高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 (高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題)第6章 第3節(jié) 電場(chǎng)的能的性質(zhì)課件 新人教版

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1、第第3節(jié)節(jié)電場(chǎng)的能的性質(zhì)電場(chǎng)的能的性質(zhì)考點(diǎn)考點(diǎn)1:等勢(shì)面與電場(chǎng)線的綜合應(yīng)用:等勢(shì)面與電場(chǎng)線的綜合應(yīng)用【例1】(2011江蘇)一粒子從A點(diǎn)射入電場(chǎng),從B點(diǎn)射出,電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖631所示,圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面彼此平行,不計(jì)粒子的重力下列說法正確的有()A粒子帶負(fù)電荷B粒子的加速度先不變,后變小C粒子的速度不斷增大D粒子的電勢(shì)能先減小,后增大圖631切入點(diǎn):等勢(shì)面與電場(chǎng)線(電場(chǎng)強(qiáng)度)的關(guān)系【解析】由于粒子做曲線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與等勢(shì)面垂直,且電場(chǎng)力(合外力)在曲線弧內(nèi)側(cè),可知其帶負(fù)電,做減速運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大答案:AB點(diǎn)評(píng):對(duì)于電場(chǎng)線與等勢(shì)面的應(yīng)用這類問題,核心是要明確概念

2、的物理內(nèi)涵,如電場(chǎng)線(等勢(shì)面)的疏密反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小等,重點(diǎn)是要理解并熟記幾種典型的電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)面的分布(即線譜)考點(diǎn)考點(diǎn)2:勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系:勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【例2】(2010安徽)如圖632所示,在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R=0.1m的圓,P為圓周上的一點(diǎn),O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=100V/m,則O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為()AUOP=10sin(V) BUOP=10sin(V)CUOP=10cos(V) DUOP=10cos(V)圖632切入點(diǎn):電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【解析】在勻強(qiáng)電

3、場(chǎng)中,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ed,而d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離,所以dOP=Rsin,故:UOP=100 (0.1sin)=10sin(V),選項(xiàng)A正確答案:A點(diǎn)評(píng):在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿任意一條直線方向,電勢(shì)的降落都是均勻的換一句話說,在同一條直線上任意等距的兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差都相等依據(jù)這一規(guī)律可以很方便地尋找等勢(shì)點(diǎn),確定等勢(shì)面題型一:圖象問題題型一:圖象問題【例3】(2010江蘇卷)空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖633所示下列說法正確的是()AO點(diǎn)的電勢(shì)最低Bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高Cx1和x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等Dx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等圖633【解析】可畫出電場(chǎng)線,如下: 沿電場(chǎng)線電勢(shì)

4、降落(最快),所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)可能最高,也可能最低,A、B錯(cuò)誤;根據(jù)U=Ed,電場(chǎng)強(qiáng)度是變量,U可用圖象面積表示,所以C正確;x1、x3兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,電勢(shì)不相等,D錯(cuò)誤答案:C點(diǎn)評(píng):對(duì)于圖象類問題,關(guān)鍵是理解圖象的物理意義,挖掘圖象的物理內(nèi)涵例如,電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象反映了x軸上任意一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向其中E的絕對(duì)值反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,E的正負(fù)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的方向;電勢(shì)隨x變化的圖象反映了x軸上任意一點(diǎn)電勢(shì)的大小包括電勢(shì)的正負(fù)也是反映電勢(shì)的大小(電勢(shì)沒有方向),圖象上某一點(diǎn)的切線的斜率則反映了該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向題型二:電場(chǎng)力做功與帶電體的能量問題題型二:電場(chǎng)力做功與帶電體的

5、能量問題【例4】如圖634所示,固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷,電荷量均為Q,其中A帶正電,B帶負(fù)電,DC是它們連線的垂直平分線,A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長(zhǎng)為d的等邊三角形,另有一個(gè)帶電小球E,質(zhì)量為m,電荷量為+q(可視為質(zhì)點(diǎn)),被長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O點(diǎn),O點(diǎn)在C點(diǎn)的正上方,現(xiàn)把小球E拉起到M點(diǎn),使細(xì)線水平繃直且與A、B、C處于同一豎直面內(nèi),并由靜止開始釋放,小球向下做圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí),速度為v,已知靜電力恒量為k,若取D點(diǎn)的電勢(shì)為零,求: (1)在A、B所形成的電場(chǎng)中,M點(diǎn)的電勢(shì)(2)絕緣細(xì)線在C點(diǎn)所受到的拉力FT.圖634 22011222CDMCMM

