高中物理 电场力做正功,电势能减小
高二物理科目下册期中知识点
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高中物理静电场知识点总结及题型分析
xx 电场一、静电场公式汇总1、公式计算中的q、©的要求电场中矢量(电场力F、电场E)的运算:q代绝对值电场中标量(功W电势能Ep、电势差UAB电势©)的运算:q、© xx、负2、公式:(1) 点电荷间的作用力:F=kQ1Q2/r2(2) 电荷共线平衡:( 3)电势© A:© A= EpA /q (© A电势二EpA电势能/ q检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)( 4)电势能EpA:EpA=© A q( 5)电场力做的功WABW=F d =F S COSB =EqdWA R EpA- EpBWA B UAB q (电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关)(6)电势差UAB:UAB=© A—© B (电场中,两点电势之差叫电势差)UAB= WAB / q (WA电场力的功)U= E d (E数值等于沿场强方向单位距离的电势差)(7)电场强度EE=F/q (任何电场);(点电荷电场);(匀强电场)(8)电场力:F=E q (9)电容:(10)平行板电容器:3、能量守恒定律公式(1)、动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.公式:F合t = mv2 —mv1 (解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律:相互作用的物体系统, 如果不受外力, 或它们所受的外力之和为零, 它们的总动量保持不变. (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1 '+ m2 v2'2)能量守恒(1)动能定理:(动能变化量=1/2 mv22-1/2 mv12)F合s对地c°s 1 2 2一mv mv 2 t oW( W2 L 1 2 2 -mv mv2 t o(2)能量守恒定律:系统(动能+重力势能+电势能)4、力与运动(动力学公式)xx第二定律:(1)匀速直线运动:受力运动(2)匀变速直线运动:受力(缺)运动⑴(s)(vt)(a)(3)类平抛运动:仅受电场力;;复合场速度位移水平方向竖直方向偏移量速度偏向角的正切:若加速电场:电场力做功,,则(y、与m q无关)示波管的灵敏度:y/U2二L2/4dU1圆周运动:绳子、单轨恰好通过最高点:;;杆、双轨最高点:如图所示,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场.若加速电压为U l、偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下),可选用的方法有」--------------------------------------------------------- =J-A .使U i减小为原来的1/2 ;B .使U2增大为原来的2倍;C .使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍;D .使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2考点名称:带电粒子在电场中的加速(一)、带电粒子在电场中的直线运动(1)如不计重1力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时2的要求有:①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》一直是高二学生学习难点,我们要掌握好这一节的知识点。
下面是本人给大家带来的高中物理电势能和电势知识点,希望对你有帮助。
高中物理电势能和电势知识点一、电势差:电势差等于电场中两点电势的差值。
电场中某点的电势,就是该点相对于零势点的电势差。
(1)计算式(2)单位:伏特(V)(3)电势差是标量。
其正负表示大小。
二、电场力的功电场力做功的特点:电场力做功与重力做功一样,只与始末位置有关,与路径无关。
1. 电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意:系统性、相对性2. 电势能的变化与电场力做功的关系(1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小。
(3)电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大。
(4)电场力做多少功,电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的,与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
)(6)电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性。
(7)电势能是标量。
3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
三、电势电势:置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。
是描述电场的能的性质的物理量。
其大小与试探电荷的正负及电量q均无关,只与电场中该点在电场中的位置有关,故其可衡量电场的性质。
单位:伏特(V)标量1. 电势的相对性:某点电势的大小是相对于零点电势而言的。
零电势的选择是任意的,一般选地面和无穷远为零势能面。
2. 电势的固有性:电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的,与放不放电荷及放什么电荷无关。
3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)4. 计算时EP,q, 都带正负号。
高中物理基础知识及例题(学案) 等势面及其应用
第2课时等势面及其应用[学习目标] 1.知道什么是等势面,掌握等势面的特点.2.知道典型电场的等势面特点.3.会根据电场线和等势面的规律分析带电粒子的运动轨迹问题.等势面1.定义:电场中________的各点构成的面.2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时电场力________(选填“做功”或“不做功”).(2)等势面一定跟电场线________,即跟场强的方向________.(3)电场线总是由________的等势面指向______的等势面.判断下列说法的正误.(1)电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以电场力不做功.()(2)等势面上各点的场强相等.()(3)点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.()(4)匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面.()一、等势面导学探究(1)类比地图上的等高线,简述什么是等势面.(2)当电荷从同一等势面上的A点移到B点时,电荷的电势能是否变化?电场力做功情况如何?知识深化1.等势面的特点及应用(1)在等势面上移动电荷时电场力不做功,电荷的电势能不变.(2)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面,由此可以绘制电场线,从而可以确定电场的大体分布.