静电场章末总结备课讲稿
静电场章末总结课件

电场方向射入两极板间,如图所示,射入后液滴沿直线运动。已知
重力加速度为g,求:
(1)两极板间的电场强度为多大?
(2)液滴离开电场时的速度为多大?
解析:(1)液滴在电场中受到重力mg和静电力F两个力的作用,由
于液滴沿直线运动,由直线运动的条件可知:两个力的合力必须与
速度共线。所以静电力的方向是垂直于金属板斜向上,如图所示,
由几何关系可得F=Eq=mgcos θ
cos
。
解得 E=
(2)因静电力不做功,故由动能定理可得
1
2
1
2
-mgLsin θ= mv2- 0 2
解得 v= 0 2 -2sin。
cos
答案:(1)
(2) 0 2 -2sin
的舞台。
【例题2】如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。
一L形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中,管的水平部分长为
l1=0.2 m,离水平地面的距离为h=5.0 m,竖直部
分长为l2=0.1 m。一带正电的小球从管的上端口A由静止释放,小
球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短,可不计)时
0
2
,⑥tan
0
α=2 2
0
0
2
θ= 2,⑦y=2 2,
0
0
静电力与平衡知识的综合
1.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。库仑力实质上就是静
电力。
2.明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,
其中仅多了静电力而已。
3.求解这类问题时,需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析
(京津琼鲁专用)2018-2019学年高中物理-第一章 静电场章末总结课件 新人教版必修2

章末总结
内容索引
知识网络
梳理知识 构建网络
重点探究
启迪思维 探究重点
知识网络
静电场
静电力
库仑定律 电场强度
条件:真空中的_点__电__荷___
k q1q 2 大小:F=___r_2__
F
大小:E= q
(定义式),E=
k r
Q
2
(决定式)
方向: 正电荷 所受静电力方向
意义:表示电场 强弱 、_方__向__ 电场线
例2 如图2所示,质量为m的小球A放在绝缘固定斜面上,斜面的倾角为 α,小球A带正电,电荷量为q.在斜面上B点处固定一个电荷量为Q的正电 荷,将小球A由距B点竖直高度为H处无初速度释放.小球A下滑过程中电 荷量不变.不计A与斜面间的摩擦,整个装置处在真空中.已知静电力常量k 和重力加速度g.
图2 (1)A球刚释放时的加速度是多大? 答案 gsin α-kQmqsHin2 2α
特点:不闭合、不相交、垂直于等势面
电势
Ep
φ=_q__
标量,有正负,与零电势点的选取有关
静电场
电场能
电势差
UAB=
φA
-
φB
=W A B
q
标量,有正负
等势面:形象地描述电场中电势的分布
沿场强的方向电势降低最快
电场强度与电势差的关系 在匀强电场中:E=U A B
d
静电力做功
WAB=_q_U__A_B _ WAB= EpA -_E_p_B_
D.小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力做的功
解析 答案
例4 (2018·山东滨州市高一下期末)如图4所示,绝缘光滑斜面AB与绝缘
光滑水平面BC平滑连接,AB斜面的倾角为45°,AB与BC的长度均为L. 空间中存在一匀强电场,带电荷量为+q的小球以初速度v0= 2gL 自A点 开始下滑,小球在AB段做匀速直线运动,在BC段做匀减速直线运动,
高考物理一轮复习课件章末核心素养第七章静电场

能量转化
带电粒子在匀强电场中运 动时,电场力对粒子做功 ,粒子的动能和电势能之
间发生转化。
带电粒子在复合场中运动
运动轨迹
带电粒子在复合场中受到电场力 和洛伦兹力的共同作用,其运动 轨迹可能是直线、圆或螺旋线等
。
运动性质
根据带电粒子的速度、电场力和 洛伦兹力的方向及大小关系,可 以确定粒子的运动性质,如匀速 直线运动、匀速圆周运动或螺旋
电场力做功的过程是电场能与其他形 式的能相互转化的过程。在静电场中 ,电场力做功与路径无关,只与起点 和终点的位置有关。
电势能变化
当电荷在电场中移动时,其电势能会 发生变化。电场力做功等于电势能的 变化量,即$W_{AB} = E_{pA} E_{pB}$。
静电场能量守恒定律
