电场的能的性质课件.ppt
第二讲电场的能的性质,第二讲电场的能的性质,一、电场力做功与电势能1静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时电场力做功与_无关，只与_有关，WqU.(2)在匀强电场中，电场力做的功W_，其中d为沿_的位移,路径,初末位置,Eqd,电场线方向,一、电场力做功与电势能路径初末位置Eqd电场线方向,2电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移到_位置时所做的功(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于_，即WAB_.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷_的电势能规定为零，或把电荷在_表面的电势能规定为零,零势能,电势能的减少量,EPAEPB,无限远处,大地,2电势能零势能电势能的减少量EPAEPB无限远处大地,二、电势、等势面和电势差1电势和电势差,电势能,电荷量,差值,UAB_,AB,二、电势、等势面和电势差电势电势差意义描述电场能的性质描述电,矢标量，但有正负，正负只表示电势的高低标量，但有正负，正负只,2.等势面(1)定义：电场中_的各点构成的面(2)特点：等势面一定与电场线_，即跟场强的方向_ 在_上移动电荷时电场力不做功电场线总是从_的等势面指向_的等势面等差等势面越密的地方电场强度_；反之_.,电势相同,垂直,垂直,等势面,电势高,电势低,越大,越小,2.等势面电势相同垂直垂直等势面电势高电势低越大越小,三、匀强电场中电势差与电场强度的关系1电势差与场强的关系式：UEd，其中d为电场中A、B两点间_的距离2电场强度的方向和大小电场中，场强方向是指电势降落最快的方向在匀强电场中，场强在数值上等于沿_方向每单位距离上降低的电势,沿电场线方向,电场,三、匀强电场中电势差与电场强度的关系沿电场线方向电场,四、处于静电平衡状态中的导体的特点1导体是_，导体表面是一个_2导体内部场强处处为零3净电荷分布在导体的外表面，内部净电荷等于零,等势体,等势面,四、处于静电平衡状态中的导体的特点等势体等势面,1对于任何电场来说，下列描述正确的是()A电势为零的点，电场强度一定为零B电场强度为零的点，电势一定为零C电场强度为零的点，电势一定不为零；电势为零的点，电场强度一定为零D电势为零的点，电场强度不一定为零；电场强度为零的点，电势不一定为零答案：D,1对于任何电场来说，下列描述正确的是(),2如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是(),答案：C,2如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大,3.如图所示，一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点不计重力，下列表述正确的是(),A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加答案：C,3.如图所示，一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,4.如图所示，正点电荷Q产生的电场中，已知A、B间的电势差为 U，现将电荷量为q的正点电荷从B移到A，则(),A外力克服电场力做功QU，电势能增加qUB外力克服电场力做功qU，电势能增加QUC外力克服电场力做功qU，电势能增加qUD外力克服电场力做功QU，电势能减少QU,答案：C,4.如图所示，正点电荷Q产生的电场中，已知A、B间的电势差为,5一带电小球在空中由a点运动到b点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用若重力势能增加3 J，机械能增加0.5 J，电场力做功1 J，则小球()A克服重力做功为3 JB电势能增加1 JC克服空气阻力做功0.5 J D动能减少2.5 J答案：ACD,5一带电小球在空中由a点运动到b点的过程中，受重力、电场力,几种常见的典型电场的等势面比较,几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述,等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷,不能很好掌握电场线和等势面的关系而出错,如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴右侧，MPON.则(),A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电的粒子，该粒子将沿y轴做直线运动,答案：AD,不能很好掌握电场线和等势面的关系而出错A.M点的电势比P点的,匀强电场中电势差、电势、电势能的理解,匀强电场中电势差、电势、电势能的理解,电势高低和电势能大小的判断,1电势高低的判断方法(1)沿电场线方向，电势越来越低(2)判断出UAB的正负，再由UABAB，比较A、B的大小，若UAB0，则AB，若UAB0，则AB.,(3)取无穷远处的电势零点，正电荷周围电势为正值，且离正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近处电势低(4)依据电势能高低判断：正电荷的电势能大处的电势高，而负电荷电势能大处的电势低,电势高低和电势能大小的判断1电势高低的判断方法(3)取无穷,如图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为，电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0方向沿x正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点电子的质量为m，电荷量为e，重力不计则(),AO点电势高于M点电势B运动过程中电子在M点电势能最多C运动过程中，电子的电势能先减少后增加D电场对电子先做负功，后做正功,答案：D,如图所示，xOy平面内有一匀强电AO点电势高于M点电势答案,11：如图所示是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是(),A该电场一定是匀强电场B场强Ea一定小于EbC电子具有的电势能Epa一定大于EpbD电势a一定低于b,答案：CD,11：如图所示是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止,2电势能大小的判断方法,2电势能大小的判断方法判断角度判断方法做功判断法电场力做正,(2012深圳调研)如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是(),Aa点场强与c点场强一定相同Ba点电势一定小于c点电势C负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能D正电荷从d点移到b点电场力不做功,答案：AD,(2012深圳调研)如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M,21：一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中实线所示图中一组平行虚线是等势面，则下列说法正确的是(),Aa点的电势比b点低B电子在a点的加速度方向向右C电子从a点到b点动能减小D电子从a点到b点电势能减小,答案：C,21：一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中实线所示,电场强度和电势差之间的关系,如图所示，在匀强电场中，有边长为2 m的等边三角形ABC，其中O点为该三角形的中心，各点的电势分别为A2 V，B4 V，C6 V求：,(1)O点的电势为多少？