《2018-2019高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.4 電勢(shì)能和電勢(shì)課件 新人教版選修3-1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.4 電勢(shì)能和電勢(shì)課件 新人教版選修3-1.ppt（103頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、4電勢(shì)能和電勢(shì),一、靜電力做功的特點(diǎn)：1.靜電力做功：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜電力做功W=qElcosθ。其中θ為_(kāi)____________之間的夾角。2.特點(diǎn)：在靜電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷的_________和_________有關(guān)，與電荷___________無(wú)關(guān)。,靜電力與位移,起始位置,終止位置,經(jīng)過(guò)的路徑,二、電勢(shì)能1.概念：電荷在_____中具有的勢(shì)能。用Ep表示。2.靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢(shì)能的_______，WAB=______。(1)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能_____。(2)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能_____。,電場(chǎng),減少量,EpA-EpB,減少,增加,

2、3.電勢(shì)能的大小：電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到___________時(shí)所做的功。4.電勢(shì)能的相對(duì)性：電勢(shì)能的大小與_________的選取有關(guān)，通常選取_________或_________的位置為零勢(shì)能點(diǎn)。,零勢(shì)能位置,零勢(shì)能點(diǎn),無(wú)窮遠(yuǎn)處,大地表面,5.電勢(shì)能的標(biāo)量性：電勢(shì)能有正、負(fù)之分，當(dāng)電荷的電勢(shì)能為正值時(shí)，比在零電勢(shì)能位置的電勢(shì)能___；為負(fù)值時(shí)，比在零電勢(shì)能位置的電勢(shì)能___。,大,小,三、電勢(shì)與等勢(shì)面1.電勢(shì)：(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的_______與它的________的比值。(2)表達(dá)式和單位：φ=___。在國(guó)際單位制中，電勢(shì)的單位是_____，符號(hào)為_(kāi)

3、_。,電勢(shì)能,電荷,量,伏特,V,(3)電勢(shì)零點(diǎn)：電場(chǎng)中規(guī)定的電勢(shì)為_(kāi)__的位置。常取離場(chǎng)源電荷_________或_____電勢(shì)為零。規(guī)定電勢(shì)零點(diǎn)之后，電勢(shì)有正、負(fù)之分。(4)矢標(biāo)性：電勢(shì)只有_____，沒(méi)有_____，是個(gè)_____。(5)電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)_____。,零,無(wú)限遠(yuǎn)處,大地,大小,方向,標(biāo)量,降低,2.等勢(shì)面：(1)定義：電場(chǎng)中_________的各點(diǎn)構(gòu)成的面。(2)等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系。①電場(chǎng)線跟等勢(shì)面_____。②電場(chǎng)線由_______的等勢(shì)面指向_______的等勢(shì)面。,電勢(shì)相同,垂直,電勢(shì)高,電勢(shì)低,【思考辨析】(1)只要電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)

4、力一定做功。()(2)無(wú)論正、負(fù)電荷，只要電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能一定減少。()(3)電勢(shì)能是相對(duì)的，規(guī)定不同的零勢(shì)能點(diǎn)，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能不同。(),(4)電荷處在電場(chǎng)中，在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能一定越大。()(5)在電場(chǎng)中確定的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷量大小相等的正、負(fù)電荷時(shí)，電勢(shì)能變化相同。(),提示：(1)。在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功，靜電力做功只與電荷的初、末位置有關(guān)。(2)√。電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量，與電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)。(3)√。電勢(shì)能具有相對(duì)性，零勢(shì)能面的選取不同，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能不同。,(4)。正電荷在電勢(shì)越高處電勢(shì)能越大，負(fù)電荷在電勢(shì)越高處電勢(shì)能越小。(5)。在電

5、場(chǎng)中確定的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷量大小相等的正、負(fù)電荷時(shí)，靜電力做的功絕對(duì)值相等，正、負(fù)不同，電勢(shì)能的變化量絕對(duì)值相等，增減情況相反。,,【生活鏈接】如圖所示，如果云層帶負(fù)電，和地面上的建筑物間發(fā)生放電現(xiàn)象，請(qǐng)分析放電時(shí)，空氣中的正、負(fù)離子各向什么方向移動(dòng)？靜電力對(duì)離子做什么功？,,提示：放電時(shí)，空氣中的負(fù)離子向地面運(yùn)動(dòng)，正離子向云層運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中涉及能量的轉(zhuǎn)化，靜電力對(duì)離子做正功。,知識(shí)點(diǎn)一靜電力做功和電勢(shì)能變化的關(guān)系探究導(dǎo)入：如圖所示，一帶電量為q的正電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，已知直角邊BC、AC的長(zhǎng)度分別為a、b。,(1)若電荷沿直線AB運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做了多少功？正功還是負(fù)功？(2)

