高中物理电场专题PPT学习教案

1、会计学1高中物理电场专题高中物理电场专题()电场力所做的功电场力所做的功n( 2 ) 定 义 式 ：定 义 式 ： A UA .n (3)单位：单位：n(4)矢标性：矢标性：，但有正，但有正负电势的正负表示该点电势比负电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低零电势点高还是低n电电势差势差、电势、功、电势、功、电荷量都是标量，但均有正、负，电荷量都是标量，但均有正、负，说一说各自正、说一说各自正、n负的意义？负的意义？单位正电荷单位正电荷标准位置标准位置WA/q伏特伏特标量标量思考：思考：第1页/共36页量的正负表示了电荷的电性量的正负表示了电荷的电性nn(1)UABAB.n (2)电势具有相对

2、性，它与电势具有相对性，它与零电势点的选取有关电势差零电势点的选取有关电势差无相对性，它与零电势点的选无相对性，它与零电势点的选取无关取无关第2页/共36页既与既与q无关，又无关，又n与与A、B间的路径无关由于间的路径无关由于做功是能量转化的量度，因此做功是能量转化的量度，因此是从能的角是从能的角n度反映了电场的性质度反映了电场的性质n(2)电场力做功有正负之分，电场力做功有正负之分，电场力做正功，电场力做正功，WAB0；电场；电场力做负功，力做负功，WABn0.电荷量也有正负之分，电荷量也有正负之分，对正电荷取对正电荷取q0；对负电荷取；对负电荷取q0，利用，利用UABn计算时，要注意到计算

3、时，要注意到WAB、q及及UAB的正负的正负第3页/共36页n不一定是零，反之亦然不一定是零，反之亦然n(2)电势与电场强度都由电场电势与电场强度都由电场本身的因素决定，与试探电荷本身的因素决定，与试探电荷无关无关n(3)沿着电场线的方向电势越沿着电场线的方向电势越来越低，电场线的方向是电势来越低，电场线的方向是电势降落最快的方降落最快的方n向，电场线总是由电势高的向，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面等势面指向电势低的等势面第4页/共36页7109 J，则，则nM、N两点的电势两点的电势M、N，有，有如下关系如下关系()n AMN0 BNM0 CNM0 DMN0n解析：解析：对对正

4、电荷正电荷M；对负电荷对负电荷N.即即N. n而而W2W1，0，且，且和和均大于均大于0，则，则NM0，正确答，正确答案选案选C.n答案：答案：C第5页/共36页n2电势能电势能n(1)定义：电荷在电场中具有的定义：电荷在电场中具有的能它与电场和电荷都有关，不能它与电场和电荷都有关，不能描述电场能描述电场n(2)特点：电势能是相对的，与特点：电势能是相对的，与选取有关，电势能是标量，选取有关，电势能是标量，n但有但有之分之分无关无关零势能点的零势能点的正负正负第6页/共36页电荷的电势能减少；电场力对电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功电荷做负功n时，电荷的电势能增加电时，电荷的电势能增加电势

5、能增加或减少的数值等于电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数场力做功的数n值即值即EpW.n2电场中的功能关系电场中的功能关系n(1)只有电场力做功，电势能只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变和电荷的动能之和保持不变n(2)只有电场力和重力做功，只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者电势能、重力势能、动能三者之和保持不变之和保持不变第7页/共36页n面向上，斜面上的带电金属面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力块在平行于斜面的力F作用下沿作用下沿斜面移动已知金斜面移动已知金n属块在移动的过程中，力属块在移动的过程中，力F做功做功32 J，金属块克服电场力做，金属块克服

6、电场力做功功8 J，金属块克服，金属块克服n摩擦力做功摩擦力做功16 J，重力势能，重力势能增加增加18 J，则在此过程中金属块，则在此过程中金属块的的()nA 动 能 减 少 动 能 减 少 1 0 J B电势能增加电势能增加24 Jn C机械能减少机械能减少24 J D内能增加内能增加16 J第8页/共36页力所做的总功，故应为力所做的总功，故应为E32 J8 J16 J8 J，C错误；物体错误；物体内能的增加量等于克服摩擦力所内能的增加量等于克服摩擦力所做的功，做的功，D正确正确n答案：答案：AD第9页/共36页n(1)n(2)等量异号电荷的电场等量异号电荷的电场n(3)等量同号电荷的电