能量守恒定律
在一个孤立系统中,不论发生何种变化或过程,其总能量始 终保持不变。即能量既不能被创造也不能被消灭,它只能从 一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个 物体,而总的能量保持不变。
当插入介质片后,电容 $C$ 进一步增加 ,说明介质的介电常数对电容有影响。
实验结果分析和讨论
01
实验讨论
02
实验过程中要确保平行板电容器 两板间的距离和正对面积测量准 确,以减小误差。
03
在插入介质片时,要确保介质片 与两板紧密接触且没有气泡,以 保证实验结果的准确性。
04
通过本实验可以加深对平行板电 容器电容影响因素的理解,为后 续章节的学习打下基础。
静电平衡状态
导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态叫做静电平 衡状态。
02
静电场中带电粒子运动规律
带电粒子在匀强电场中运动
运动轨迹
带电粒子在匀强电场中受 到恒定的电场力作用,其
高中物理第1章静电场章末小结课件新人教版选修3

3.场强的叠加 多个电场在空间某点产生的合场强,等于每个电场单独存在时在该点产生 的场强的矢量和,这就是场强叠加原理。由于电场强度是矢量,求合场强需用 平行四边形定则。
(2017·陕西省西安中学高二上学期期末)如图,一半径为 R 的圆盘
上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d
(1)求粒子穿过界面 MN 时偏离中心线 OR 的距离多远? (2)试在图上粗略画出粒子运动的全过程轨迹并指出各段运动的性质。 (3)确定点电荷 Q 的电性并求其电量的大小。
解析: (1)设粒子从电场中飞出的侧向位移为 h,穿过界面 PS 时偏离中心 线 OR 的距离为 Y,则侧向位移
h=12at2=2qmUd(vL0)2=2×101-01-02×0×3000.08×(2×0.01806)2m=0.03m=3cm (2)第一段是类平抛运动,第二段是匀速直线运动,第三段是匀速圆周运动, 轨迹如下图所示。
点评:明确“b点处的场强为零”的准确含义是解题的关键。
二、电场的能的性质的描述 1.电势的高低和电势能大小、正负的判定方法 (1)根据场源电荷判断 离场源正电荷越近,电势越高,正检验电荷的电势能(为正值)越大,负检 验电荷的电势能(为负值)越小。 离场源负电荷越近,电势越低,正检验电荷的电势能(为负值)越小,负检 验电荷的电势能(为正值)越大。
及试探电荷无关
素 无关
试探电荷无关
有关
联 匀强电场中 UAB=φA-φB=Ed;电势沿电场强度方向降低得最快; 系 φ=Eqp,UAB=WqAB;WAB=ΔEpAB=EpA-EpB
[特别提醒]场强为零的点,电势、电势能不一定为零;电势为零的点,场 强不一定为零,电势能一定为零;电势能为零的点,场强不一定为零,电势一 定为零。
静电场章末总结
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审核人:高二物理组
授课教师 :
班级: 高二(____)
姓名:___________
总课题 课题 学 习 目 标 学习 重点 学习 难点 学法 指导 教学 设想 教 师
静电场 章末复习 1、构建本章知识网络 2、掌握电场中的平衡问题的处理方法和思路 3、掌握电场中的动力学问题的处理方法和思路 4、掌握电场中的能量问题问题的处理方法和思路 目标 2、3、4 同上
1.同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引,库仑力实质上就是电场力,与 重力、弹力一样,它也是一种基本力.注意力学规律的应用及受力分析. 2.明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中仅 多了一个电场力而已. (多选)(2017· 温州高二检测)如图所示,在一电场强度沿纸面方向 的匀强电场中,用一绝缘细线系一带电小球,小球的质量为 m,电荷量为 q.为 了保证当细线与竖直方向的夹角为 60° 时,小球处于平衡状态,则匀强电场的 场强大小可能为( )
课时安排 课型 复习课
课时
mgtan 60° A. q mgsin 60° C. q
mgcos 60° B. q mg D. q 1.如图所示,A、B 是两个带等量同种电荷的小球,A 固定
在竖直放置的 10 cm 长的绝缘支杆上,B 静止于光滑绝缘的倾角为 30° 的斜面上 学 生 过 互 动 程 个案补充或错 题订正 且恰与 A 等高,若 B 的质量为 30 3 g,则 B 带电荷量是多少?(取 g=10 m/s2)