(3)等差等势面密的地方,电场强度较强;等差等势面疏的地方,电场强度较弱,由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小.(4)任意两个等势面都不相交.2.几种常见电场的等势面(如图所示)(1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.(2)等量异种点电荷的等势面:点电荷的连线上,从正电荷到负电荷电势越来越低,两点电荷连线的中垂线是一条等势线.(3)等量同种点电荷的等势面①等量正点电荷连线的中点电势最低,两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越低.②等量负点电荷连线的中点电势最高,两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧,电势越来越高.(4)匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.例1(多选)(2022·普宁市教育局教研室高二期末)某电场的等势面如图所示,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,则()A.一正电荷从b点运动到e点,电场力做正功B.一电子从a点运动到d点,电场力做正功C.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右D.a、b、c、d四个点中,b点的电场强度大小最大例2空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P为正电荷.P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,相邻等势面间电势差相等,a、b、c、d为电场中的4个点.下列说法正确的是()A.P、Q两点处的电荷带同种电荷B.a点电场强度大于b点电场强度C.a点电势高于b点电势D.在c点由静止释放一个带电粒子,不计重力,粒子将沿等势面cd运动二、电场线、等势面和运动轨迹例3(多选)(2021·南山区期末)某电场线分布如图所示,一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线所示轨迹运动,先后通过M点和N点,下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在M、N点的加速度a M>a NC.粒子在M、N点的电势能E p M<E p ND.粒子在M、N点的速度v M<v N1.速度方向沿运动轨迹的切线方向,所受电场力的方向沿电场线的切线方向或反方向,所受合外力的方向指向曲线凹侧.2.电势能大小的判断方法(1)电场力做功:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加.(2)利用公式法:由E p=qφ知正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.针对训练1在点电荷Q形成的电场中,一个α粒子(42He)通过时的轨迹如图中实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断正确的是()A.Q可能为正电荷,也可能为负电荷B.运动中粒子总是克服电场力做功C.α粒子经过两等势面的动能E k a>E k bD.α粒子在两等势面上的电势能E p a>E p b例4(2022·信宜市第二中学高二开学考试)如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,据此可知()A.三个等势面中,c的电势最低B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b针对训练2(2022·广州市高二期末)如图所示,虚线a、b、c代表电场中一簇等势线,相邻等势线之间的电势差相等,实线为一带电质点(重力不计)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知()A.a、b、c三条等势线中,c的电势最高B.电场中Q点处的电场强度大小比P点处大C.该带电质点在P点处受到的电场力比在Q点处大D.该带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大第2课时等势面及其应用探究重点提升素养一、导学探究(1)电场中电势相等的各点构成的面(2)不发生变化电场力不做功例1BD[φb=φe,所以正电荷从b到e,电场力不做功,A错;由a到d电场强度方向向左,电子所受电场力向右,电场力做正功,B对;沿电场线方向电势逐渐降低,则b点处场强方向向左,C错;由于电场线与等势面处处垂直,则可画出电场线分布如图所示由上图可看出,b点电场线最密集,则b点处的场强最大,D正确.]例2C[根据题图可知该电场是等量异种电荷的电场,故A错误;等差等势线越密的地方电场线越密,电场线越密的地方电场强度越大,由图可知a点电场强度小于b点电场强度,故B错误;a点的电势较高,高于b点的电势,故C正确;在c点由静止释放一个带电粒子,c处电场线水平向右,粒子所受合力方向不沿着cd方向,所以粒子不沿着等势面cd运动.故D错误.]二、例3AD[因为粒子做曲线运动时所受的合力指向曲线的凹侧,所以分析该粒子的运动轨迹可知,粒子所受到的电场力的方向大概与电场线的方向相同,所以该粒子带正电,故A正确;从电场线的疏密程度可以看出,N处的电场强度大于M处的电场强度,所以粒子在N处受到的电场力大于在M处受到的电场力,由牛顿第二定律可得,粒子在两点的加速度关系为a N>a M,故B错误;粒子从M运动到N时,由图可知,粒子的受力方向与速度方向之间的夹角小于90°,所以电场力对粒子做正功,粒子的速度增大,即v N>v M,电势能减小,故C 错误,D正确.]针对训练1C[根据轨迹可以知道,粒子受到的力为斥力,所以Q带正电,A错误.因为Q带正电,α粒子从b到a电场力做正功,B错误.因为α粒子从b到a电场力做正功,动能增大,电势能减小,所以E k a>E k b,E p a<E p b,C正确,D错误.]例4D[质点所受电场力方向指向轨迹凹侧,应垂直于等势面向下,又因为质点带负电,所以电场强度方向垂直于等势面向上,根据沿电场线方向电势降低可知三个等势面中,c的电势最高,故A错误;根据前面分析可推知P点电势低于Q点电势,所以带负电质点在P 点的电势能比在Q点的大,故B错误;根据能量守恒定律可知带电质点在P、Q两点的动能与电势能之和相等,故C错误;电场强度方向垂直于等势面,则带电质点在R点所受电场力方向垂直于等势面b,所以加速度方向垂直于等势面b,故D正确.]针对训练2C[根据轨迹的弯曲方向可知,质点所受的电场力方向大致向左上,由于质点的电性未知,则不能确定场强的方向,从而不能确定等势面的电势高低,故A错误;P点的等势面较Q点密集,则P点的电场线比Q点的电场线密,则P点场强较大,该带电质点在P 点处受到的电场力比在Q点处大,故B错误,C正确;根据轨迹的弯曲方向结合电场线与等势面垂直,假设质点从Q向P运动,电场力方向与运动方向夹角小于90°,电场力做正功,电势能减小,即带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小,故D错误.]。
高二物理电势和电势差
重力做功的特点: A
质量为m的物体在重力的作用
下,从A移动到B,重力所做 hA 的功:
W=mghA-mghB
B hB
只与始末位置有关,与经过的路径无关。
【理论探究】电场力做功的特点
——只与始末位置有关,与经过的路径无关。 所以,电场力是保守力,有对应的势能——电势能EP 结论:电场力作正功,电-8C的点电荷,在电场中A、B 两点之间移动的过程中,电场力做功8×10-6J,如果在A点 处该电荷具有1.4×10 -5J的电势能,则它在B点处的电势能 为多少?这两点间的电势差为多少?
