教科版高中物理必修第三册精品课件 第一章 静电场 习题课 电场能的性质的理解与应用.ppt

探究二电势、电势能、静电力做功的综合分析情境探究如图所示,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的绝缘小球穿在直杆上,由静止从知识归纳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WAB=EpA-EpB求解。(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W合=ΔEk求解。2.分析电荷电势能变化的方法(1)公式法:由公式Ep=qφ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。应用体验典例2(多选)(2022河南商丘宁陵模拟)如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点,固定一电荷量为+Q的点电荷。一质量为m、电荷量为+q的物块(可视为质点的检验电荷),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方的B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),P到物块的重心竖直距离为h,P、A连线与水平轨道的夹角为45°,静电力常量为k。下列说法正确的是()答案AD针对训练2匀强电场的电场强度为40N/C,在同一条电场线上有A、B两点,把质量为2×10-9kg、电荷量为-2×10-9C的微粒从A点移到B点,静电力做了1.5×10-7J的正功。(1)求A、B两点间的电势差UAB。(2)求A、B两点间的距离。(3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10m/s,在只有静电力作用的情况下,求经过B点的速度。拓展探究应用体验φ-x图像及E-x图像问题分析典例3(2022新疆乌鲁木齐期末)空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情况如图所示,图像左右对称(规定x轴正方向为电场正方向),其中OA=OB,则()A.若为E-x图像,则φAφB,虚线与图像及x轴所围面积表示AB的电势差B.若为E-x图像,则将一电子由A沿x轴移向B,电场力先做负功再做正功C.若为φ-x图像,则EA、EB相同D.若为φ-x图像,在A自由释放一质子,质子将沿x轴负方向做加速度减小的加速运动答案A解析若为E-x图像,由图像可知,电场强度方向为负方向,所以φAφB,虚线与图像及x轴所围面积为E·x,表示A、B两点间的电势差,A正确;若为E-x图像,由图像可知,电场强度方向为负方向,所以将一电子由A沿x轴移向B,电场力做正功,B错误;若为φ-x图像,沿x轴方向电势先减小后增大,由电场方向与电势的关系可知,A、B两点电场方向相反,C错误;若为φ-x图像,在A点自由释放一质子,质子将沿x轴正方向先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,D错误。规律方法φ-x图像和E-x图像的分析要点(2)E-x图像:对比U=Ed(或U=Ex)与位移公式Δx=vt,v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,E-x图线与x轴所围的面积表示两点间的电势差U,电势差的正负由沿电场强度方向电势降低判断。针对训练3(2022辽宁沈阳皇姑期末)某静电场中x轴上各点的电场强度方向均和x轴重合,以x轴正方向为电场强度的正方向,x轴上的电场强度随位置坐标的变化规律如图所示,其中x1~x3间的图线关于x2点中心对称,规定x2点为电势零点。已知x2=2x1=2d,将一电荷量为+q的粒子从坐标原点由静止释放,不计粒子重力,关于粒子从原点O运动到x3点的过程,下列说法正确的是()A.释放后粒子的加速度先不变后减小C.粒子经过的位置中O点电势一定最大D.粒子在x1和x3处速度达到最大值答案C解析在0~x1间,电场强度沿x轴正方向且大小不变,又粒子带正电,故粒子沿x轴正方向做匀加速直线运动,x1~x2间电场强度沿x轴正方向,且大小逐渐减小,故粒子沿x轴正方向做加速度减小的加速运动;x2~x3间电场强度沿x轴负方向,且大小逐渐增大,故粒子沿x轴正方向做加速度增大的减速运动,A、D错误;x1~x3间的图线关于x2点中心对称,则x1~x2间电场力对粒子做的正功数值上等于x2~x3间电场力对粒子做的负功,故粒子到达x3点时的动能等于粒子达到x1点的动能,为Ek=qE0d,B错误;粒子在电场中仅在电场力作用下运动,粒子的动能和电势能之和不变,若O点之后粒子速度一直大于零,则粒子经过的位置处的电势能一定小于O点的,又粒子带正电,则粒子经过的位置处的电势一定小于O点的,C正确。学以致用?随堂检测全达标1.(2022江苏苏州昆山市期末)某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,如图所示,实线为电场线,虚线为粒