构建本章知识网络
专题二
电场中的动力学问题
带电粒子在电场中受到电场力作用,还可能受到其他力的作用,如重力、 弹力、摩擦力等,在诸多力的作用下物体所受合力可能不为零,做匀变速运动 或变速运动;处理这类问题,首先对物体进行受力分析,再明确其运动状态, 最后根据其所受的合力和所处的状态,合理地选择牛顿第二定律、运动学公式、
〖2021年整理〗《静电场》章末总结优秀教案
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《静电场》章末复习教案【命题趋向】从近三年的高考分析来看,高考对静电场专题的考查频率很高,试题主要集中在电场的力的性质、电场的能的性质以及与其他知识的综合应用。
涉及电场强度、电场线、电场力、电势、电势差、等势面、电势能、平行板电容器的电容、匀强电场、电场力做功电势能的变化,还有带电粒子在电场中的加速和偏转等知识。
重点考查了基本概念的建立、基本规律的内涵与外延、基本规律的适用条件,以及对电场知识跟其他相关知识的区别与联系的理解、鉴别和综合应用。
在上述考查角度的基础上,重点加强以选择题的形式考查静电场的基本知识点,以综合题的形式考查静电场知识和其他相关知识在生产、生活中的应用。
另外高考试题命题的一个新动向,静电的防治和应用,静电场与相关化学知识综合、与相关生物知识综合、与环保等热点问题相联系,在新颖、热门的背景下考查静电场基本知识的应用。
一、教学目标1.在物理知识方面要求.加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念.2.在熟练掌握上述概念的基础上,能够分析和解决一些物理问题.3.通过复习,培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力,学习一定的研究问题的科学方法.二、重点、难点分析概念的综合性运用.三、教具投影片四、教学过程设计一引入新课1.展示生预习案本章的知识网络构建图,点评学生预习学案的优缺点2.归纳上述内容.(幻灯片展示)3课前检测:针对本章概念进行概念的是非判断⑴电场线越密的位置,电势越高⑵与零电势点电势差越大的位置,电势越高⑶电势越高的位置,电场强度越大⑷电荷沿电场线方向运动,电荷所在位置的电势越来越低⑸电场强度为零的位置,电势也一定为零⑹电势为零的位置,电场强度也一定为零⑺电荷沿电场线方向运动,所具有的电势能越来越小⑻电荷在电势越高的位置,电势能越大⑼电荷所具有的电势能越大的位置,电势越高二主要教学过程设计知识点一、电荷电荷守恒定律库仑定律带领学生回顾本章的两个基本定律:电荷守恒定律、库仑定律一、库仑定律与电荷守恒定律1.库仑定律(1)真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
静电场章末整合总结课件

2(-)
。
(2)小滑块在 AB 轨道上运动过程中,所受摩擦力为 Ff=μmg。小
滑块从 C 经 B 到 A 的过程中,重力做正功,静电力和摩擦力做负功。
设小滑块在水平轨道上运动的距离(即 A、B 两点间的距离)为 L,则
根据功能原理有 mgR-qE(R+L)-μmgL=0-0,解得
答案:(1)
述两个分运动合成得到。
设小球的运动时间为 t,则
1
2
2
竖直方向:sAB= gt2
水平方向:t=
=
2
解得 sAB=7.2×10-2 m。
答案:sAB=7.2×10-2 m
=
2
专题三
静电力做功与能量转化
1.带电的物体在电场中具有电势能,同时还可能具有动能和重
力势能等机械能,用能量观点处理问题是一种简捷的方法。
2.处理这类问题,首先要进行受力分析及各力做功情况分析,再
根据做功情况选择合适的规律列式求解。
3.常见的几种功能关系
(1)只要外力做功不为零,物体的动能就要改变(动能定理)。
(2)静电力只要做功,物体的电势能就要改变,且静电力的功等于
电势能的减少量,W 电=Ep1-Ep2。如果只有静电力做功,物体的动能和
析的基础上,运用平行四边形定则、三角形法则或建立平面直角坐标
系,应用共点力作用下物体的平衡条件去解决。
【例 1】 如图所示,在一沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝
线系一带电小球,小球的质量为 m、电荷量为 q。为了保证当丝线与
竖直方向的夹角为 θ=60°时,小球处于平衡状态,则匀强电场的电场
强度大小不可能为
式,如匀变速直线运动速度公式、位移公式等,平抛运动知识、圆周
物理一轮复习课件:65《静电场》章末总结共47页文档

(1)求匀强电场的电场强度的大小.
