高二物理教案电场的能的性质

1、 2电场的能的性质一、电势1电势：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。电势用字母表示。表达式： awao单位：伏特（ v ），且有 1v=1j/c。q意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能。相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低。高低判断：顺着电场线方向电势越来越低。二、等势面：电场中电势相等的点构成的面。意义：等势面来表示电势的高低。典型电场的等势面：匀强电场； 点电荷电场； 等量的异种点电荷电场；

2、等量的同种点电荷电场。等势面的特点： 同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功；等势面一定跟电场线垂直；电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。三、电势差1电势差： 电荷 q 在电场中由一点a 移动到另一点b 时，电场力所做的功wabwab 与电荷量的 q 的比值。 u ab =q注意：电势差这个物理量与场中的试探电荷无关， 它是一个只属于电场的量。 电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。电势差也等于电场中两点电势之差u abab u abu bau baba电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。w= q?u2电场力做功：在电场中ab 两点间移动电荷时，电场力做功等于

3、电量与两点间电势差的乘积。abab注意： 该式适用于一切电场；电场力做功与路径无关利用上述结论计算时，均用绝对值代入，而功的正负，借助于力与移动方向间关系确定。四、电势能1定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。2电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。3电势能大小：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4电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。五、电势差与电场强度关系

4、1电场方向是指向电势降低最快的方向。在匀强电场中，电势降低是均匀的。2匀强电场中，沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。u=e ?d在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。ued 是沿场方向上的距离。d注意：两式只适用于匀强电场。3电场线和等势面注意电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系：电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。电场线互不相交，等势面也互不相交。电场线和等势面在相交处互相垂直。电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向。电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的地方电场线也密。1、 1下列说法中不正确的

5、是()。第 1页共 5页a 、电势处处相等且不为零的空间，各点的电场强度一定为零b、匀强电场中电势降落最快的方向一定是电场强度的方向c、电荷在电势高处电势能一定大d、电场中电场强度相等的两点间的电势差一定为零2如图所示，真空中两个带电量相等的正电荷q1 和 q2，分别固定于a 、 b 两点， dc 为 ab连线的中垂线。在将一正电荷q3 由 c 点沿中垂线移到无穷远处的过程中，下列判断正确的是()。a 、 q3 的电势能逐渐减少b、 q3 的电势能逐渐增大c、 q3 受到的电场力逐渐减小d、 q3 受到的电场力先增大后减小3如图所示，a、 b 是一个点电荷形成的电场中同一等势面上的两点，c、d

6、 是另一等势面上的两点。实线acb 和 adb 分别是甲、乙两带电粒子的运动轨迹。已知两粒子在a 点具有相同的动能，下列判断中正确的是()。a 、甲粒子经过c 点时与乙粒子经过d 点时具有相同的动能b、甲、乙两个粒子带异种电荷c、若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c 点时的电势能小于乙粒子经过d 点时的电势能d、两粒子经过b 点时具有相同的电势能4电量分别为 +q、 +q 和 -q 的三个带小球，固定在边长为a 的绝缘三角形框架的三个顶点处，并置于场强为e 的匀强电场中， 如图所示。 若此三角形绕穿过其中心o 垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过120 ，则在此过程中电场力做功的大小为()a 、

7、 0b 、 qeac、 2qead 、 qea5、如图 4 所示， a、b、c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由uc 和 ea、 eb、ec 分别表示 a、 b、 c 三点的电势和电场强度，可以判定：au aubucbu aub ub ucce aebecde a=eb=eca 到 c，a、b 间距离等于b、c 间距离。 用 ua、ub、abc图 4a6、如图 5 所示，在 a 点由静止释放一个质量为 m,电荷量为 q 的带电粒子， 粒子到达 b 点时速度恰好为零，设 ab 所在的电场线竖直向下， a、 b 间的高度差为 h，则（ ）a 带电粒子带负电；b a、 b 两点间的电势差u a

8、b=mgh/q;c b 点场强大于a 点场强；d a 点场强大于b 点场强 .b图 57、图 6 中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹， a、 b 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）a 带电粒子所带电荷的符号；b 带电粒子在a、 b 两点的受力方向；c 带电粒子在a、 b 两点的速度何处较大；d 带电粒子在a、b 两点的电势能何处较大。ab图 68、一平行板电容器的电容为c，两板间的距离为d，上板带正电，电量为q，下板带负电，电量也为q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一