【答案】 EPB=6×10-6J UAB=-400V
第四节 电势和电势差
A
B
【结论】 1.电场力作功、电势能与移动的电荷和电场都有关; 2.电势只与电场有关,与移动的电荷无关。 3.沿电场线方向,电势逐渐降低。
第四节 电势和电势差
【例题】在-Q电荷的电场中的B点放一电量为q的正电荷, 若它从B移动到A,则电场力作正功还是负功?并比较A、B 两点的电势能,电势的关系。
【例题】在-Q电荷的电场中的B点放一电量为q的负电荷, 若它从B移动到A,则电场力作正功还是负功?并比较A、B 两点的电势能,电势的关系。
【答案】 A 10V C 5V
A
BC
E
第四节 电势和电势差
【例题】在+Q电荷的电场中的A点放一电量为q 的正电荷, 若它从A移动到B,则电场力作正功还是负功?并比较A、B 两点的电势能,电势的关系。
【例题】在+Q电荷的电场中的A点放一电量为q 的负电荷, 若它从A移动到B,则电场力作正功还是负功?并比较A、B 两点的电势能,电势的关系。
二.电势
电势差即电势之差。即
电势差电势电场力做功与电势能改变的关系
电势差、电势、电场力做功与电势能改变的关系学习重点:1、电势、电势差的概念2、等势面的特点知识要点:(一)电势差1、电场力做功的特点:在电场中将电荷q从A点移动到B点,电场力做功与路径无关,只与A、B两点的位置有关。
2、电势差的定义:无论沿什么路径将电荷q从A点移动到B点,W AB/q都相同,即W AB/q只跟电场中A、B两点的位置有关,我们把这一比值叫电势差。
3、公式:(1)U AB→A、B两点间的电势差(2)W AB→把电荷q从A点移动到B电场力所做的功(3)单位:伏特(1V=1J/C)(4)电势差是标量4、电场力做功和电势差之间的关系(1)在电场中两点间移动电荷所做功的大小和电荷所带电荷量及两点间电势差有关;(2)不论是恒力还是变力,电场力所做的功都可以使用W=qU进行计算;(3)电势差在数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功;(4)电场中两点间的电势差可以是正值,也可以是负值;(5)有时只关心两点间电势差的大小,不区分U AB和U BA,这时电势差取正值,都写成U,电势差也叫电压。
5、运用或W AB=qU AB求解问题时,连同正负号一起代入。
(二)电势1、零电势点:在电场中选定某点为电势的参考点,该点即为零电势点。
2、电势:电场中某点的电势,等于将单位正电荷(+1C)从该点移动到零电势点时电场力所做的功,通常用φ表示。
3、单位:伏特(V)4、电势差与两点间电势的关系:U AB=φA-φB5、电场中某点的电势与零电势点的选择有关;6、电场中两点间的电势差和零电势点的选择无关;7、沿电场线方向移动单位正电荷时,电场力做正功,即W AB>0,则,所以U AB=φA-φB>0,即φA>φB。
即:沿电场线方向,电势越来越低。
8、通常选取无穷远或大地为零电势点,即φ∞=0或φ地=0。
(三)电势能1、电荷在电场中具有电势能。
2、电场力对电荷做正功,电势能减少;电场力对电荷做负功,电势能增加。
高中物理人教版必修三第十三章 磁场 磁感线 作业(含答案)
13.1 磁场磁感线Ⅰ. 基础达标1.关于磁场,下列说法正确的是()A.磁场是一种为研究物理问题而假想的物质B.所有磁场都是电流产生的C.磁场只有强弱没有方向D.地球是一个磁体【答案】D【详解】A.磁场看不见,摸不着,但却真实存在,故A错误;B.磁体也能产生磁场,故B错误;C.磁场不仅有强弱,而且也有方向,故C错误;D.地球周围存在地磁场,故地球是一个磁体,故D正确。
故选D。
2.(多选)关于磁感线,下列说法中正确的是()A.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱B.磁感线是磁场中实际存在的线C.两条磁感线不可能相交D.磁感线总是不闭合的【答案】AC【详解】A.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,故A正确;B.磁感线是磁场中不存在的线,是假设出来描述磁场的,故B错误;C.如果两条磁感线相交,那么交点的磁场就有两个方向,不符合实际,所以两条磁感线不可能相交,故C正确;D.磁感线总是闭合的,故D错误。
故选AC。
3.磁场中某区域的磁感线如图所示,则()A.a处磁场比b处磁场强B.b处磁场和a处磁场强度一样C.小磁针N极在a处受力比b处受力大D.小磁针N极在a处受力比b处受力小【答案】D【详解】AB.根据磁感线越密的地方,磁感应强度越大,所以a处的磁感应强度小于b处的磁感应强度,故A B错误;CD.小磁针在磁感应强度大的地方受到的力大,所以小磁针N极在a处受力比b处受力小,故C 错误,D正确。
故选D。
4.关于电场线和磁感线,下列说法正确的是()A.运动的带电粒子在电场、磁场中的受力方向均和场线在一直线上B.带电粒子顺着电场线的方向运动,其电势能一定减小C.带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中,其速度大小不会改变D.电场线和磁感线均不相交且均为不封闭曲线【答案】C【详解】A.运动的带电粒子在电场中的受力方向和电场线的切线方向一致,运动的带电粒子在磁场中的受力方向和磁感线的方向垂直,A错误;B.带电粒子顺着电场线的方向运动,电场力做正功电势能减小,电场力做负功电势能增加,B错误;C.带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中,其速度大小不会改变,C正确;D.电场线为不封闭的曲线,磁感线为封闭曲线,D错误。
“等效重力场”模型(解析版)--2024届新课标高中物理模型与方法
2024版新课标高中物理模型与方法“等效重力场”模型目录一.“等效重力场”模型解法综述二.“等效重力场”中的直线运动模型三.“等效重力场”中的抛体类运动模型四.“等效重力场”中的单摆类模型五.“等效重力场”中的圆周运动类模型一.“等效重力场”模型解法综述将一个过程或事物变换成另一个规律相同的过程和或事物进行分析和研究就是等效法.中学物理中常见的等效变换有组合等效法(如几个串、并联电阻器的总电阻);叠加等效法(如矢量的合成与分解);整体等效法(如将平抛运动等效为一个匀速直线运动和一个自由落体运动);过程等效法(如将热传递改变物体的内能等效为做功改变物体的内能)“等效重力场”建立方法--概念的全面类比为了方便后续处理方法的迁移,必须首先搞清“等效重力场”中的部分概念与复合之前的相关概念之间关系.具体对应如下:等效重力场重力场、电场叠加而成的复合场等效重力重力、电场力的合力等效重力加速度等效重力与物体质量的比值等效“最低点”物体自由时能处于稳定平衡状态的位置等效“最高点”物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置等效重力势能等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积二.“等效重力场”中的直线运动模型【运动模型】如图所示,在离坡底为L的山坡上的C点树直固定一根直杆,杆高也是L.杆上端A到坡底B之间有一光滑细绳,一个带电量为q、质量为m的物体穿心于绳上,整个系统处在水平向右的匀强电场中,已知细线与竖直方向的夹角θ=30º.若物体从A点由静止开始沿绳无摩擦的滑下,设细绳始终没有发生形变,求物体在细绳上滑行的时间.(g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)因细绳始终没有发生形变,故知在垂直绳的方向上没有压力存在,即带电小球受到的重力和电场力的合力方向沿绳的方向.