7、场等量同号电荷的电场n(4)匀强电场匀强电场(一簇垂直电一簇垂直电场线的平行平面场线的平行平面)电势相同电势相同第10页/共36页n(3)等差等势面的疏密程度也等差等势面的疏密程度也能反映场强的强弱，即等势面能反映场强的强弱，即等势面越密的地方场强越密的地方场强n越强，等势面越疏的地方场越强，等势面越疏的地方场强越弱强越弱n(4)两个等势面不能相交两个等势面不能相交n(5)等势面的分布与零电势的等势面的分布与零电势的选取无关选取无关n(6)电场线总是从电势高的等电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面势面指向电势低的等势面第11页/共36页方向方向n(2)电场线与电势的关系：沿电场线与电势

8、的关系：沿着电场线方向，电势越来越着电场线方向，电势越来越低低(3)等势面与电场线的关系等势面与电场线的关系电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面电场线越密的地方，等差等势面也越密电场线越密的地方，等差等势面也越密沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功(4)场强数值与电势数值无直接关系：场强大场强数值与电势数值无直接关系：场强大(或小或小)的地方电势不一定大的地方电势不一定大(或小或小)，零电势可人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定，零电势可人

9、为选取，而场强是否为零则由电场本身决定第12页/共36页n电势分布如图电势分布如图922所示，所示，图中实线表示等势线，则图中实线表示等势线，则()第13页/共36页电场力做正功电场力做正功nD正电荷从正电荷从e点沿图中虚线点沿图中虚线移到移到f点电势能先减小后增大点电势能先减小后增大第14页/共36页点，正电荷的电势能增加，电点，正电荷的电势能增加，电场力做负功，场力做负功，B错误；负电荷从错误；负电荷从a点移到点移到c点，电势能减少，电点，电势能减少，电场力做正功，场力做正功，C正确；正电荷沿正确；正电荷沿虚线从虚线从e点移到点移到f点的过程中，电点的过程中，电势先降低再升高，电势能先减势

10、先降低再升高，电势能先减小后增大小后增大n答案：答案：CD第15页/共36页nAM点电势一定高于点电势一定高于N点电点电势势nBM点场强一定大于点场强一定大于N点场点场强强nC正电荷在正电荷在M点的电势能点的电势能大于在大于在N点的电势能点的电势能nD将电子从将电子从M点移动到点移动到N点，点，电场力做正功电场力做正功图图923第16页/共36页BMN点电场力做正功，电荷的电势点电场力做正功，电荷的电势能减小，所以能减小，所以EpMEpN，C正确；正确；电子在电场中受电场力的方向电子在电场中受电场力的方向沿沿NM指向指向M，电场力做负功，电场力做负功，D错错n答案：答案：AC第17页/共36页

11、n (3)WABEp(从能量角从能量角度求解度求解)n (4)W电电W非电非电Ek k(由动由动能定理求解能定理求解)第18页/共36页势能就增加势能就增加n3电势高低的判断电势高低的判断n(1)据电场线的方向：沿电场据电场线的方向：沿电场线方向，电势越来越低线方向，电势越来越低n(2)据电场力做功的方法：据据电场力做功的方法：据定义式定义式UAB，将，将WAB、q的、代入，的、代入，n由由UAB的、可判电势高的、可判电势高低低第19页/共36页n平放置，平放置，M、N为板间同一电为板间同一电场线上的两点，一带电粒子场线上的两点，一带电粒子(不计不计重力重力)以速度以速度vM经过经过M点在电场

12、线点在电场线上向下运动，且未与下板接触，上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以一段时间后，粒子以 速度速度vN折回折回N点，则点，则()第20页/共36页比在比在N点的大点的大nD电场中电场中M点的电势一定高点的电势一定高于于N点的电势点的电势n解析：解析：由题意可知由题意可知M、N在同在同一电场线上，带电粒子从一电场线上，带电粒子从M点运点运动到动到N点的过程中，电场力做负点的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故功，动能减小，电势能增加，故选项选项A、C错误，错误，B正确；由于题正确；由于题中未说明带电粒子及两极板的电中未说明带电粒子及两极板的电性，故无法判断性，故无法判断

