 1．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中U＝Ed，即在沿電場(chǎng)線(xiàn)方向上，U∝d.推論如下： (1)如圖甲，C點(diǎn)為線(xiàn)段AB的中點(diǎn)，則有φC＝. (2)如圖乙，AB∥CD，且AB＝CD，則UAB＝UCD. 2．在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中U＝Ed雖不能直接應(yīng)用，但可以用作定性判斷． 〖例1〗如圖所示，實(shí)線(xiàn)為電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)為等勢(shì)面，φa＝50 V，φc＝20 V，則a、c連線(xiàn)中點(diǎn)b的電勢(shì)φb為(　　) A．等于35 V B．大于35 V C．小于35 V D．等于15 V 突破訓(xùn)練1 a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)．電場(chǎng)線(xiàn)與矩形所在平面平行．已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V，d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V，如圖所示，由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為(　　) A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V 知識(shí)點(diǎn)二　電場(chǎng)中的功能關(guān)系 1．求電場(chǎng)力做功的幾種方法 (1)由公式W＝Flcos α計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為W＝Eqlcos α. (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＝ΔEk. 注意：電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)電場(chǎng)力不做功． 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． 〖例2〗在中間位置有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的長(zhǎng)為2l的輕質(zhì)桿兩端固定兩完全相同的質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球1和2，裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的電場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)桿在水平位置靜止．現(xiàn)給小球1一個(gè)豎直向上的速度，讓小球1、2繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸各自轉(zhuǎn)動(dòng)到B、A位置，A、B間電勢(shì)差是U，小球1、2構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)能減少量是(　　) A．一定大于Uq B．一定等于2(Uq＋mgl) C．一定小于Uq D．一定大于Uq＋mgl 突破訓(xùn)練2如圖所示，質(zhì)量為m的物塊(視為質(zhì)點(diǎn))，帶正電荷Q，開(kāi)始時(shí)讓它靜止在傾角α＝60的固定光滑絕緣斜面頂端，整個(gè)裝置放在水平方向、大小為E＝ mg/Q的勻強(qiáng)電場(chǎng)中(設(shè)斜面頂端處電勢(shì)為零)，斜面高為H。釋放后，物塊落地時(shí)的電勢(shì)能為Ep，物塊落地時(shí)的速度大小為v，則(　　) A．Ep＝mgH　　　　 　B．Ep＝－mgH C．v＝2 D．v＝2gH 知識(shí)點(diǎn)三　E－x和φ－x圖象的處理方法 1．E－x圖象 (1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律． (2)E＞0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向；E＜0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向． (3)圖線(xiàn)與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差，“面積”大小表示電勢(shì)差大小，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定． 2．φ－x圖象 (1)描述了電勢(shì)隨位移變化的規(guī)律． (2)根據(jù)電勢(shì)的高低可以判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是沿x軸正方向還是負(fù)方向． (3)斜率的大小表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，斜率為零處場(chǎng)強(qiáng)為零． 〖例3〗空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示．下列說(shuō)法中正確的是(　　) 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．O到x1和O到x3兩點(diǎn)的電勢(shì)差相等 突破訓(xùn)練3某靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)與x軸重合，該電場(chǎng)線(xiàn)上各點(diǎn)的電勢(shì)的變化規(guī)律如圖所示．在O點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷，該負(fù)點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力的作用，則在－x0～x0區(qū)間內(nèi) A．該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) B．該靜電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng) C．負(fù)點(diǎn)電荷將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，加速度不變 D．負(fù)點(diǎn)電荷將沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小 鞏固練習(xí)： 1．關(guān)于靜電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電勢(shì)等于零的物體一定不帶電 B．電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)一定為零 C．同一電場(chǎng)線(xiàn)上的各點(diǎn)，電勢(shì)一定相等 D．負(fù)電荷沿電場(chǎng)線(xiàn)方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能一定增加 2．如圖所示，直線(xiàn)MN是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)(方向未畫(huà)出)。虛線(xiàn)是一帶電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下，由a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡為一拋物線(xiàn)。下列判斷正確的是(　　) A．電場(chǎng)線(xiàn)MN的方向一定是由N指向M B．帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中動(dòng)能一定逐漸減小 C．帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能 D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度 3．如圖所示，有四個(gè)等量異種電荷，放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)處。A、B、C、D為正方形四個(gè)邊的中點(diǎn)，O為正方形的中心，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于零 C．將一帶正電的試探電荷勻速?gòu)腂點(diǎn)沿直線(xiàn)移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零 D．將一帶正電的試探電荷勻速?gòu)腁點(diǎn)沿直線(xiàn)移動(dòng)到C點(diǎn)，試探電荷具有的電勢(shì)能增大 4．電場(chǎng)中某三條等勢(shì)線(xiàn)如圖中實(shí)線(xiàn)a、b、c所示。一電子僅在電場(chǎng)力作用下沿直線(xiàn)從P運(yùn)動(dòng)到Q，已知電勢(shì)φa>φb>φc，這一過(guò)程電子運(yùn)動(dòng)的v t圖像可能是下列各圖中的(　　) 5．有一靜電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于x軸．其電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x的改變而變化，變化的圖線(xiàn)如圖所示，則圖中正確表示該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的圖線(xiàn)是(設(shè)場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向時(shí)取正值)(　　) 6．如圖所示 ，虛線(xiàn)a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab＝Ubc，實(shí)線(xiàn)為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，R同時(shí)在等勢(shì)面b上，據(jù)此可知(D　) A．三個(gè)等勢(shì)面中，c的電勢(shì)最低 B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小 C．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)的小 D．帶電質(zhì)點(diǎn)在R點(diǎn)的加速度方向垂直于等勢(shì)面b 7．兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線(xiàn)上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高，則(　　) A．N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 C．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸正方向 D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功 8．A、B是一條電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn)，若在A點(diǎn)釋放一初速度為零的電子，電子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線(xiàn)從A運(yùn)動(dòng)到B，其電勢(shì)能Ep隨位移s變化的規(guī)律如圖所示。設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA和EB，電勢(shì)分別為φA和φB。則(　　) A．EA＝EB B．EAφB D．φA<φB 9．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置，并接直流電源。若一帶電粒子恰好能沿圖中軌跡穿過(guò)電容器，a到c是直線(xiàn)，由于電極板邊緣效應(yīng)，粒子從c到d是曲線(xiàn)，重力加速度為g，則該粒子(　　) A．在ac段受重力與電場(chǎng)力平衡并做勻速運(yùn)動(dòng)，cd段電場(chǎng)力大于重力 B．a(chǎn)到c勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度是g/cos θ C．a(chǎn)至d重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增加 D．a(chǎn)至d粒子所受合力一直沿軌跡的切線(xiàn)方向 10．如圖所示的電場(chǎng)，等勢(shì)面是一簇互相平行的豎直平面，間隔均為d，各面電勢(shì)已在圖中標(biāo)出，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小球以速度v0，方向與水平方向成45角斜向上射入電場(chǎng)，要使小球做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．問(wèn)：(1)小球應(yīng)帶何種電荷？電荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(電場(chǎng)足夠大)