建立“等效重力场”如图所示“等效重力场”的“等效重力加速度”,方向:与竖直方向的夹角30°,大小:g =gcos30°带电小球沿绳做初速度为零,加速度为g 的匀加速运动S AB=2L cos30° ①S AB=12g t2 ②由①②两式解得t=3L g“等效重力场”的直线运动的几种常见情况匀速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动1如图所示,相距为d的平行板A和B之间有电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场.电场中C点距B板的距离为0.3d,D点距A板的距离为0.2d,有一个质量为m的带电微粒沿图中虚线所示的直线从C点运动至D点,若重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.该微粒在D点时的电势能比在C点时的大B.该微粒做匀变速直线运动C.在此过程中电场力对微粒做的功为0.5mgdD.该微粒带正电,所带电荷量大小为q=mg E【答案】 C【解析】 由题知,微粒沿直线运动,可知重力和电场力二力平衡,微粒做匀速直线运动,微粒带负电,B、D 错误;微粒从C点运动至D点,电场力做正功,电势能减小,A错误;此过程中电场力对微粒做的功为W= Fx=mg(d-0.3d-0.2d)=0.5mgd,C正确.2(2023·全国·高三专题练习)AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定,竖直截面如图所示。
电场力做正功动能如何变化
电场力做正功动能如何变化因为能量守恒定律,电场力做正功,正电荷由高电势到低电势做正功电势能减小,相应的负电荷由低电势到高电势,电势能也减小所以电势能是减小的。
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。
能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。
电场力方向怎么判断电场力的方向可以通过以下两种方法进行判断:电场线的方向:电场线是描述电场的图形表示方法,其方向始终与电场力的方向相同。
电场线从正电荷出发指向负电荷,或者从高电势区指向低电势区。
因此,如果需要确定某一点的电场力方向,可以画出该点周围的电场线,根据电场线的方向即可确定该点的电场力方向。
测试电荷的运动方向:如果在某一点放置一个测试电荷,根据库仑定律可以计算出测试电荷所受的电场力大小和方向。
根据测试电荷的运动方向,即可确定电场力的方向。
需要注意的是,电场力方向的判断是与电荷的正负有关的,正电荷所受的电场力方向与负电荷所受的电场力方向相反。
此外,在计算电场力方向时,需要考虑电场线的形状和测试电荷所受的其他力的影响,以获得更准确的结果。
电场力方向相关知识1、电场力的产生:电场是由带电物体产生的。
当一个带电物体放置在另一个带电物体附近时,两个物体之间会相互作用。
带电物体上电荷的分布是不均匀的,电荷密度的区域会产生电场,使得其他带电物体受到力的作用。
这个力就是电场力。
2、电场力的方向:在电场中,正电荷受到的电场力方向与电场线方向相同,而负电荷则受到与电场线方向相反的电场力。
因此,要确定电场力的方向,需要先确定电场线的方向。
3、电场力方向的确定:根据正电荷受到的电场力方向与电场线方向相同,而负电荷受到的电场力方向与电场线方向相反的规律,根据点电荷的类型,确定其周围的电场线方向;根据正电荷受到的电场力方向与电场线方向相同,负电荷受到的电场力方向与电场线方向相反的规律。
高中物理压轴题05 带电粒子在电场中运动(解析版)
压轴题05带电粒子在电场中的运动1.本专题是电场的典型题型,包括应用静电力的知识解决实际问题。
高考中既可以在选择题中命题,更会在计算题中命题。
2024年高考对于电场的考查仍然是热点。
2.通过本专题的复习,不仅利于完善学生的知识体系,也有利于培养学生的物理核心素养。
3.用到的相关知识有:电场力的性质、电场力能性质、带电粒子在电场中的平衡、加速、偏转等。
近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在,重点考查类型静电场的性质,电容器的动态分析,电场中的图像问题,带电粒子在电场中的运动问题,力电综合问题等。
考向一:静电场力的性质1.库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.(2)表达式:F=k q1q2r2,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫做静电力常量.(3)适用条件:真空中的点电荷.①在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式;②当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷.(4)库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(5)应用库仑定律的四条提醒a.在用库仑定律公式进行计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电量的绝对值计算库仑力的大小.b.两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反.c.库仑力存在极大值,由公式F=k q1q2r2可以看出,在两带电体的间距及电量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大.d.对于两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.2.电场强度的三个公式的比较电场强度――――→点电荷电场E =k Q r 2―――→任何电场E =F q ―――→匀强电场E =U d ――→叠加平行四边形定则3.电场强度的计算与叠加在一般情况下可由上述三个公式计算电场强度,但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时,上述公式无法直接应用。
第10章静电场中的能量(单元知识清单)高二物理(人教版2019)
第10章必备知识清单§1电势能和电势1、在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。
计算式:W电=qEd,其中d为带电体在沿电场方向的位移。
2、电势能(符号E P):电荷在电场中具有的势能,是标量3、静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即W AB=−∆E p=−(E pB−E pA)=E pA−E pB。
●当W AB>0,则E pA>E pB,表明电场力做正功,电势能减小;●当W AB<0,则E pA<E pB,表明电场力做负功,电势能增加。
4、电势能是相对的,具体数值与零势能面的选取有关。
通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0,或把电荷在大地表面的电势能规定为0。
5、电势能具有系统性,为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。
●电荷在某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。
