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1、第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,巩,固,识,整,合,层,知,巩固识整合层知,第十章-静电场中的能量章末复习课,一、电场线、等势面、粒子的轨迹问题1.电场线的作用(1)判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向。(2)判断静电力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同,负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反。(3)判断电场强度的大小(定性)电场线密处电场强度大,电场线疏处电场强度小,进而可判断电荷受静电力大小和加速度的大小。(4)判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势逐渐降低,电场强度的方向是电势降低最快的方向。,
2、一、电场线、等势面、粒子的轨迹问题,2.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合。(1)电场线为直线;(2)粒子初速度为零,或初速度方向与电场线平行;(3)粒子仅受静电力作用或所受合力的方向与电场线平行。,2.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系,例1(多选)如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,仅在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增大C.a的加速度将减小,b的加速度将增大D.两个粒子
3、的电势能都减少,解析:因为电场线方向未知,不能确定a、b的电性,所以选项A错;由于静电力对a、b都做正功,所以a、b的速度都增大,电势能都减少,选项B错、D对;粒子的加速度大小取决于静电力的大小,a向电场线稀疏的方向运动,b向电场线密集的方向运动,所以选项C对。答案:CD,例1(多选)如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M,二、带电体(粒子)在静电力作用下的运动1.力和运动的角度带电体的运动情况取决于它的受力情况及初始状态,准确分析带电体的受力情况是解题的关键,通过受力分析可判断带电体的运动性质及运动轨迹。从力和运动的角度进行分析是解决带电体在电场中运动问题的最基本方法。2.运动分解
4、的角度带电体在电场和重力场的复合场中,若做类平抛或其他曲线运动,都可以考虑分解的思想,把它分解为两个分运动,可使问题很快得到解决。,二、带电体(粒子)在静电力作用下的运动,例2如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。一L形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中,管的水平部分长为l1=0.2 m,离水平地面的距离为h=5.0 m,竖直部分长为l2=0.1 m。一带正电的小球从管的上端口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短,可不计)时没有能量损失,小球在电场中受的静电力大小为重力的一半。求:(1)小球运动到管口B时的速度大小;(2)小球落地点与管的下端口B的水平距离。
5、(g取10 m/s2),例2如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。一L形的,答案:(1)2.0 m/s(2)4.5 m,答案:(1)2.0 m/s(2)4.5 m,例3长为L的平行金属板与水平面成角放置,板间有匀强电场。一个电荷量为-q、质量为m的带负电的液滴以速度v0垂直于电场方向射入两极板间,如图所示,射入后液滴沿直线运动。已知重力加速度为g,求:(1)两极板间的电场强度为多大?(2)液滴离开电场时的速度为多大?,例3长为L的平行金属板与水平面成角放置,板间有匀强电场。一,解析:(1)液滴在电场中受到重力mg和静电力F两个力的作用,由于液滴沿直线运动,由直线运动的条件可知:两个力
6、的合力必须与速度共线。所以静电力的方向是垂直于金属板斜向上,如图所示,由几何关系可得F=Eq=mgcos ,解析:(1)液滴在电场中受到重力mg和静电力F两个力的作用,无关,起始,终止,EpA,EpB,垂直,密,无关 起始 终止 EpA EpB 垂直 密,UABq,UABq,电压,电荷量,电压电荷量,第十章-静电场中的能量章末复习课,提,升,力,强,化,层,能,提升力强化层能,电势高低及电势能增减的判断,电势高低及电势能增减的判断,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复
7、习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,电场中的功能关系,电场中的功能关系,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第十章-静电场中的能量章末复习课,第,十,章,同,步,练,习,第十章同步练习,填空,填空,答案:(1)静电力做功与路径无关(2)W=qU(3)电荷在电场中具有的势能(4)W=-Ep(5)Ep=q(6)电荷在电场中某一点