13、M、N两点的电两点的电势高低，选势高低，选 项项D错误错误n答案：答案：B第21页/共36页、 、NQ，a、b两带电粒子从等势两带电粒子从等势线线2上的上的O点以相同的初速度点以相同的初速度 飞飞出仅在电场力作用下，两粒子出仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中所示，则的运动轨迹如图中所示，则()第22页/共36页化量比化量比b粒子到达等势线粒子到达等势线1的动能的动能变化量小变化量小第23页/共36页电场线的疏密可知，电场线的疏密可知，a加速度将减加速度将减小，小，b加速度将增大，加速度将增大，B正确；因正确；因为是非匀强电场，故为是非匀强电场，故MN电势差并电势差并不等于不等于NQ两点电

14、势差，两点电势差，C错；但错；但因为等势线因为等势线1与与2之间的电场强度之间的电场强度比比2与与3之间的电场强度要大，故之间的电场强度要大，故1、2之间的电势差要大于之间的电势差要大于2、3之间的之间的电势差，但两粒子的带电量大小电势差，但两粒子的带电量大小不确定，故无法比较动能变化量不确定，故无法比较动能变化量的大小，的大小，D错误错误n答案：答案：B第24页/共36页n轨迹轨迹(如图如图926虚线所示虚线所示)，图中一组平行实线可能是电场线，图中一组平行实线可能是电场线，也可能也可能 是等势面，则下列说法正是等势面，则下列说法正确的是确的是()第25页/共36页nC如果图中实线是电场线，

15、电如果图中实线是电场线，电子在子在a点动能较大点动能较大nD如果图中实线是等势面，电如果图中实线是等势面，电子在子在b点动能较小点动能较小n解析：解析：如果实线是电场线，由运如果实线是电场线，由运动轨迹判断，电子受水平向右的动轨迹判断，电子受水平向右的电场力，场强方向水平向左，电场力，场强方向水平向左，a点点的电势低于的电势低于b点的电势，电子在点的电势，电子在a点动能较小如果实线是等势面，点动能较小如果实线是等势面，由运动轨迹判断，电子受竖直向由运动轨迹判断，电子受竖直向下的电场力，场强方向竖直向上，下的电场力，场强方向竖直向上，a点的电势高于点的电势高于b点的电势，电子点的电势，电子在在b

16、点动能较小点动能较小n答案：答案：D第26页/共36页粗糙绝缘轨道粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧平滑连接，圆弧的半径的半径R0.40 m在在 轨道所在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，空间存在水平向右的匀强电场，电场强度电场强度E1.0104 N/C.图图927第27页/共36页所带电荷所带电荷 q8.0105C，取，取g10m/s2，求：，求：n(1)带电体在水平轨道上运动的带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到加速度大小及运动到B端时的速度端时的速度大小；大小；n(2)带电体运动到圆弧形轨道的带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；端时对圆弧轨道的压力大小；n(3)带电体

17、沿圆弧形轨道运动过带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力和摩擦力对带电体程中，电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少所做的功各是多少第28页/共36页nam(1分分)n设带电体运动到设带电体运动到B端时的速度大端时的速度大小为小为vB，则，则，(1分分)n解得解得vB4.0 m/s(1分分)n(2)设带电体运动到圆弧形轨道设带电体运动到圆弧形轨道B端时受轨道的支持力为端时受轨道的支持力为FN ，n根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有FNmg(3分分)n解得解得FNmg5.0 N(1分分)n根据牛顿第三定律可知，带电体根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧形轨道对圆弧形轨道B端的压力大小端的压力大小F

18、N5.0 N (1分分)第29页/共36页n设带电体沿圆弧形轨道运动过设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为程中摩擦力所做的功为W摩摩，对此，对此过程根据动能定理有过程根据动能定理有W电电W摩摩mgR0(4分分)n解得解得W摩摩0.72 J(2分分)第30页/共36页析基础，特适于析基础，特适于n恒力作用下的匀变速运动恒力作用下的匀变速运动n2利用功、能关系利用功、能关系动能定理动能定理及其他力的功能关系及其他力的功能关系(如重力、如重力、电场力、摩擦电场力、摩擦n力等力等)及能的转化守恒，即：及能的转化守恒，即：做功引起并量度了能的改变；做功引起并量度了能的改变；无论恒力作无论恒力作n用、变力作用、直线运动、用、变力作用、直线运动、曲线运动皆可曲线运动皆可n3利用动量观点利用动量观点动量定理和动量定理和动量守恒定律动量守恒定律第31页/共36页，电场力做的功为电场力做的功为1.5