●选择不同的零势能面,对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。
6、电势(符号 φ):电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。
●定义式:φ=E pq●单位:伏特(V),1V=1J/C。
●电势是标量,有正负,负电势表示该处的电势比零电势低。
7、电势具有相对性,确定某点的电势,应先规定电场中某处电势为零,通常取大地或无穷远处的电势为零。
8、沿电场线方向,电势降低最快。
判断电势高低的基本方法:①沿电场线方向,电势越来越低。
②正电荷在电势能大的地方电势高,负电荷相反。
③静电力对正电荷做正功,则电势降低。
④离带正电的场源电荷越近的点,电势越高。
9、在等量异种点电荷的电场中,①沿点电荷的连线由正电荷到负电荷,电势逐渐降低。
②两点电荷连线中垂线上,电势均相等(若取无穷远处电势为0,则中垂线上电势处处为0)。
10、在等量同种正点电荷的电场中,①两电荷连线上,由正电荷到连线中点O电势逐渐降低,且关于O点对称。
②两电荷连线中垂线上,由中点O向两侧电势到无限远电势逐渐降低,且关于O点对称。
高二物理电场试题答案及解析
高二物理电场试题答案及解析1.在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷,在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径abcd,如图所示,现将一电子沿abcd移动一周,则下列判断正确的是A.由a→b电场力做正功,电子的电势能减小B.由b→c电场力对电子先做负功,后做正功,总功为零C.由c→d电子的电势能一直增大D.由d→a电子的电势能先减小后增大,电势能总的增加量为零【答案】BD【解析】根据电势高低,分析电场力对电子做功的正负.电场力做正功时,电势能减小;相反,电势能增加.根据等势线的分布情况可知,电子靠近正电荷时,电势升高;反之,电势降低.A、由a→b,电势降低,电场力做负功,电子的电势能增加.故A错误.B、如图,画出过b、c的等势线,则知由b→c,电势先降低再升高,则电场对电子先做负功,后做正功.根据对称性可知,b、c两点的电势相等,电场力做的总功为零.故B正确.C、由c→d,电势升高,电场力做正功,电子的电势能减小.故C错误.D、由d→a,电势先升高后降低,电场对电子先做负功,后做正功,电子的电势能先减小后增加,电势能总增加量为零.d、a两点的电势相等,电场力做的总功为零.故D正确.故选BD【考点】等量异种电荷等势面的分布和电场线2.下列说法正确的是()A.只有电荷发生相互作用时才存在电场B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特性是对处在它里面的电荷有力的作用D.电场和电场线都是人为设想出来的,其实并不存在【答案】BC【解析】电荷的周围存在电场,A错误;电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西,B正确,D错误;电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场最基本的特性是对处在它里面的电荷有力的作用,C正确;【考点】本题考查电场。
3.下列说法中正确的是()A.检验电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度不一定为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C.表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D.表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值【答案】C【解析】检验电荷在电场中不受电场力,则该处场强一定为零,故选项A错误;一小段通电导线在磁场中不受磁场力作用,可能与磁场方向平行,但此处磁感应强度不一定为零,故选项B错误;由电场强度的定义可知选项C正确;定义磁感应强度时要求通电导线与磁感应强度方向垂直,此时才有,故选项D错误.【考点】本题考查学生对电场和磁场基本性质的理解.4.关于电场,下列说法中不正确的是:()A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处于其中的电荷有力的作用D.电场是人们假想出来的,实际并不存在【答案】D【解析】带电体周围存在电场,它是一种特殊物质,并不是由分子、原子等基本粒子组成,但却是真实存在的,我们可以通过其表现出的效应诸如力、能量来认识和研究它,所以A、B正确,D错误;电荷间不接触就可以产生力的作用,就是通过电场而产生的,其基本性质就是对于放入其中的电荷有力的作用,所以C正确;题目要求选择不正确的,故本题选D。
电场力做正功电势能增加还是减少
电场力做正功电势能增加还是减少
电场力做正功,那么电势能一定减小。
如果做负功则电势能增大。
其实可以把电势能理解为重力势能,电场力理解为重力。
这样就能把抽象的物理知识变得简单易懂了。
这两个知识点很相似。
电势能,电场力,功的关系与重力势能,重力,功的关系很相似。
E=mgh,重力势能如果要增大,那么重力一定做负功。
因为能量永远守恒,只是从一个能量转换成另一种能量。
电势能的概念其实就是电场力做功的能力,只要是势能,那么都是这么理解的。
电场力和势能是相互转换的,一个增加,那么另一个就会减少。
在电场中做正功的过程里,电势能的能量转化成了其他的能量,因而电势能减小。
在高中判断电场力做功的方法有三种,掌握了这三种方法,那么这个知识点就拿下了。
第一种是看电场力与带电粒子的位移方向夹角,就和判断物体做正功还是做负功一样,小于九十度就是正功,反之则是负功。
第二种就是从速度的角度来看。
如果粒子速度减小就是做负功,反之是正功。
第三种就是从能量转化的角度来看。
能量一定守恒,电势能增加了,那么电场力一定做负功,反之为正功。
电场力做功这个知识点是一个很抽象的概念,很多同学并不习惯把它和重力一类的知识点联想在一起。
但要是放在一起的话就会很简单,其实就是换个名次把重力一类的知识点重新复习了一遍而已。
高中物理专题41 电场中的两类问题
课堂练习
【题1】如图所示,在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点,且 DE=EF。K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面。一不计重力的 带负电粒子,从a点射入电场,运动轨迹如图中实线所示,以|Wab| 表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值,以|Wbc|表示该粒子从b
点到c点电场力做功的数值,则( C )
PART 02
带电体在等效场中 的运动问题
知识点02 带电体在等效场中的运动问题
1.模型概述 各种性质的场与实物(分子和原子的构成物质)的根本 区别之一是场具有叠加性,即几个场可以同时占据同一 空间,从而形成复合场。对于复合场中的力学问题,可 以根据力的独立作用原理分别研究每种场力对物体的作 用效果,也可以同时研究几种场力共同作用的效果,将 复合场等效为一个简单场,然后与重力场中的力学问题 进行类比,利用力学的规律和方法进行分析与解答。