(2)求在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正
方向运动?
解析 (1)从A点射入的粒子,由A到A′的运动时间为T,根
据运动轨迹和对称性可得
x轴方向2l0=v0T
y轴方向2l0
21qE(T)2 2m 2
得E
2 mv
2
0
(2)设到qCl 0点距离为Δy处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方
做匀速直线运动,最后在区域Ⅱ做类平抛运动.
根据动能定理 eEL1mv2,aeE
2
m
无电场区域内L=vt
则在Ⅱ区域内有 y = 1 at2 L
2
4
位置坐标为: x2L,yLyL .
2
4
(2)假设释放位置的坐标为(x,y),根据动能定理:
eE 1 2m x2,L v v,y t11 2a2 t2 e m E 2 2 v 4 L L x 2.
平
面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为
q
的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴 射
入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ =60°角射入磁场,
最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图5所示.
不
计粒子重力,求:
(1)M、N两点间的电势差U .
图5
解析 (1)设粒子过N点时的速度为v,有v 0 =cosθ
这些位置的连线为双曲线的一部分.
(3)当两电场叠加时,电子同时参与两个分运动,离开区域Ⅱ做
匀速运动通过D处.
设释放位置坐标为 ( x, y), eEx 1 mv 2 2
L
vt1 ,
L n
静电场章末总结

静电场章末总结-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII高二物理《静电场》章末总结使用时间:2014.10.19一、电场的几个物理量的求解思路1.确定电场强度的思路(1)定义式:E=F q。
(2) 点电荷场强决定式:E=kQr2(真空中点电荷)。
(3)电场强度的叠加原理,场强的矢量和。
(4)电场强度与电势差的关系:E=Ud(限于匀强电场)。
(5)导体静电平衡时,内部场强为零即感应电荷的场强与外电场的场强等大反向E感=-E外。
(6)电场线(等势面)确定场强方向,定性确定场强。
2.确定电势的思路(1)定义式:Φ=E p q。
(2)点电荷电势决定式:rkQ =ϕ (真空中点电荷)。
(3) 电势的叠加,代数和。
(4)电势与电势差的关系:U AB =ΦA -ΦB 。
(5)电势与场源电荷的关系:越靠近正电荷,电势越高;越靠近负电荷,电势越低。
(6)电势与电场线的关系:沿电场线方向,电势逐渐降低。
(7)导体静电平衡时,整个导体为等势体,导体表面为等势面。
3.确定电势能的思路(1)与静电力做功关系:W AB =E pA -E pB ,静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加。
(2)与电势关系:E p =q Φp ,正电荷在电势越高处电势能越大,负电荷在电势越低处电势能越大。
(3)与动能关系:只有静电力做功时,电势能与动能之和为常数,动能越大,电势能越小。
4.确定电场力的功的思路(1)根据电场力的功与电势能的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,W AB =E pA -E pB 。
(2)应用公式W AB =qU AB 计算:(计算时带入正负号)。
(3)应用功的定义式求解匀强电场中电场力做的功:W =qElcos θ。
注意:此法只适用于匀强电场中求电场力的功。
(4)由动能定理求解电场力的功:W 电+W 其他=∆E k .。
即若已知动能的改变和其他力做功情况,就可由上述式子求出电场力做的功。
高中物理 第一章 静电场章末小结课件 新人教版选修31

• (1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?到达 PS界面时离D点多远?
