【学海导航】2013届高三物理一轮复习课件(人教版)：第6章 第3节 电场的能的性质

1新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!第3节电场的能的性质2新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!3新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!考点1：等势面与电场线的综合应用【例1】(2011•江苏)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图631所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有()A．粒子带负电荷B．粒子的加速度先不变，后变小C．粒子的速度不断增大D．粒子的电势能先减小，后增大图6314新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!切入点：等势面与电场线(电场强度)的关系．【解析】由于粒子做曲线运动，电场力与等势面垂直，且电场力(合外力)在曲线弧内侧，可知其带负电，做减速运动，电场力做负功，电势能增大．答案：AB点评：对于电场线与等势面的应用这类问题，核心是要明确概念的物理内涵，如电场线(等势面)的疏密反映了场强的大小等，重点是要理解并熟记几种典型的电场的电场线与等势面的分布(即线谱)．5新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!考点2：匀强电场中电势差与电场强度的关系【例2】(2010•安徽)如图632所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E=100V/m，则O、P两点的电势差可表示为()A．UOP=-10sinθ(V)B．UOP=10sinθ(V)C．UOP=-10cosθ(V)D．UOP=10cosθ(V)图6326新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!切入点：电势差与电场强度的关系．【解析】在匀强电场中，两点间的电势差U=Ed，而d是沿场强方向上的距离，所以dOP=-Rsinθ，故：UOP=100×(-0.1•sinθ)=-10sinθ(V)，选项A正确．答案：A点评：在匀强电场中，沿任意一条直线方向，电势的降落都是均匀的．换一句话说，在同一条直线上任意等距的两点之间的电势差都相等．依据这一规律可以很方便地寻找等势点，确定等势面．7新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!题型一：图象问题【例3】(2010•江苏卷)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图633所示．下列说法正确的是()A．O点的电势最低B．x2点的电势最高C．x1和-x1两点的电势相等D．x1和x3两点的电势相等图6338新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!【解析】可画出电场线，如下：沿电场线电势降落(最快)，所以O点电势可能最高，也可能最低，A、B错误；根据U=Ed，电场强度是变量，U可用图象面积表示，所以C正确；x1、x3两点电场强度大小相等，电势不相等，D错误．答案：C9新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!点评：对于图象类问题，关键是理解图象的物理意义，挖掘图象的物理内涵．例如，电场强度E随x变化的图象反映了x轴上任意一点电场强度的大小和方向．其中E的绝对值反映了电场强度的大小，E的正负反映了电场强度的方向；电势随x变化的图象反映了x轴上任意一点电势的大小．包括电势的正负也是反映电势的大小(电势没有方向)，图象上某一点的切线的斜率则反映了该点电场强度的大小和方向．10新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!题型二：电场力做功与带电体的能量问题【例4】如图634所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电，B带负电，DC是它们连线的垂直平分线，A、B、C三点构成一边长为d的等边三角形，另有一个带电小球E，质量为m，电荷量为+q(可视为质点)，被长为L的绝缘轻质细线悬挂于O点，O点在C点的正上方，现把小球E拉起到M点，使细线水平绷直且与A、B、C处于同一竖直面内，并由静止开始释放，小球向下做圆周运动到最11新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!低点C时，速度为v，已知静电力恒量为k，若取D点的电势为零，求：(1)在A、B所形成的电场中，M点的电势．(2)绝缘细线在C点所受到的拉力FT.图63412新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!22011222CDMCMMCMABCDMCqUmgLmvmvmgLUq、两处等量异种电荷形成的电场在其连线的中垂线上是等势线，依题意，带电小球从到运动过程中，由动能定理有：另有：　　则可得：【解析】13新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!1221222ACTTCABQqFFkdvFmgFmLvQqFmmgkLd如图所示，在点小球受到、两处点电荷的合力为：方向竖直向下．　　由牛顿第二定律有：得：14新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!点评：电场力做功的特点是与路径无关，公式W=qU对任何电场都适用．带电体在电场中的能量主要包括动能、重力势能和电势能．要明确各类能量变化的决定因素：动能的变化由外力做的总功决定；重力势能的变化由重力做功决定；电势能的变化由电场力做功决定．在只有电场力做功的情况下，带电体的动能与电势能相互转化，动能与电势能的总量守恒．15新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!16新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!1.(2011•山东)如图635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点的电势能图635BC17新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!【解析】由等量异种点电荷电场线分布规律可知d点场强比b点的场强大，A错B对；由对称性可知a、b两点电势差等于b、c两点间电势差，所以C对；a点电势高于c点电势，正电荷由高电势向低电势运动，电场力做正功，电势能减少，所以D错．18新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!2.(2010•山东)某电场的电场线分布如图636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，电势能减小图636BD19新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!【解析】根据电场线的疏密和方向可判断，A错，选项B正确；若将一试探电荷+q由a点释放，由力与运动的关系可知，它的运动轨迹不会与电场线重合，选项C错；将试探电荷+q由a移至b的过程中，原电场对试探电荷的作用力与在d点固定的点电荷-Q对试探电荷的作用力均做正功，试探电荷的电势能减小，D正确．20新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!3.(2011•上海黄浦二模)如图637所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，据此可知()A．三个等势面中的，a的电势最高B．带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大C．带电质点通过M点时的动能比通过N点时大D．带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大图637ABD21新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!4.(2011•上海崇明二模)在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图638所示．若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中(D)A．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与机械能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大图63822新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!5.如图639所示，MN为水平放置的金属板，板中央有一个小孔O，板下存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E.AB是一根长为l、质量为m的均匀带正电的绝缘细杆．现将杆下端置于O处，然后将杆由静止释放，杆运动过程中始终保持竖直，电场E不会影响细杆的电荷分布．当杆下落时速度达到最大，求：(1)细杆带电荷量；(2)杆下落的最大速度；(3)若杆没有全部进入电场时速度减小为零，求此时杆下落的位移．图63923新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!103133.lamgEqmgqE由于下落时速度最大，则此时加速度所以解得：析】有【解24新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!2m2013032321.3mqEllmgmvvgl从静止释放到下落过程中，由动能定理得解得：25新课标资源网wx.jtyjy.com老师都说好!30002223hhEqlmghhmglhlEq设下落时，速度为零，由动能定理得解得：