【题6】在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连 接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平 面平行。劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光 滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面。水平面处于场强E =5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中。已知A、B的质量分别为mA =0.1 kg和 mB=0.2 kg,B所带电荷量q=+4×10-6 C。设两物体均视为质点,不计滑轮质量和 摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,物体B的带电量不变。取g=10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37° =0.8。 (1)求B所受静摩擦力的大小; (2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度 a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动。A从M到N的过程中, B的电势能增加了ΔEp=0.06 J。已知DN沿竖直方向, B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。求A到达N点时拉力F的瞬时功率。
高中物理《静电场》知识点总结
高中物理《静电场》知识点总结高中物理《静电场》知识点总结物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
下面是店铺收集整理的高中物理《静电场》知识点总结,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
一、电场基本规律1、电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。
(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。
2、库伦定律:(1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:k=9.0×109N·m2/C2——静电力常量(3)适用条件:真空中静止的点电荷。
二、电场力的性质——电场强度1、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度E:(1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q 的比值,就叫做该点的电场强度。
(2)定义式:E与F、q无关,只由电场本身决定。
(3)电场强度是矢量:大小:在数值上为单位电荷受到的电场力。
方向:规定正电荷受力方向,负电荷受力与E的方向相反。
(4)单位:N/C,V/m 1N/C=1V/m(5)其他的电场强度公式1点电荷的场强公式:——Q场源电荷2匀强电场场强公式:——d沿电场方向两点间距离(6)场强的叠加:遵循平行四边形法则3、电场线:(1)意义:形象直观描述电场强弱和方向的理想模型,实际上是不存在的(2)电场线的特点:1、电场线起于正电荷(无穷远),止于(无穷远)负电荷2、不封闭,不相交,不相切。
高考物理 第七章 静电场 7-2-1 判断电场力做功、电势和电势能课件.ppt
B
注意:过a、b两点的电场线附近 的其它电场线的分布情况是怎 样的? 电荷在电场中由a运动到b的过 程中受力情况如何?
判断电场力做功、电势和电势能
01 课堂互动 02 题组剖析 03 规律总结 04 备选训练
课堂互动
1.判断电场力做功的正负
(1)根据电场力与速度夹角:夹角是锐角,电场力 做正功。夹角是钝角,电场力做负功。
(2)根据WAB=qUAB:由q和UAB的正负,判断WAB 的正负。
பைடு நூலகம்
课堂互动
2.判断电势能的变化
是( ).
势高于B点的电势,B正确;带负电的粒
A.A点的场强小于B点的场强
子受到向左的力,由A到B电场力做负功,
B.A点的电势高于B点的电势
动能减小,速度减小,粒子在A点的速度
C.粒子在A点的速度小于在B点的速度
大于在B点的速度,粒子在A点的电势能
D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
小于在B点的电势能,C、D错误. 答案
2.(多选)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所 形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。a、b 为电场中的两点,则( )
A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.检验电荷-q在a点的电势能- 比在b点的大 D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功
转到解析
题组剖析
4.(多选)电场中的a、b、c三点在同一直线上,如图所
示,其中c为ab的中点。已知a、b两点的电势分别为φa
和Aφ.b该,电场且在φc b点>处φ的a电>势0一,定为则φa+下φb 列叙述正确的是(
)
2
B.正电荷从 b 点运动到 a 点,电势能一定减少 C.正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 c 点,动能可能增 加 D.正电荷从 b 点运动到 c 点,电场力一定做正功
高中物理电场习题含解析
一、单选题1.如图,已知某匀强电场方向平行于正大边形ABCDEF所在平面。
已知A、B、C、D点的电势分别为4V、3V、1V、0V。
现有一电荷量大小为2e的带电粒子(不计重力)从A点以初动能6eV沿AC方向射入电场,恰好经过AB的中点G。
下列说法中正确的是()A. 该粒子一定带正电B. 该匀强电场的场强方向是从A沿直线指向DC. 该粒子达到G点时的动能为1eVD. 若只改变该粒子在A点时的初速度方向,该粒子可能经过C点2.如图所示,直角梯形所在的平面内存在匀强电场,其中,,。
在点有一粒子源,可以沿平面向各个方向发射动能为6 eV的质子,质子经过点、点时的动能分别为12 eV和10 eV,不考虑质子间的相互作用。
该匀强电场的电场强度大小为()A. 50 V/mB. 75 V/mC. 100 V/mD. 200 V/m3.如图所示,水平放置的两平行金属板间存在匀强电场,电场沿竖直方向。
两个比荷不同、电性相同的带电粒子和,先后从两平行金属板间的点以相同的水平速度射入。
测得和与下极板的撞击点到点之间的水平距离之比为。