8、的电势能与它的电荷量之比,(8)沿电场线方向电势逐渐降低(9)电场中两点之间电势的差值(10)UAB=A-B(11)U=Ed,答案:(1)静电力做功与路径无关(8)沿电场线方向电势逐渐降,(12)电场中电势相等的点构成的面(13)电场线跟等势面垂直,并且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面(14)任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成电容器(15)电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差的比值,(19)静电力和运动方向在同一直线上,做匀加(减)速直线运动(20)粒子的动能变化等于静电力做的功(21)类平抛运动,初速度方向做匀速直线运动,静电力方向做匀加速直线运动(22)运动的合成和分解,
9、(12)电场中电势相等的点构成的面(19)静电力和运动方向在,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,带电体在电场中(重力、静电力作用下)的直线运动 情景导引如图所示,有一质量为m、带电荷量为q的油滴在竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中由静止释放。,1.判断油滴在电场中的运动性质、运动轨迹;2.分析影响油滴运动到极板上的时间的因素。,探究一探究二探究三探究四随堂检测 带电体在电场中(重力,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,探究一探究二探究三探究四随堂检测,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,知识归纳讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法(1)动力学方法牛顿运动定律
10、、匀变速直线运动公式。当带电粒子所受合力为恒力,且与速度方向共线时,粒子做匀变速直线运动,根据题意和所求,尤其是求时间问题时,优先考虑牛顿运动定律、匀变速直线运动公式。若为较复杂的匀变速直线运动,亦可以分解为重力方向上、静电力方向上的直线运动来处理。(2)功、能量方法动能定理、能量守恒定律。若题中已知和所求量涉及功和能量,那么应优先考虑动能定理、能量守恒定律。,探究一探究二探究三探究四随堂检测知识归纳,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,实例引导例1如图所示,水平放置的A、B两平行板相距h,上板A带正电,现有质量为m、带电荷量为+q的小球在B板下方距离B板H处,以初速度v0竖直向上运动,
11、从B板小孔进入板间电场。(1)带电小球在板间做何种运动?(2)欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差为多少?,【思考问题】 (2)中求电势差,是反映静电力做功或电势能的物理量,故应从功能角度寻找解题方法。,探究一探究二探究三探究四随堂检测实例引导【思考问题】 (2),探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,解析:(1)带电小球在电场外只受重力的作用做匀减速直线运动,在电场中受重力和静电力作用做匀减速直线运动。(2)整个运动过程中重力和静电力做功,由动能定理得,规律方法 分析带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法:与处理力学中物体做直线运动的方法相同,根据题意和所求考虑动力学方法、功与能
12、量方法。,探究一探究二探究三探究四随堂检测解析:(1)带电小球在电场外,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,变式训练1 如图所示,从F处释放一个无初速度的电子(重力不计)向B板方向运动,下列说法错误的是(设电源电动势为U)()A.电子到达B板时的动能是UeB.电子从B板到达C板动能变化量为零C.电子到达D板时动能是3UeD.电子在A板和D板之间做往复运动解析:电子在A、B之间做匀加速运动,且eU=Ek,选项A正确;电子在B、C之间做匀速运动,选项B正确;在C、D之间做匀减速运动,到达D板时,速度减为零,选项C错误,选项D正确。答案:C,探究一探究二探究三探究四随堂检测变式训练1,探究一,
13、探究二,探究三,探究四,随堂检测,带电体在重力、静电力作用下的类平抛运动 情景导引乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0 时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。,(2)求出t=T时的速度大小和方向;(3)求0T内重力势能的变化量;(4)求0T内静电力做的功。,探究一探究二探究三探究四随堂检测带电体在重力、静电力作用下的,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,探究一探究二探究三探究四随堂检测,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,探究一探究二探究三探究四随堂检测,探究一,探究二,探究三,探究
14、四,随堂检测,知识归纳分析带电体在重力、静电力作用下的类平抛运动的方法带电体在重力、静电力作用下做类平抛运动,涉及带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律,利用运动的合成与分解把匀变速曲线运动转换为直线运动研究,涉及运动学公式、牛顿运动定律、动能定理、功能关系的综合应用。,探究一探究二探究三探究四随堂检测知识归纳,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,实例引导例2两平行金属板A、B水平放置,一个质量为m=510-6 kg的带电微粒,以v0=2 m/s的水平速度从两板正中央位置射入电场,如图所示,A、B两板间距离为d=4 cm,板长l=10 cm,g取10 m/s2。(1)当A、B间的电压为UA