9、绝缘刚性杆相连，小球的电量都为 q，杆长为l ，且 ld 。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图11 所示的静止状态（杆与板面垂直）此过程中两个小球克服电场力所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）（，在）qlqa b 0cdclqc qq (dl)d cdqd9、如图 14 所示，在粗糙水平面上固定一点电荷q，在 m点无初速释放一带有恒小物块，小物块在q的电场中运动到n点静止，则从 m点运动到 n 点的过程中 :+q+q-q-q图定电量的11第 2页共 5页a. 小物块所受电场力逐渐减小； b. 小物块具有的电势能逐渐减小；c.m 点的电势一定高于n点的电势

10、；d. 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。图 1410如图 6 所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷q，另一表面绝缘，带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）自左以初速度v 0 向右运动，在运动过程中（）+a 小球做先减速后加速运动；qv 0b 小球做匀速直线运动；c小球受到电场力的冲量为零；d 小球受到电场力做的功为零。图 611图 7 中虚线所示为静电场中的等势面1、 2、 3、 4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、 b 点时的动b能分别为 26ev 和 5ev。当这一点电荷

11、运动到某一位置，其电势能变为8ev 时，它的动能就为 ( )aa 8evb 15evc 20evd 34ev.1234图 712、如图 7 所示， a 、b、 c 为匀强电场中的3 个点，已知这 3 点的电势分别为 a =10v, b=2v, c=-6v.试在图上画出过 b 点的等势线和场强的方向13 如图所示， ac为一光滑曲面， c 处切线呈水平方向在曲面所在空间存在场强e 2.0 108 n / c 的竖直向下的匀强电场 一质量为m 4900g、带电量为 q2.5 10 7 c 的小物块停放在 c 点一质量 m 100g 的不带电铅弹水平射入小物块且留在其中一起运动（时间极短） ，它们恰

12、好能够冲到a 点已知 ac 间的高度差 h0.1m（g 取 10m / s2 ）求：（ 1）铅弹射入前的速度（ 2）铅弹射入物块的过程中系统损失的机械能（ 3）由 c 到 a 的过程中小物块的电势能增加量1acd 2ad 3bc4c 5a 6abc 7bcd8a9abd 10bd 11c14. 如图所示， ab 是半径为 r 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为e，方向第 3页共 5页一定在圆周平面内将一带正电q 的小球从 a 点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点在这些点中，到达c 点时小球的动能最大，已知ac 和 bc 间的夹角 = 30，若不计重力和空气阻

13、力，求：(1) 电场方向与 ac 间的夹角 为多大？(2) 若小球在a 点时初速度与电场方向垂直，则小球恰好能落在c 点，则初动能为多大？15如图所示，两块竖直放置的平行金属板a、b，两板相距d，两板间电压为u，一质量为m 的带电小球从两板间的m 点开始以竖直向上的初速度v0 运动，当它到达电场中的n 点时速度变为水平方向，大小变为2v0，求 m、n 两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功（不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g）ab+_2v0nv0m16如图所示，在水平方向的匀强电场中，有一带电体p 自 o 点竖直向上射出，它的初动能为4 j，当它上升到最高点m 时，它

14、的动能为5 j，则物体折回通过与o 在同一水平线上的o点时，其动能为多大?ymp0x第 4页共 5页1acd2ad3bc4c5a6abc 7bcd8a9abd10bd11c13（ 1）设铅弹射入前的速度为v0 ，射入后的共同速度为v ，对达到共同速度后上冲到a 的过程应用动能定理：(mm)ghqeh01 (mm)v 22得： v2gh2qeh2100.122.510 752.0108 0.1m / s2m / smm对射入过程应用动量守恒：mv0( mm) vv0mm v52m / s100m / sm0.1（2）系统损失的机械能e1 mv021 (mm)v 2( 1 0.110021 522 ) j490j2222（ 3）电势能的增量等于克服电场力所做的功e电w电qeh2.51072.010 80.1j5j14(1) 小球在 c 点时的动能最大，即c 点的电势最低作过c 点与圆周相切的线，切线为等势线，oc 方向即为电场方向，其与直径ac 夹角为： aco 30(2)小球做类平抛运动有：ad vot图 3-3在沿着电场线方向1 at 21qe t 2ac 2rcos3 r有： cd 22m由图几何关系可得：3rad ac sin 2cd ac3 r1qer 所以 eko1 mv021 qer cos +r2将 、式代入 、两式并解