不计粒子重力,则和的比荷之比是()A. B. C. D.4.如图所示,两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个粒子从两板正中央垂直电场、磁场入射,它在金属板间运动轨迹如图中曲线所示,则在粒子通过金属板间区域过程中()A. 粒子的电势能增大B. 粒子的动能增大C. 电场力对粒子做负功D. 磁场力对粒子做负功5.生活科技上处处存在静电现象,有些是静电的应用,有些是要防止静电,下列关于静电的说法错误的是()A. 在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维,是防止静电危害B. 静电复印机应用了静电吸附原理C. 印染厂应该保持空气干燥,避免静电积累带来的潜在危害D. 在超高压带电作业中,电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝,这样做能起到静电屏蔽的作用6.某电场的电场线分布如图所示,电场中a,b两点的电场强度大小分别为E a和E b,电势分别为φa和φb,则()A. E a>E b,φa>φbB. E a>E b,φa<φbC. E a<E b,φa>φbD. E a<E b,φa<φb7.两个大小材质完全相同的金属小球a、b,带电量分别为+3q和-q,距离为r时库仑力为.两小球接触后分开,距离为2r时库仑力为(r比半径大得多),则两力之比为()A. 1:12B. 12:1C. 3:4D. 4:38.如图所示,在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线,O是两点电荷连线与直线MN的交点.a、b是两点电荷连线上关于O的对称点,c、d是直线MN上的两个点.下列说法中正确的是( )A. a点的场强大于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小B. a点的场强小于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大C. a点的场强等于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小D. a点的场强等于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大9.如图所示,一水平面内有一半径为R=2cm的圆O,A、B、C为圆上的三等分点,空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。
高一物理《电势能和电势》练习题
高一物理《电势能和电势》练习题一、单选题1.下列关于做功与能量变化的说法,不正确的是()A.重力做功改变重力势能B.电场力做功改变电势能C.弹力做功改变弹性势能D.合力做功改变机械能【答案】D【解析】A.重力做功改变重力势能,故A正确,不满足题意要求;B.电场力做功改变电势能,故B正确,不满足题意要求;C.弹力做功改变弹性势能,故C正确,不满足题意要求;D.合力做功改变动能,不是改变机械能,故D错误,满足题意要求。
故选D。
2.静电透镜被广泛应用于电子器件中,如图所示,阴极射线示波管的聚焦电场由四个电极构成,其中实线为电场线,虚线为等势线,任意两条相邻等势线间电势差相等,z轴为该、、为其轨迹上的三点。
已知P点电场的中心轴线,一电子从其左侧进入聚焦电场,P Q R所在等势线的电势为零,电子仅在电场力作用下从P点运动到R点的过程中,电场力做功为30eV。
下列说法正确的是()A.Q点的电势高于10VB.从P至R的运动过程中,电子的动能先减小后增大C.电子在Q点的加速度小于在R点的加速度D.电子在P点处的电势能大于在Q点处的电势能【答案】D【解析】A.设相邻等差等势线电压为U,由公式=W Uq可得,电子从P点运动到R点的过程中,电场力做功为()=-=-U e U30eV6,5V所以Q点电势大于5V小于10V,A错误;B.根据能量守恒,电子从P至R的运动过程中,电势能减小,动能增大,故B错误;C.由图,根据电场线越密电场强度越大可知,Q点的电场强度大于R点的电场强度,由牛顿第二定律可知,电子在Q 点的加速度大于在R 点的加速度,故C 错误;D .从P 到R 电势逐渐升高,电子带负电,电势能减小,因此电子在P 点处的电势能大于在Q 点处的电势能,D 正确。
故选D 。
3.在x 轴上放置两个电荷量不相等的同种电荷12q q 、,位置坐标分别为02r -和0r ,在x 轴上两电荷之间区域内的电势ϕ随位置坐标x 变化的图线如图所示,图线与ϕ轴交点的切线与x 轴平行,交点处的纵坐标为0ϕ,取无限远处电势为零,下列说法正确的是( )A .12q q 、均带负电B .两电荷的电荷量之比1241q q = C .在x 轴上04r 处,电势为0ϕD .在x 轴上04r 处,电场强度为0【答案】B【解析】A .由图像可知0x =处,电势最低,则12q q 、均带正电,A 错误;B .图线与ϕ轴交点的切线与x 轴平行,说明0x =处电场强度为0,根据()()1222002kq kq r r =解得 1241q q = B 正确;C .电势是标量,在x 轴上04r 处,由于两电荷的电势都比0x =点处的低,故电势小于0ϕ,C 错误;D .在x 轴上04r 处,点电荷产生的电场方向相同,电场强度不为0,D 错误。
【单元练】楚雄市第一中学高中物理必修3第十章【静电磁场中的能量】知识点总结(培优提高)
一、选择题1.如图,将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从A点移动到B点,再沿连线从B点移动到C点。
在此全过程中,下列说法正确的是()A.电场先不变后变大B.电势先变小后变大C.电势能先不变后变小D.所受的静电力先变大后变小C解析:CAD.根据等量异种电荷的电场线及等势面的分布图可知,从A点移动到B点,场强逐渐增大,从B点移动到C点,场强也是逐渐增大的,由F qE可知,电场力也是逐渐增大的,所以AD错误;BC.根据等量异种电荷的电场线及等势面的分布图可知,等量异种点电荷的中垂线上各点在同一等势面上,则从A点移动到B点,电势不变,电势能也不变,从B点移动到C点,电势逐渐增大,则负电荷的电势能逐渐减小,所以B错误;C正确;故选C。
2.如图所示为某一点电荷产生的电场中的7条电场线,电场线的分布关于y轴对称,O是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的,一个圆周上的4个点,其中M、N两点在y轴上,Q点在x轴上,P点在第5条电场线上,则下列说法正确的是()A .M 点的电势和P 点的电势相等B .将一正点电荷由M 点移到P 点,电势能减小C .将一负点电荷由N 点分别移到Q 点和P 点,电场力做功NQ NP W W <D .Q 点的电场强度小于M 点的电场强度C 解析:CA .过M 点画等势线与第4条电场线相交的点应在P 点的上方,因顺着电场线电势逐渐降低,M 点的电势比P 点的电势低,故A 错误;B .将一正电荷由M 点移到P 点,电场力做负功,电势能增大,故B 错误;C .因为NQ NP U U <,所以将一负电荷由N 点移到Q 点克服电场力做的功小于由N 点移到P 点克服电场力做的功,即NQ NP W W <故C 正确;D .由点电荷电场线的特点可知电场线密的地方,电场强度大,Q 点的电场强度大小大于M 点的电场强度大小,故D 错误。
故选C 。
3.电荷量分别为+3Q 、+Q 的两个正点电荷分别固定于真空中的A 、B 两点,如图所示,C 、D 两点将AB 连线三等分。
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某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( ) A.c点场强大于 b点场强 B.a点电势高于b点电势 C.若将一试探电荷 +q由 a点释放, 它将沿电场线运动到b点 D.若在 d点再固定一点电荷-Q, 将一试探电荷+q由a移至 b的过程中,电势能减小 【思维点拨】 求解此题应把握以下三点: (1)场强与电场线疏密的关系. (2)电势高低与电场线方向的关系. (3)电势能变化与电场力做功的关系.