15、B=1 000 V时,微粒恰好不偏转,沿图中虚线射出电场,求该粒子的电荷量和电性。(2)令B板接地,欲使该微粒射出偏转电场,求A板所加电势的范围。,【思考问题】 A板电势高低AB间电场强度大小静电力与重力的大小关系微粒向上或向下偏转射出电场,探究一探究二探究三探究四随堂检测实例引导【思考问题】 A板电,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,探究一探究二探究三探究四随堂检测,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,答案:(1)210-9 C负电(2)-600 VA2 600 V规律方法 带电体做匀变速曲线运动时,通常利用运动的合成和分解的方法,分解速度或分解力,把其分解为较简单的两个直线运
16、动来处理。,探究一探究二探究三探究四随堂检测答案:(1)210-9 C,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,变式训练2 如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场左端的中点P以相同的初速度沿水平方向垂直于电场方向进入电场,它们分别落在A、B、C三点,可以判断()A.小球A带正电,B不带电,C带负电B.三个小球在电场中运动时间相等C.三个小球到达极板时的动能EkAEkBEkCD.三个小球在电场中运动的加速度aAaBaC,探究一探究二探究三探究四随堂检测变式训练2 如图所示,有三个,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,解析:三个小球在水平方向做匀速直线运动;
17、竖直方向,带正电荷小球受静电力向上,合力为mg-F电,带负电荷小球受静电力向下,合力为mg+F电,不带电小球只受重力,因此带负电荷小球加速度最大,运动时间最短,水平位移最短,带正电荷小球加速度最小,运动时间最长,水平位移最大,不带电小球水平位移居中,选项A正确,选项B、D错误。在运动过程中,三个小球竖直方向位移相等,带负电荷小球合力做功最大,动能改变量最大,带正电荷小球动能改变量最小,即EkCEkBEkA,选项C错误。答案:A,探究一探究二探究三探究四随堂检测解析:三个小球在水平方向做匀,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,带电粒子在交变场中的运动 情景导引电荷量q=+510-12 C、
18、质量m=510-12 kg的带电粒子,静止在空间足够大的匀强电场中,电场强度大小和方向随时间变化的规律如图所示。忽略带电粒子的重力。求以下三种情况下,6 s时带电粒子的位移为多大?粒子的速度多大?(1)如果在t0=0时刻释放带电粒子。(2)如果在t0=0.5 s时刻释放带电粒子。(3)如果在t0=0时刻给粒子以垂直电场方向的初速度v0=1 m/s。,探究一探究二探究三探究四随堂检测带电粒子在交变场中的运动,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,要点提示:作出第(1)种情况和第(2)种情况下的v-t图像,如图甲和图乙。,探究一探究二探究三探究四随堂检测要点提示:作出第(1)种情况,探究一,探
19、究二,探究三,探究四,随堂检测,探究一探究二探究三探究四随堂检测,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,知识归纳带电粒子在交变电场中运动问题的分析方法1.分段分析:按照时间的先后,分阶段分析粒子在不同电场中的受力情况和运动情况,然后选择牛顿运动定律、运动学规律或功能关系求解相关问题。2.v-t图像辅助:带电粒子在交变电场中运动情况一般比较复杂,常规的分段分析很麻烦。较好的方法是在分段分析粒子受力的情况下,画出粒子的v-t图像,画图时,注意加速度相同的运动图像是平行的直线,图像与坐标轴所围图形的面积表示位移,图像与t轴的交点,表示此时速度方向改变等。3.运动的对称性和周期性:带电粒子在周期性
20、变化的电场中运动时,粒子的运动一般具有对称性和周期性。画龙点睛 分析过程是关键,抓住特性繁易简;分段处理定方略,图像一出尽展现。,探究一探究二探究三探究四随堂检测知识归纳,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,实例引导例3(多选)带正电的微粒放在电场中,电场强度的大小和方向随时间变化的规律如图所示。带电微粒只在静电力的作用下由静止开始运动,则下列说法中正确的是()A.微粒在01 s内的加速度与12 s内的加速度相同B.微粒将沿着一条直线运动C.微粒做往复运动D.微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同,探究一探究二探究三探究四随堂检测实例引导,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,
21、解析:设粒子的速度方向、位移方向向右为正,作出粒子的v-t图像如图所示。由图可知B、D选项正确。,答案:BD规律方法 在画速度图像时,要注意以下几点(1)带电粒子进入电场的时刻。(2)图线与坐标轴围成的面积表示位移,且在横轴上方所围成的面积为正,在横轴下方所围成的面积为负。(3)注意运动对称和周期性变化关系的应用。,探究一探究二探究三探究四随堂检测解析:设粒子的速度方向、位移,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,变式训练3 (多选)如图甲所示,电子静止在两平行金属板A、B间的a点,t=0时刻开始A板电势按如图乙所示规律变化,则下列说法中正确的是()A.电子可能在极板间做往复运动B.t1时
