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

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)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 22011222CDMCMMCMABCDMCqUmgLmvmvmgLUq、 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：