6、若電荷沿折線ACB運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做了多少功？正功還是負(fù)功？(3)由以上兩種情況可以總結(jié)出電場(chǎng)力做功有何特點(diǎn)？試猜想電荷沿曲線ADB運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做了多少功？,提示：(1)若電荷沿直線AB運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做功W=FlABcosθ=qEa，電場(chǎng)力做正功。(2)若電荷沿折線ACB運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力在AC段不做功，在BC段做正功，做功W=FlBC=qEa。(3)以上兩種情況電場(chǎng)力做功相同，可以總結(jié)出電場(chǎng)力做功與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。并由此可以猜想到電荷沿曲線ADB運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功仍為qEa。,,【歸納總結(jié)】1.靜電力做功的特點(diǎn)：(1)靜電力對(duì)電荷所做的功，與電荷的初末位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。該結(jié)論適用于任何

7、靜電場(chǎng)。(2)無(wú)論帶電體在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)還是做曲線運(yùn)動(dòng)，無(wú)論帶電體只受靜電力作用還是受多個(gè)力作用，無(wú)論靜電力做正功還是做負(fù)功，靜電力做功的特點(diǎn)不變。,,2.電勢(shì)能的性質(zhì)：(1)系統(tǒng)性：電勢(shì)能是由電場(chǎng)和電荷共同決定的，是屬于電荷和電場(chǎng)所共有的，我們習(xí)慣上說(shuō)成電荷的電勢(shì)能。(2)相對(duì)性：電勢(shì)能是相對(duì)的，其大小與選定的參考點(diǎn)有關(guān)。確定電荷的電勢(shì)能，首先應(yīng)確定參考點(diǎn)，也就是零勢(shì)能點(diǎn)的位置。,(3)標(biāo)量性：電勢(shì)能是標(biāo)量，有正負(fù)但沒(méi)有方向。電勢(shì)能為正值表示電勢(shì)能大于參考點(diǎn)的電勢(shì)能，電勢(shì)能為負(fù)值表示電勢(shì)能小于參考點(diǎn)的電勢(shì)能。,3.電勢(shì)能增減的判斷方法：(1)做功判斷法。無(wú)論正、負(fù)電荷，只要電場(chǎng)力做正功，電

8、荷的電勢(shì)能一定減??；只要電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能一定增大。,,(2)電場(chǎng)線判斷法。正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大。負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小。,,(3)電勢(shì)判斷法。由公式Ep=qφ知，正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能小。(4)能量守恒法。只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化，動(dòng)能減少多少，電勢(shì)能就增加多少，反之亦然。,,電勢(shì)能與重力勢(shì)能的比較：,,【特別提醒】(1)利用做功判斷法時(shí)，正、負(fù)電荷遵循相同的規(guī)律；利用電場(chǎng)線或電勢(shì)判斷法時(shí)，正、負(fù)電荷遵循不

9、同的規(guī)律。(2)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能的變化只與電場(chǎng)力所做的功有關(guān)，與零勢(shì)能點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。,【典題通關(guān)】考查角度1靜電力做功的定性分析【典例1】如圖所示，A、B為某電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，那么以下結(jié)論正確的是(),A.把正電荷從A移到B，靜電力做正功，電荷的電勢(shì)能增加B.把負(fù)電荷從A移到B，靜電力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加C.把負(fù)電荷從A移到B，靜電力做正功，電荷的電勢(shì)能增加D.不論正電荷還是負(fù)電荷，從A到B電勢(shì)能逐漸降低,【正確解答】選B。正電荷從A移到B，靜電力做正功，電勢(shì)能減少；負(fù)電荷從A移到B，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，因此B正確。,考查角度2靜電力做功的定量計(jì)算【典例2】將電荷量為610-

10、6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做了310-5J的功，再?gòu)腂點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做了1.210-5J的功。(1)電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過(guò)程中電勢(shì)能共改變了多少？,(2)如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？(3)如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？,【正確解答】(1)WAC=WAB+WBC=(-310-5+1.210-5)J=-1.810-5J，可見(jiàn)電勢(shì)能增加了1.810-5J。(2)如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，由公式得該電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能EPB1=EPA1-WAB=0-WAB=310-5J。同理，C點(diǎn)的電勢(shì)能為EPC

11、1=EPA1-WAC=0-WAC=1.810-5J。,(3)如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)能為EPA2=EPB2+WAB=0+WAB=-310-5JC點(diǎn)的電勢(shì)能為EPC2=EPB2-WBC=0-WBC=-1.210-5J。答案：見(jiàn)正確解答,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(),A.油滴帶正電B.電勢(shì)能增加C.動(dòng)能增加D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加,【解析】選C。由題圖的軌跡可知靜電力大于重力且方向向上，由電場(chǎng)方向知油滴帶負(fù)電，則從a到b靜電力做正功，電勢(shì)能減少，又有靜電力