22、刻电子的动能最大C.电子能从小孔P飞出,且飞出时的动能不大于eU0D.电子不可能在t2t3时间内飞出电场,探究一探究二探究三探究四随堂检测变式训练3 (多选)如图甲所,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,解析:t=0时刻B板电势比A板高,电子在t1时间内向B板加速,t1时刻加速结束;在t1t2时间内电子减速,由于对称,在t2时刻速度恰好为零,接下来,电子重复上述运动,所以电子一直向B板运动,直到从小孔P穿出,A错误;无论电子在什么时刻穿出P孔,t1时刻电子都具有最大动能,B正确;电子穿出小孔P的时刻不确定,但穿出时的动能不大于eU0,C正确,D错误。答案:BC,探究一探究二探究三探究四随
23、堂检测解析:t=0时刻B板电势比A,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,带电粒子在电场中的圆周运动 情景导引如图所示,长为L的绝缘细线系一质量为m、电荷量为q的小球,细线的另一端固定在O点,由于空间存在水平向右的电场,小球静止时细线与竖直方向的夹角为37。当给小球一定的初速度时,小球可绕 O 点在竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g。请思考下列问题:,(1)小球所受的静电力为多大?(2)小球做圆周运动时,在哪个位置速度最小?在哪个位置速度最大?(3)在小球静止处给小球一个多大的初速度v0,小球刚好能在竖直平面内绕O做圆周运动?,探究一探究二探究三探究四随堂检测带电粒子在电场中的圆周运动(
24、,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,探究一探究二探究三探究四随堂检测,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,知识归纳用“等效重力场”分析复合场问题物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动,但是对处在匀强电场中的宏观物体而言,它的周围不仅有重力场,还有匀强电场,同时研究这两种场对物体运动的影响,问题就会变得复杂一些。此时,若能将重力场与电场合二为一,用一个全新的“复合场”(可形象称之为“等效重力场”)来代替,不仅能起到“柳暗花明”的效果,同时也是等效思想的体现。若要灵活应用这种处理方法,必须首先搞清“等效重力场”中的部分概念与复合之前的相关概念之间的关系。具体对应如下:,探究一探
25、究二探究三探究四随堂检测知识归纳,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,等效重力场重力场、电场叠加而成的复合场等效重力重力、静电力的合力等效重力加速度等效重力与物体质量的比值等效“最低点”物体自由静止时能处于稳定平衡状态的位置等效“最高点”物体做圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置等效重力势能等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积,探究一探究二探究三探究四随堂检测等效重力场重力场、电场叠加,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,实例引导例4如图所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,电场强度为E的匀强电场与环面平行。一电荷量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿
26、环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时,速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,求:(1)速度vA的大小。(2)小球运动到与A点对称的B点时,对环在水平方向的作用力的大小。,探究一探究二探究三探究四随堂检测实例引导,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,(2)在小球从A到B的过程中,根据动能定理,静电力做的正功等于小球动能的增加量,即,探究一探究二探究三探究四随堂检测(2)在小球从A到B的过程中,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,规律方法 解决电场(复合场)中的圆周运动问题的关键(1)分析向心力的来源,向心力的提供有可能是重力和静电力的合力,也有可能是单独的重
27、力或静电力。(2)灵活应用等效法、叠加法等分析解决问题。,探究一探究二探究三探究四随堂检测规律方法 解决电场(复合场),探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,变式训练4 (多选)如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则 ()A.当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小B.当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小D.小球在运动过程中机械能不守恒,解析:若qE=mg,小球做匀速圆周运动,球在各处对细线的拉力一样大。若qEmg,球在a处速度最大,对细线的拉力最大,故A、B错;a点电势最高,负电荷在电势最高处
28、电势能最小,故C正确;小球在运动过程中除重力外,还有静电力做功,机械能不守恒,D正确。答案:CD,探究一探究二探究三探究四随堂检测变式训练4 (多选)如图所示,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,1.(多选)如图甲所示,平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),两板间距离足够大。当两板间加上如图乙所示的交变电压后,选项中的图像,反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是(),探究一探究二探究三探究四随堂检测1.(多选)如图甲所示,平行,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,答案:AD,探究一探究二探究三探究四随堂检测答案:AD,探究一,探究二,探究三,
