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《2017秋高中物理第一章静电场习题课：电场能的性质试题教科版选修3-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、习题课：电场能的性质［学习目标］1•进一步理解电势差、电势、等势面的概念.2.掌握电场力做功与电势差的关系，并会进行有关计算.题型探究一、对电势的理解及电势高低的判断例1】将一正电荷从无穷远处移入电场中掰点，电势能减少了8.0X10》，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的沖点，电势能增加了9.0X10-9J,则下列判断中正确的是()A.必/<必<0B.0.v>.0C.4<0”VOD.0">处>0答案C解析取无穷远处电势为零，则正电荷在対点的电势能为一8X10~9J,负电荷在艸点的电势能为9X10—9J
2、.由4>=~知，妝川点的电势如V0,如<0,且
3、如>
4、如,即0,Vq0“VO,故C正确.Im方法总结■1.电场中某点妙的大小是由电场本身决定的，与在该点是否放入检验电荷、电荷的电性、电荷量均无关.2.电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低.(2)电势能判断法：由(t>=-知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负Q电荷，电势能越小，所在位置的电势越高.二、电场线、等势面和运动轨迹的综合【例2】如图1所示，虚线臼、b.c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区
5、域时的运动轨迹，P、R、0是这条轨迹上的三点，由此可知()图1A.带电粒子在斤点时的速度大小大于在0点时的速度大小B.带电粒子在戶点时的电势能比在0点时的电势能大C.带电粒子在斤点时的动能与电势能之和比在0点时的小，比在P点时的大D.带电粒子在斤点时的加速度大小小于在0点时的加速度大小答案A解析根据牛顿第二定律可得qE=ma,乂根据电场线的疏密程度可以得出0、斤两点处的电场强度的大小关系为EQEq,则带电粒子在&、"两点处的加速度的大小关系为创〉故D项错误；由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用，只有动能与电势能之间的
6、相互转化,则带电粒子的动能与电势能之和不变，故C项错误；根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知，带电粒子在斤处所受电场力的方向为沿电场线向右.假设粒子从Q向P运动，则电场力做正功，所以电热能减小，动能增大，速度增大，假设粒子从"向0运动，则电场力做负功，所以电势能增大，动能减小，速度减小，所以A项正确，B项错误.p-总结提升■1.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
7、功，电势能增加.(2)利用公式法：由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.针对训练如图2所示，0是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线,正点电荷Q仅在电场力的作用下沿实线所示的轨迹从臼处运动到方处，然后又运动到c处.由此可知()图2A.。为负电荷B.在整个过程中Q的电势能先变小后变大C.在整个过程中g的速度先变大后变小D.在整个过程中，电场力做功为零答案D解析由运动轨迹分析可知g受到库仑斥力的作用，。点的电荷应为正电荷，A错；从日到方的过程g受到逐渐变大的库仑斥力，速度逐渐减小，加速度
8、增大，电势能逐渐增大；而从〃到c的过程g受到逐渐变小的库仑斥力，速度逐渐增大，加速度减小，电势能逐渐减小，B、C错；由于白、c两点在同一等势面上，整个过程中，电场力不做功，D对.三、电势、电势能、电场力做功的综合分析【例31如图3所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷0为圆心的某圆交于B、C两点,质量为〃人带电荷量为一Q的有孔小球从杆上〃点无初速度卞滑，己知g《0,AB=h,小球〃点时的速度大小为J丽.求小球由〃到Q的过程屮静电力做的功及久C两点间的电滑到势差.答案解析因为0是正点电荷,所以以0为圆心的圆面是一个等势
9、面，这是一个重要的隐含条件,由力到〃过程中静电力是变力，所以不能直接用"-用来解，只能考虑应用功能关系求解.因为杆是光滑的，所以小球从〃到〃过程川只有两个力做功：静电力做功“'和重力做功mgh,由动能定理得：〃+〃回7=*〃脇代入已知条件VB=y]3gh得静电力做功用=如・3gh—ingh=gh由〃到C电场力做功为0,所以由〃到。电场力做功％="+0=*〃皿mxrWmghi十,因为r页由于g认‘所以&=mghp-方法总结,计算电场力做功的方法，常见的有以下儿种:1.利用电场力做功与电势能的关系求解WlE，b・2.利用
10、伊=阳求解，此公式只适用于匀强电场.3.利用公式/&=7&求解.4.利用动能泄理求解.【例4】为使带负电的点电荷g在一匀强电场中沿直线匀速地由外运动到〃，必须对电荷施加一恒力E如图4所示.若初=0・4m,a=37°,7=-3X10_7C,A=1.5X10_4N,〃点电势如=100V.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.
