2019-2020年高中物理 第一章 静电场 1.8 电场能的性质学案新人教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第一章静电场1.8电场能的性质学案新人教版选修3-11.理解电势能、电势差、电势、等势面的概念.2.能求解电场力做的功和电场中的电势.3.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系．【例题与变式】一、电势、电势能、电场力做功的综合分析计算电场力做功的方法，常见的有以下几种：(1)利用电场力做功与电势能的关系求解，WAB＝EpA－EpB.(2)利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场．(3)利用公式WAB＝qUAB求解．(4)利用动能定理求解．例1　如图1所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量

2、－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为.求小球由A到B的过程中静电力做的功及A、B两点间的电势差．图1二、电场线、等势面和运动轨迹等方面的综合1．已知等势面的形状分布，根据电场线与等势面相互垂直可以绘制电场线．2．由电场线和等差等势面的疏密，可以比较电场强度大小，从而确定电场力或者加速度的大小．3．由电荷的运动轨迹可以判断电荷受力方向；由力和速度方向的关系确定电场力做功的正负，从而判断电势能和动能的变化情况．例2　如图2所示，O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在仅受电场力的作用下沿

3、实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知(　　)图2A．O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q的加速度先变大后变小D．在整个过程中，电场力做功为零三、等分法确定等势点(等势线)根据“匀强电场中，任意方向上，平行且相等的两个线段之间的电势差相等”，先确定电势相等的点，画出等势面；根据电场线和等势面的关系，画出电场线．例3　如图3所示，A、B、C是匀强电场中等腰直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15V，φB＝3V，φC＝－3V，试确定场强的方向，并画出电场线．图3四、电场与力学的综合问题带电体在电场

4、中的平衡问题和一般的平衡问题相同，在原有受力分析的基础上增加了电场力，根据带电体在电场中的平衡情况列出平衡方程．当带电体在电场中做加速运动时，可用牛顿运动定律和动能定理求解．例4　竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图4所示．请问：图4(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？【目标检测】1．(等势面、电场线和运动轨迹的综合)如图5所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力

5、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(　　)图5A．三个等势面中，a的电势最高B．带电质点通过P点时电势能较大C．带电质点通过P点时动能较大D．带电质点通过P点时加速度较大2．(电势、电势能大小的判断)如图6所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称，下列判断不正确的是(　　)图6A．四个点中c的电势最低B．b、d两点电势相同C．将一试探电荷－q从c点沿圆周移至a点，－q的电势能减少D．b、d两点的电场强度

6、相同3．(由等势面定电场线)如图7所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，＝20cm，把一个电荷量q＝10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的电场强度的大小和方向为(　　)图7A．865V/m，垂直AC向左B．865V/m，垂直AC向右C．1000V/m，垂直AB斜向上D．1000V/m，垂直AB斜向下4．(电势、电势差、电场力做功的计算)如图8所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离均为2cm，已知UAC＝60V，求：图8(1)设B点电势为零，求

7、A、C、D、P点的电势；(2)将q＝－1.0×10－10C的点电荷由A移到D，电场力所做的功WAD；(3)将q＝1.0×10－10C的点电荷由B移到C，再经过D最后回到P，电场力所做的功WBCDP.5．(电场中的动力学问题)如图9所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为g，求：图9(1)此电荷在B点处的加速度；(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)．【课后巩固】1．下列关于电势和电势能的说法正确的是(　　)A．电荷在电场中电势越高的地方

8、电势能也越