29、探究四,随堂检测,2.(多选)如图所示,两块平行金属板正对着水平放置,两板分别与电源正、负极相连。当开关闭合时,一带电液滴恰好静止在两板间的M点。则()A.当开关闭合时,若减小两板间距,液滴仍静止B.当开关闭合时,若增大两板间距,液滴将下降C.开关再断开后,若减小两板间距,液滴仍静止D.开关再断开后,若增大两板间距,液滴将下降,探究一探究二探究三探究四随堂检测2.(多选)如图所示,两块平,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,答案:BC,探究一探究二探究三探究四随堂检测答案:BC,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,3.如图所示,半径为R的光滑圆环竖直置于电场强度为E的水平方向的匀强
30、电场中,质量为m、带电荷量为+q的空心小球穿在环上,当小球从顶点A由静止开始下滑到与圆心O等高的位置B时,求小球对环的压力。,探究一探究二探究三探究四随堂检测3.如图所示,半径为R的光滑,探究一,探究二,探究三,探究四,随堂检测,联立以上两式可得F1=2mg+3Eq小球对环的作用力与环对小球的作用力为作用力与反作用力,两者等大反向,即小球对环的压力F1=2mg+3Eq,方向水平向右。,答案:2mg+3Eq,方向水平向右,探究一探究二探究三探究四随堂检测联立以上两式可得F1=2mg,探究一,探究二,随堂检测,电场线、等势面和运动轨迹的综合 情景导引图中虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面。一带
31、正电的粒子只在静电力的作用下从a点运动到b点,轨迹如图中实线所示。(1)正电粒子受的静电力方向向哪?电场线的方向向哪?(2)a、b两点的电势哪点高?(3)粒子在a点的电势能大还是在b点电势能大?动能呢?,探究一探究二随堂检测 电场线、等势面和运动轨迹的综合,探究一,探究二,随堂检测,要点提示:静电力的方向一定与等势面垂直,由图可知静电力的方向向右,由于粒子带正电,所以电场线方向从左向右,故a点的电势高于b点的电势,粒子从a运动到b,静电力做正功,动能增加,电势能减少。,探究一探究二随堂检测要点提示:静电力的方向一定与等势面垂直,探究一,探究二,随堂检测,知识归纳1.已知等势面的形状分布,根据电
32、场线和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,可以比较不同点的电场强度大小,电场线或等势面密集处,电场强度较大。 3.根据电荷的运动轨迹弯向力指的那一侧,静电力沿着电场线的切向方向,可以判断电荷所受静电力方向;根据电荷所受静电力方向和电荷的速度方向(运动轨迹的切线方向)的夹角,判断静电力做功情况,进而判断电势能变化情况,结合动能定理判断电荷的动能变化情况。,探究一探究二随堂检测知识归纳,探究一,探究二,随堂检测,实例引导例1(多选)某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(如图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,
33、则下列说法正确的是()A.如果图中虚线是电场线,电子由a点运动到b点,动能减少,电势能增加B.如果图中虚线是等势面,电子由a点运动到b点,动能增加,电势能减少C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电场强度都大于b点的电场强度D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势,探究一探究二随堂检测 实例引导,探究一,探究二,随堂检测,解析:电子做曲线运动,它受到的静电力方向指向轨迹的凹侧。如果虚线是电场线,电子受到静电力的方向沿电场线向左,由a点运动到b点,静电力做负功,动能减少,电势能增加,A正确;若虚线是等势面,电场线与等势面垂直,即电子受到的静电力方向也与等势面垂直,方向指
34、向斜下方,电子由a点运动到b点,静电力做正功,动能增加,电势能减少,电势升高,B正确,D错误;因为等势面密集处电场线也密集,题图中虚线无论是电场线还是等势面,a处都较密集,所以a点的电场强度大于b点的电场强度,C正确。答案:ABC规律方法 已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直绘制电场线,再根据轨迹弯曲方向找电荷的受力方向,结合运动轨迹或路径,判断功的正负;由静电力做功正负确定动能及电势能的变化。,探究一探究二随堂检测解析:电子做曲线运动,它受到的静电力方向,探究一,探究二,随堂检测,变式训练1 (多选)某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,由M运动到N,其运动
35、轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是 ()A.粒子必定带正电荷B.由于M点没有电场线,粒子在M点不受静电力的作用C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D.粒子在M点的动能小于在N点的动能,探究一探究二随堂检测变式训练1,探究一,探究二,随堂检测,解析:根据带电粒子运动轨迹弯曲的情况,可以确定粒子受静电力的方向沿电场线方向,故此粒子带正电,A选项正确。电场线越密,电场强度越大,粒子受到的静电力就越大,根据牛顿第二定律可知其加速度也越大,故此粒子在N点加速度大,B选项错误,C选项正确。粒子从M点运动到N点,静电力做正功,根据动能定理得此粒子在N点的动能大,故D选项正确。答案:ACD,探究一探究