• (2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹。
• (3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。
规范解答:带电粒子穿过界面 MN 时偏离中心线的距离, 即侧向位移:
y1=12at2=12mqUd(vL0)2=0.03m 带电粒子离开电场时的速度即穿过 PS 进入点电荷电场的 速度: vx=v0=2×106m/s;vy=at=qUL/mdv0=1.5×106m/s v= v2x+v2y=2.5×106m/s 此时的速度方向与水平方向成 θ 角 tanθ=vvxy=34
• [特别提醒]场强为零的点,电势、电势能不一定为零;电势 为零的点,场强不一定为零,电势能一定为零;电势能为零 的点,场强不一定为零,电势一定为零。
•
(甘肃天水市一中2013~2014学年高二上学
期期末)如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电
场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离,用
进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域,(设界面PS右边
点电荷的电场分布不受界面的影响),已知两界面MN、PS相
距为12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线
上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放
置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常数k=
9.0×109N·m2/C2)
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-1
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第一章
静电场
1.1.1 集合的概念
第一章 章末小结
1.1.1 集合的概念
1
知识结构
2
规律方法
4 考题探析
3 触及高考
《静电场章末总结》优秀教案

授课课目第一章静电场(章末总结)课型习题课时安排第 1 课时(共 1 课时)授课时间2021年 10 月 22 日授课教师授课班级高二教学目标知识与技能目标1.总结第一章知识点2.总结解题方法过程与方法目标1.培养学生总结归纳的方法2.培养学生在具体问题中解答问题的方法和技巧。
情感态度与价值观培养学生解答问题的良好习惯和方法教学重点具体问题的分析和应用教学难点具体问题的分析和应用教学方法讲练结合使用教具多媒体教学过程教学内容及教师活动学生活动新课导入复习:本章知识总结思考并回答讲授新课一、归纳知识体系二、相关习题1.2021·江苏淮阴高二检测最早提出用电场线描述电场的物理学家是A.牛顿 B.伽利略C.法拉第 D.阿基米德2.如图所示,静电计垫放在绝缘物上,开关S1一端与金属球A连接,另一端与金属外壳B相接.开关S2一端与金属球连接,另一端与大地相接.当S1与S2都断开时,使A球带电,看到静电计指针张开一个角度.然后合上S1后再断开,再合上S2,可看到指针张角)A.先减小,之后不变B.先减为零,之后又张开C.先减为零,之后不再张开D.先不变,之后变为零3.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子到达了B板时的速率,下列解释正确的是A.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大B.两板间距越小,加速度就越大,则获得的速率越大C.与两板间的距离无关,仅与加速电压U有关D.以上解释都不正确4.如图所示,图中K、L、M为静电场中的3个相距较近的等势面.一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨迹运动.已知φK<φL<φM,且粒子在ab段做减速运动.下列判断中正确的A1层全讲A2层讲1——12题A3层讲1——10题A4讲1——6题教学过程讲授新课A.粒子带负电B.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度C.粒子在a点与e点的速度大小相等D.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能5.如图所示,O点置一个正点电荷,在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m,带电量为q,小球落下的轨迹如图中的实线所示,它与以O点为圆心、R为半径的圆图中虚线表示相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距OC的高度为h,若小球通过B点的速度为v,则下列叙述正确的是①小球通过C点的速度大小是错误!;②小球通过C点的速度大小是错误!;③小球由A到C电场力做功是mgh-错误!mv2;④小球由A到C电场力做功是错误!mv2+mg错误!A.①③ B.①④C.②④ D.②③6.带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则一定有A.电场力与重力大小相等B.粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C.电场力所做的功一定等于重力做的功的负值D.电势能的减小一定等于重力势能的增大课堂小结1.知识点总结2.解题方法总结课后作业总结第一章静电场预习第二章恒定电流板书设计第一章静电场一、知识体系二、习题例课后反思。
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静电场章末总结高二物理《静电场》章末总结使用时间:2014.10.19一、电场的几个物理量的求解思路1.确定电场强度的思路(1)定义式:E=F q。