(2)该匀强电场的电场强度是多少？,答案：(1)4 V(2)2 V/m,电场强度和电势差之间的关系如图所示，在匀强电场中，有边长为2,解决匀强电场中电势差与电场强度关系时应抓住“一式二结论”：,(2)二结论：结论1：匀强电场中同一条不垂直电场线的直线上，两点间的电势差与这两点间距离成正比结论2：匀强电场中分别位于两平行直线(非等势面)上的任意两点间的电势差与其距离成正比,解决匀强电场中电势差与电场强度关系时应抓住“一式二结论”：(,31：如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为(),AUOP10 sin (V)BUOP10sin (V)CUOP10 cos (V) DUOP10 cos (V),答案：A,31：如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0,电场中的功能关系,如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J则下列说法正确的是(),A粒子带负电B粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC粒子在A点的动能比在B点多0.5 JD粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J,答案：CD,电场中的功能关系如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到,1电场力做功的计算方法(1)WABqUAB(普遍适用)(2)WqExcos (适用于匀强电场)(3)WABEpEpAEpB(从能量角度求解)(4)W电W非电Ek(由动能定理求解)2功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化,1电场力做功的计算方法,41：(2011嘉兴模拟)一半径为R的绝缘光滑圆环竖直放置在水平向右、场强为E的匀强电场中，如图所示，环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时的速度恰好为零，由此可知()A小球在d点时的加速度为零B小球在b点时机械能最大C小球在b点时电势能最大D小球在b点和c点时的动能相同,答案：BD,41：(2011嘉兴模拟)一半径为R的绝缘光滑圆环竖直放,题型(27)对电场的能的性质的考查,1(2010天津理综)在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()Ab点的电场强度一定比a点大B电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高D该电荷的动能一定减小,答案：C,题型(27)对电场的能的性质的考查1(2010天津理综,2.(2010上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为a、b，则(),答案：C,AEaEb，abBEaEb，ab,2.(2010上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图所示，,3(2011海南卷)关于静电场，下列说法正确的是()A电势等于零的物体一定不带电B电场强度为零的点，电势一定为零C同一电场线上的各点，电势一定相等D负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加,答案：D,3(2011海南卷)关于静电场，下列说法正确的是(),4(2011上海单科)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置x变化规律的是图(),答案：A,4(2011上海单科)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对,5(2011江苏卷)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有(),A粒子带负电荷B粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大,答案：AB,5(2011江苏卷)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电,6(2011重庆卷)如图所示，电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有(),A体中心、各面中心和各边中点B体中心和各边中点C各面中心和各边中点 D体中心和各面中心,答案：D,6(2011重庆卷)如图所示，电量为q和q的点电荷分,7.(2011山东卷)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是(),Ab点场强大于d点场强Bb点场强小于d点场强Ca、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能,答案：BC,7.(2011山东卷)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中,8(2011上海单科)如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘细杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2(m1m2)，A带负电，电量为q1，B带正电，电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为_，在竖直位置处两球的总动能为_,8(2011上海单科)如图，在竖直向下，场强为E的匀强电,电场的能的性质课件,答案：,答案：,练规范、练速度、练技能,练规范、练速度、练技能知能训练返回目录,
