高中物理6.2电磁场的性质基础课件 17页

考点1电场力做功的特点和电势能电场能的性质1.电势能大小的比较方法(1)场源电荷判断法①离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小。②离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大。(2)电场线判断法①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。(3)做功判断法电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方。反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷从电势能较小的地方移向电势能较大的地方。\n(1)电势、电势能的正、负表示大小，正的电势、电势能比负的电势、电势能高，而电势差的正负表示两点电势的相对高低。(2)电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大，但电势不一定越高。2.电场中的功能关系及电场力做功的计算方法(1)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。④所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化。(2)电场力做功的计算方法①由公式W=Flcos计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为：W=qElcos。②由W=qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场。③由动能定理来计算：W电场力+W其他力=Ek。④由电势能的变化计算：W=Ep1-Ep2。\n【例1】如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于-Q的右侧。下列判断正确的是()A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同C.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小【解析】本题考查电场强度的合成、电势的高低判断、电势能，考查学生的理解能力和抽象思维能力，中等难度。判断P点合场强方向及O、P点电势高低，是解答本题的关键。P点场强方向沿x轴的负方向，在x轴上+Q的左侧，还有一点与P点电场强度相同，该点与P点以O点对称，选项A正确，选项B错误。由于O点电势高于P点电势，将试探电荷+q从P点移至O点的过程中，电势能增大，选项C正确，选项D错误。AC典例一电势能大小的比较电势能的变化情况仅与电场力做功有关，与有无其他外力做功无关。\n一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别是带电粒子到达A、B两点时对应的时刻，则下列说法中正确的有()A.A处的场强一定大于B处的场强B.A处的电势一定高于B处的电势C.电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能D.电荷在A到B过程中，电场力一定对电荷做正功AD\n【例2】如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v，则下列说法正确的是()A.小球通过C点的速度大小是B.小球通过C点的速度大小是C.小球由A到C的电场力做功是(1/2)mv2-mghD.小球由A到C机械能的损失是mg(h-R/2)-(1/2)mv2典例二电场中的功能关系【解析】小球从A到B运动的过程中，设电场力做功为WF，则由动能定理可得从A到B：mg(h-R·sin30°)+WF=(1/2)mv2-0从A到C：mgh+WF=(1/2)mvC2联立以上两式可得：vC=，A错，B对；小球由A到C电场力做功(1/2)mvC2-mgh，C错；小球由A到C机械能的损失等于除重力以外其他的力(电场力)所做的功，由B到C电场力做功为0，则E=-WF=mg(h-R/2)-(1/2)mv2，D正确。BD由B=C得WBC=0则WAB=WAC，由动能定理分析可得结论。\n质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动。在小球下落h的过程中()A.小球的重势能减少了2mghB.小球的动能减少了2mghC.电场力做负功2mghD.小球的电势能增加了3mghBD\n考点2电势电势高低的判断方法(1)依据电场线方向:沿电场线方向电势降低。(2)依据电场力做功：因UAB=WAB/q，若WAB>0且q是正电荷，则A>B；若UAB<0，则A<B。(3)依据电势能判断：正电荷在电势较高处电势能较大，负电荷在电势较低处电势能较大。(4)依据点电荷位置判断：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值，靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低。电势是反映电场能的性质的物理量，只由电场本身性质决定，与是否放入电荷及电荷的电量、电性无关。\n典例三场强的大小及电势高低的判断【解析】因沿电场线方向电势越来越低，所以M点电势一定高于N点电势，故A选项正确。电场线的疏密程度反映了场强的强弱，电场线越密集的区域场强越强；反之则越弱，故B选项错误。正电荷沿电场线方向运动时，电场力做正功，其电势能将减少，而负电荷则相反，故C选项正确，而D选项错误。电势高低由电场线方向判断；电场强度由电场线疏密判断；电势能的大小关系由电场力做功的正、负判断。【例3】如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点，下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点场强一定大于N点场强C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点，电场力做正功AC\n某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则()A.EP>EQ,P>QB.EP>EQ,P<QC.EPQD.EP