(2) 点电荷场强决定式:E=kQr2(真空中点电荷)。
(3)电场强度的叠加原理,场强的矢量和。
(4)电场强度与电势差的关系:E=Ud(限于匀强电场)。
(5)导体静电平衡时,内部场强为零即感应电荷的场强与外电场的场强等大反向E感=-E外。
(6)电场线(等势面)确定场强方向,定性确定场强。
2.确定电势的思路(1)定义式:Φ=E p q。
(2)点电荷电势决定式:rkQ =ϕ (真空中点电荷)。
(3) 电势的叠加,代数和。
(4)电势与电势差的关系:U AB =ΦA -ΦB 。
(5)电势与场源电荷的关系:越靠近正电荷,电势越高;越靠近负电荷,电势越低。
(6)电势与电场线的关系:沿电场线方向,电势逐渐降低。
(7)导体静电平衡时,整个导体为等势体,导体表面为等势面。
3.确定电势能的思路(1)与静电力做功关系:W AB =E pA -E pB ,静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加。
(2)与电势关系:E p =q Φp ,正电荷在电势越高处电势能越大,负电荷在电势越低处电势能越大。
(3)与动能关系:只有静电力做功时,电势能与动能之和为常数,动能越大,电势能越小。
4.确定电场力的功的思路(1)根据电场力的功与电势能的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,W AB =E pA -E pB 。
(2)应用公式W AB =qU AB 计算:(计算时带入正负号)。
(3)应用功的定义式求解匀强电场中电场力做的功:W =qElcos θ。
注意:此法只适用于匀强电场中求电场力的功。
(4)由动能定理求解电场力的功:W 电+W 其他=∆E k .。
即若已知动能的改变和其他力做功情况,就可由上述式子求出电场力做的功。
(5)看移动电荷与固定电荷(或者主要的固定电荷)的位置关系。
【例1】 电场中有a 、b 两点,已知Φa =-500 V ,Φb =1 500 V ,将带电荷量为q =-4⋅10-9C 的点电荷从a 移到b 时,电场力做了多少功?a 、b 间的电势差为多少?变式训练1如图是一匀强电场,已知场强E =2⨯102 N /C 。
现让一个电荷量q =-4⋅10-8C 的电荷沿电场方向从M 点移到N 点,MN 间的距离l =30 cm 。
试求:(1)电荷从M 点移到N 点电势能的变化;(2)M 、N 两点间的电势差。
二、电场力做功与能量转化1.带电的物体在电场中具有电势能,同时还可能具有动能和重力势能等机械能,用能量观点处理问题是一种简捷的方法。
2.处理这类问题,首先要进行受力分析及各力做功情况分析,再根据做功情况选择合适的规律列式求解。
3.常见的几种功能关系(1)只要外力做功不为零,物体的动能就要改变(动能定理)。
(2)静电力只要做功,物体的电势能就要改变,且静电力做的功等于电势能的减少量,W电=E p1-E p2。
如果只有静电力做功,物体的动能和电势能之间相互转化,总量不变(类似机械能守恒)。
(3)如果除了重力和静电力之外,无其他力做功,则物体的动能、重力势能和电势能三者之和不变。
【例2】一个带负电的质点,带电荷量为2.0⨯10-9C,在电场中将它由a移到b,除电场力之外,其他力做功6.5⨯10-5J,质点的动能增加了8.5⨯10-5J,则a、b两点间的电势差Φa-Φb= 。
变式训练2 如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。
质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0从a点进入电场,恰好从c点离开电场,离开时速度为v,不计重力,求电场强度大小。
三、处理带电粒子在电场中运动问题的两条主线带电粒子在电场中的运动,是一个综合电场力、电势能的力学问题,研究的方法与质点动力学相同,它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律,研究时,主要可以按以下两条线索展开。
(1)力和运动的关系——牛顿第二定律做好受力分析,根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律找出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况。
(2)功和能的关系——动能定理做好受力情况和运动情况的分析,根据电场力对带电粒子所做的功,引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理或全过程中能量的转化,研究带电粒子的速度变化、经过的位移等,这条线索同样也适用于非匀强电场。
【例3】如图甲所示,在平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压。
当t=0时,一个电子从靠近N板处由静止开始运动,经1.0⨯10-3s到达两板正中间的P点,那么在3.0⨯10-3s这一时刻,电子所在的位置和速度大小为:A.到达M板,速度为零B.到达P点,速度为零C.到达N板,速度为零D.到达P点,速度不为零题型一、判断电场强度、电势、电势能的大小及其变化1.如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°。
下列判断正确的是A.O点电场强度为零B.D点电场强度为零C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大D.若将点电荷一q从O移向C,电势能增大2.a、d两点各放有电荷量为+Q和+3Q的点电荷,图中四点在同一直线上,且ab=bc=cd,则:A.b点的场强大于c点的场强B.b点的场强小于c点的场强C.ab间的电势差等于cd间的电势差D.试探电荷-q在b点的电势能大于在c点的电势能3.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a与c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上。