36、二随堂检测解析:根据带电粒子运动轨迹弯曲的情况,可,探究一,探究二,随堂检测,电势、电势能、静电力做功的综合分析 情景导引 如图所示,在光滑绝缘直杆下端固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上A、B两点间的距离为h,一电荷量为-q、质量为m的绝缘小球,(1)静电力所做的功。(2)A、B两点的电势差。(3)若取B点为零势能点,小球在A点的电势能。,探究一探究二随堂检测电势、电势能、静电力做功的综合分析(1),探究一,探究二,随堂检测,探究一探究二随堂检测,探究一,探究二,随堂检测,知识归纳1.计算静电力做功的常见方法(1)利用静电力做功与电势能的关系求解:WAB=EpA-EpB。(2)利用W=Fd求解,
37、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:W合=Ek。2.分析电荷电势能变化的方法(1)公式法:由公式Ep=q判断。(2)做功法:静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加,即W=Ep1-Ep2。(3)电荷法:正电荷在电势高的地方电势能大。负电荷在电势低的地方电势能大。,探究一探究二随堂检测知识归纳,探究一,探究二,随堂检测,实例引导 例2如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的圆交于B、C两点,质量为m、电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知qQ,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为,求小球由A到C的过程中静电力做的
38、功及A、C两点间的电势差。,探究一探究二随堂检测实例引导 求小球由A到C的,探究一,探究二,随堂检测,解析:因为Q是正点电荷,所以以Q为圆心的圆面是一个等势面,这是一个重要的隐含条件,由A到B过程中静电力是变力,所以不能直接用W=Fx来解,只能考虑应用功能关系求解。,探究一探究二随堂检测解析:因为Q是正点电荷,所以以Q为圆心的,探究一,探究二,随堂检测,变式训练2匀强电场的电场强度为40 N/C,在同一条电场线上有A、B两点,把质量为210-9 kg、带电荷量为-210-9 C 的微粒从A点移到B点,静电力做了1.510-7 J的正功。求:(1)A、B两点间的电势差UAB。(2)A、B两点间的
39、距离。(3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10 m/s,在只有静电力作用的情况下,求经过B点的速度。,探究一探究二随堂检测变式训练2匀强电场的电场强度为40 N/,探究一,探究二,随堂检测,解析:(1)WAB=UABq,探究一探究二随堂检测解析:(1)WAB=UABq,探究一,探究二,随堂检测,1.如图所示,虚线a、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静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知()A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q
40、点时的小,比在P点时的大D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小,探究一探究二随堂检测1.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的,探究一,探究二,随堂检测,解析:根据牛顿第二定律可得qE=ma,又根据电场线的疏密程度可以得出Q、R两点处的电场强度的大小关系为EREQ,则带电粒子在R、Q两点处的加速度的大小关系为aRaQ,故D项错误;由于带电粒子在运动过程中只受静电力作用,只有动能与电势能之间的相互转化,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R处所受静电力的方向为沿电场线向右。假设粒子从Q向P运动,则静电力做正功,
41、所以电势能减小,动能增大,速度增大,假设粒子从P向Q运动,则静电力做负功,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。答案:A,探究一探究二随堂检测解析:根据牛顿第二定律可得qE=ma,又,探究一,探究二,随堂检测,2.(多选)图甲是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度仅在静电力的作用下沿电场线AB由A点运动到B点,所经位置的电势随其与A点的距离x变化的规律如图乙所示。以下说法正确的是()A.A、B两点的电场强度EAvBC.A、B两点的电势ABD.电子在A、B两点的电势能EpAEpB,解析:由题图可知,从A到B电势降低,则电场方向为从A到B,电子带负电,在电势较低的B点
42、电势能较大,根据能量守恒可知,电子在A点的动能较大,选项B、D正确;电势在A点变化较快,则电场强度EAEB,选项A错误。答案:BD,探究一探究二随堂检测2.(多选)图甲是某电场中的一条电场线,探究一,探究二,随堂检测,3.如图所示。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,(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)。,探究一探究二随堂检测3.如图所示。Q为固定的正点电荷,A、B,Thank you for watching !,Thank you for watching !,感谢聆听,感谢聆听,