二、带电粒子的运动
1.加速 (1)匀强电场中,v0 与 E 平行时,可用牛顿第二定律和运动学公式 求,基本方程:a=Eq/m,E=U/d,v2-v20=2as. (2)非匀强电场中,用功能关系求解 qU=12mv2-12mv20. 2.偏转 (1)处理方法:用运动的合成和分解的思想处理,即沿 v0 方向的匀 速直线运动和垂直于 v0 方向的匀加速直线运动. (2)偏转规律: 偏转位移:y=2qmUd(vx0)2 ―x=―→L y=2qmUdLv220
【听课记录】 电场线越密的地方电场强度越大,故A错.沿着电场线的 方向,电势是逐渐降低的,B对;电场线不是带电粒子的运动轨迹,故C错; 在原电场中,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电场力做正功.在d点再 固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电场力也做正功, 所以在复合场中,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,根据电场力做功和电 势能的关系可知:电势能减小,D正确.
【答案】 BD
1.如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布,有一带电粒子仅在电场力 作用下从图中的A点沿电场线运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.带电粒子在A点电势能高于在B点电势能 B.带电粒子在A点动能大于在B点的动能 C.带电粒子在A点的电场力小于在B点的电场力 D.带电荷a、b为异种电荷 解析:根据电场的分布可以判断这是由等量的异种电荷在空间形成的电场, 故可以直接得出选项D正确;结合电场中电场线与场强的关系,即顺着电场线 方向电势降低和电场线密集的地方场强大的特点,可以得出电场中A点场强小 于B点场强,故带电粒子在A点的电场力小于B点的电场力,选项C正确;但是 题目中没有交代带电粒子的电性所以不能判断带电粒子在A、B点的电势能高 低以及电场力在运动过程中做功的正负,所以A、B选项错误. 答案:CD
专题四 电场和磁场
第1讲 带电物体在电场中的运动
一、电场强度 1.定义式:E=Fq(适用于任何电场) 2.决定式 (1)E=kQr2(适用于真空中点电荷电场) (2)E=Ud (适用于匀强电场) (3)E=CQd(适用于平行板电容器)
二、电场中功能关系的理解和应用 1.如果只有电场力做功,动能(Ek)和电势能(Ep)的总和守恒,则 (1)ΔEp=-ΔEk. (2)电场力做正功,电势能减小,动能增加. (3)电场力做负功,电势能增大,动能减小. 2.除了电场力之外的其他力做功,动能和电势能的总和发生变化: (1)若除电场力之外其他力做正功,动能和电势能之和变大. (2)若除电场力之外其他力做负功,动能和电势能之和减小. 3.如果只有电场力和重力做功则电势能和机械能之和保持不变.
四、带电粒子在电场中运动问题的分析方法 1.三种基本思路 (1)解决电场中带电体的运动问题可以结合三大观点:动力学观点、动量 观点、能量观点. (2)三大思路的选用 ①当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时,一般用力的观点来处理(即 用牛顿定律结合运动学公式); ②当带电粒子在电场中做类平抛运动时,用运动的合成和分解的方法来处 理; ③当带电粒子在电场中做一般曲线运动时,一般用动能定理或能量的观点 来处理.
偏转角:tan φ=vv0y=mqUdvx20 ―x=―→L tan φ=mqUdvL20
三、平行板电容器的动态问题分析 1.动态变化的两种基本情况 (1)电容器两极板间电势差 U 保持不变(与恒压电源连接).改变板间 距离 d 和正对面积 S. (2)电容器的带电荷量 Q 保持不变(与电源断开,无放电回路),改变 板间距离 d 和正对面积 S. 2.讨论的依据 (1)平行板电容器的电容的公式:C=4επrkSd. (2)平行板电容器内部是匀强电场 E=Ud . (3)电容器所带电荷量 Q=CU. [思维警示] 对平行板电容器,由 C=QU、C=4επrkSd和 U=Ed 可得出: E=4πεrkSQ,由这个式子可得出,当两极板所带电荷量不变时,板间场强 E 与板间距离变化情况无关,这是动态问题分析时经常使用的结论.
2.两条主要线索 (1)动力学观点 这类问题基本上是运动学、动力学、静电学知识的综合应用,处理问题的关 键是要注意区分不同物理过程,弄清不同物理过程中物体的受力情况,根据受 力情况分析判断运动性质,根据相应的物理规律列方程. (2)功能观点 首先对带电体受力分析,再分析运动形式,然后根据具体情况选用公式计算 . ①动能定理,要分清有多少个力做功,是恒力做功还是变力做功,同时要明 确初末状态及运动过程中动能的增量. ②能量守恒定律,要分清带电体在运动中共有多少能量参与转化,哪些能 量是增加的,哪些能量是减少的,表达式有两种: a.初状态和末状态的能量相等,即E初=E末. b.一种形式的能量增加必然引起另一种形式的能量减少,即ΔE增=ΔE减.这 种方法不仅适用于匀变速运动,对非匀变速运动(非匀强电场中)也同样适用.
电场的基本性质
场强、电势、电势能的比较方法 1.电场强度: (1)根据电场线的疏密程度判断,电场线越密处电场越强. (2)根据等差等势面的疏密程度判断,等差等势面越密处电场越强. (3)根据a=Eq/m,a越大处电场越强. 2.电势: (1)沿电场线方向电势降低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势 面,且电场线垂直于等势面. (2)判断UAB的正负,根据UAB=φA-φB,比较φA和φB的大小. 3.电势能 电场力做正功,电荷(无论正电荷还是负电荷)从电势能较大处移向电势 能较小处;反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小处 移向电势能较大处.