以下判断正确的是:A.b点场强大于d点场强B.b点场强小于d点场强C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能4.如图所示,在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c 两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。
下列判断正确的是:A.b、d两点处的电势相同B.四点中c点处的电势最低C.b、d两点处的电场强度相同D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小5.如图所示,在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q,x轴上的P点位于的右侧。
下列判断正确的是:A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同C.若将一试探电荷+q从P点移至O点,电势能增大D.若将一试探电荷+q从P点移至O点,电势能减小6.在电荷量分别为+2q和-q的两个点电荷形成的电场中,电场线分布如图示。
在两点电荷连线的中垂线上有a、b两点,则以下说法正确的是:A.a点的电势等于b点的电势B.a点的电场强度大于b点的电场强度C.将负试探电荷从a点向b点移动的过程中电场力做正功D.负试探电荷在a点具有的电势能比在b点具有的电势能小7.如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q (q>O)的固定点电荷。
已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)A.k B.k C.k D.k8.如图所示,真空中M、N处放置两等量异号电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,d点和e点位于等势线a上,f点位于等势线c上,df平行于MN.已知:一带正电的试探电荷从d点移动到f点时,试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是:A.M点处放置的是正电荷B.d点的电势高于f点的电势C.d点的场强与f点的场强完全相同D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点,电场力先做正功、后做负功题型二、粒子在电场中的轨迹问题1.如图的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M 点,再经过N点,可以判定:A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力2.如图,虚线a、b和c是静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb、和φc,φa﹥φb﹥φc。
一带电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知:A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功C.粒子从K到L的过程中,静电势能增加D.粒子从L到M的过程中,动能减少3.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示。
则:A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增加C.a的加速度将减小,b的加速度将增加D.两个粒子的电势能一个增加一个减小4.如图所示,一正点电荷在电场中受电场力作用沿一圆周的圆弧ab运动,已知该点电荷的电荷量为q、质量为m(重力不计),ab弧长为s,电荷经过a、b两点时速度大小均为v0,则下列说法中不.正确..的是:A.a、b两点的场强方向相同B.a、b两点的场强大小相等C.a、b两点的电势相等D.电荷在a、b两点的电势能相等5.一带电粒子沿着右图中曲线JK穿过一匀强电场,a、b、c、d为该电场的电势面,其中φa<φb<φc<φd,若不计粒子受的重力,可以确定:A.该粒子带正电B.该粒子带负电C.从J到K粒子的电势能增加D.粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变6.如图所示,某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹如图中实线所示,图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法正确的判断是:A.如果图中虚线是电场线,电子在a点动能较小B.如果图中虚线是等势面,电子在b点动能较小C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的场强都大于b点的场强D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势7.如图所示,虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面,已知a、b两点在同一等势面上,c、d两点在另一个等势面上.甲、乙两个带电粒子以相同的速率,沿不同的方向从同一点a射入电场,在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动。
则下列说法正确的是:A.两粒子所带的电荷符号不同B.甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点的速度C.两个粒子的电势能都是先减小后增大D.经过b点时,两粒子的动能一定相等8.如图所示,一带电小球固定在光滑水平绝缘的无限大支撑面上的O点,虚线a、b、c、d是它的四条等距离的等势线。