6、CMABCDMCqUmgLmvmvmgLUq、 兩處等量異種電荷形成的電場(chǎng)在其連線的中垂線上是等勢(shì)線,依題意,帶電小球從到 運(yùn)動(dòng)過程中,由動(dòng)能定理有: 另有:則可得:【解析】 1221222ACTTCABQqFFkdvFmgFmLvQqFmmgkLd如圖所示,在 點(diǎn)小球受到 、 兩處點(diǎn)電荷的合力為: 方向豎直向下由牛頓第二定律有: 得:點(diǎn)評(píng):電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是與路徑無關(guān),公式W=qU對(duì)任何電場(chǎng)都適用帶電體在電場(chǎng)中的能量主要包括動(dòng)能、重力勢(shì)能和電勢(shì)能要明確各類能量變化的決定因素:動(dòng)能的變化由外力做的總功決定;重力勢(shì)能的變化由重力做功決定;電勢(shì)能的變化由電場(chǎng)力做功決定在只有電場(chǎng)力做功的情況下,帶電

7、體的動(dòng)能與電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能與電勢(shì)能的總量守恒1.(2011山東)如圖635所示,在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線,且a與c關(guān)于MN對(duì)稱,b點(diǎn)位于MN上,d點(diǎn)位于兩電荷的連線上以下判斷正確的是( )Ab點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Bb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Ca、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能圖635 BC【解析】由等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布規(guī)律可知d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大,A錯(cuò)B對(duì);由對(duì)稱性可知a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差,所以C對(duì);a點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì),正電荷由高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng),電

8、場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,所以D錯(cuò)2.(2012天津卷)兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖636中虛線所示,一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行,最后離開電場(chǎng),粒子只受靜電力作用,則粒子在電場(chǎng)中( )A做直線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變小后變大B做直線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變小后變大D做曲線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變大后變小圖636C【解析】由圖可知 電子將做曲線運(yùn)動(dòng)且電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,電勢(shì)能先變小后變大,故本題選C.3.(2011上海黃浦二模)如圖637所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,即Uab=Ubc,實(shí)線為

9、一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知( )A三個(gè)等勢(shì)面中的,a的電勢(shì)最高B帶電質(zhì)點(diǎn)在M點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能大C帶電質(zhì)點(diǎn)通過M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過N點(diǎn)時(shí)大D帶電質(zhì)點(diǎn)通過M點(diǎn)時(shí)的加速度比通過N點(diǎn)時(shí)大圖637ABD4.(2011上海崇明二模)在光滑的絕緣水平面上,有一個(gè)正方形abcd,頂點(diǎn)a、c處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷,電荷量相等,如圖638所示若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn),自由釋放,粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中( D )A先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng)B先從高電勢(shì)到低電勢(shì),后從低電勢(shì)到高電勢(shì)C電勢(shì)能與機(jī)械能之和

10、先增大,后減小D電勢(shì)能先減小,后增大圖6385.如圖639所示,MN為水平放置的金屬板,板中央有一個(gè)小孔O,板下存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E.AB是一根長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m的均勻帶正電的絕緣細(xì)桿現(xiàn)將桿下端置于O處,然后將桿由靜止釋放,桿運(yùn)動(dòng)過程中始終保持豎直,電場(chǎng)E不會(huì)影響細(xì)桿的電荷分布當(dāng)桿下落時(shí)速度達(dá)到最大,求:(1)細(xì)桿帶電荷量;(2)桿下落的最大速度;(3)若桿沒有全部進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度減小為零,求此時(shí)桿下落的位移圖639 103133.lamgEqmgqE由于下落 時(shí)速度最大,則此時(shí)加速度所以解得:析】有【解 2m2013032321.3mqEllmgmvvgl從靜止釋放到下落過程中,由動(dòng)能定理得解得: 30002223hhEqlmghhmglhlEq設(shè)下落 時(shí),速度為零,由動(dòng)能定理得解得:

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