12、做的功大于克服重力做的功，所以動(dòng)能增加，由能量守恒定律知重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和減少，所以選項(xiàng)C正確。,2.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B、C三點(diǎn)，AB=5cm，BC=12cm，其中AB沿電場(chǎng)方向，BC和電場(chǎng)方向成60角。一個(gè)電荷量為q=410-8C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為W1=1.210-7J。求：,(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2)電荷從B到C，電荷的電勢(shì)能改變多少？【解析】(1)由W1=qEAB得，該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為：,(2)電荷從B到C，電場(chǎng)力做功為：W2=F電BCcos60=qEBCcos60=410-8601210-20.5J=1.4410-7J所以，該過(guò)程電勢(shì)能減少

13、1.4410-7J。答案：(1)60N/C(2)減少1.4410-7J,【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到了B點(diǎn)，路徑不同，電場(chǎng)力做功的大小就可能不同B.電荷從電場(chǎng)中的某點(diǎn)開(kāi)始出發(fā)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，又回到了該點(diǎn)，則說(shuō)明電場(chǎng)力做功為零,C.正電荷沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功D.電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，因?yàn)殡妶?chǎng)力可能對(duì)電荷做功，所以能量守恒定律在電場(chǎng)中并不成立,,【解析】選B、C。電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)，所以B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤；正電荷沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，力與速度的夾角均為0度，電場(chǎng)力均做

14、正功，C項(xiàng)正確；能量守恒定律是自然界的普遍適用定律之一，與哪一個(gè)力做功無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)。,知識(shí)點(diǎn)二對(duì)電勢(shì)的理解探究導(dǎo)入：如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，取O點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，A點(diǎn)距O點(diǎn)為L(zhǎng)，AO連線與電場(chǎng)強(qiáng)度反方向的夾角為θ。,(1)電荷量分別為q和2q的試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？(2)電勢(shì)能與電荷量的比值是否相同？(3)電勢(shì)能與電荷量的比值與試探電荷的電荷量是否有關(guān)系？,提示：(1)由EpA-Ep0=WAO=EqLcosθ，知電荷量為q和2q的試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能分別為EqLcosθ、2EqLcosθ；(2)雖然兩電荷在電場(chǎng)中同一位置的電勢(shì)能不同，但電勢(shì)能與電荷量的比值相同，都為ELcosθ

15、。(3)由上面分析可知，電勢(shì)能與試探電荷的比值與試探電荷本身的電量沒(méi)有關(guān)系。,【歸納總結(jié)】電勢(shì)的性質(zhì)：(1)相對(duì)性：電勢(shì)是相對(duì)的，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)高低與電勢(shì)零點(diǎn)的選取有關(guān)。通常將離場(chǎng)源電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處或地球表面選為電勢(shì)零點(diǎn)。,(2)固有性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)大小是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與在該點(diǎn)是否放有電荷及所放電荷的電荷量和電勢(shì)能均無(wú)關(guān)。,(3)標(biāo)量性：電勢(shì)是只有大小、沒(méi)有方向的物理量，在規(guī)定了電勢(shì)零點(diǎn)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可能是正值，也可能是負(fù)值。正值表示該點(diǎn)的電勢(shì)高于零電勢(shì)；負(fù)值表示該點(diǎn)的電勢(shì)低于零電勢(shì)。顯然，電勢(shì)的正負(fù)只表示大小，不表示方向。,1.電勢(shì)與電勢(shì)能：,2.電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較：,,

16、,【易錯(cuò)提醒】(1)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)高低與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小無(wú)關(guān)。(2)沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，電勢(shì)降低最快的方向沿電場(chǎng)線的方向。(3)當(dāng)涉及φ、Ep、q三者關(guān)系的問(wèn)題時(shí)，一定要考慮三者的正負(fù)號(hào)問(wèn)題。,【典題通關(guān)】考查角度1電勢(shì)與電勢(shì)能的理解【典例1】(多選)如圖所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)試探電荷只受靜電力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，若電荷是從A處運(yùn)動(dòng)到B處，以下判斷正確的是(),A.電荷從A到B加速度減小B.B處電勢(shì)能大C.B處電勢(shì)高D.電荷在B處速度小,【正確解答】選B、D。由題圖可知，B處的電場(chǎng)線比A處的電場(chǎng)線密，說(shuō)明B處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于A處的電場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)牛頓第二定律，試探電荷在B處

17、的加速度大于在A處的加速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖可知，電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，必受到不等于零的合外力，即靜電力F≠0，且靜電力F的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，因?yàn)樵囂诫姾蓭ж?fù)電，所以電場(chǎng)線指向是從電場(chǎng)線疏處到電場(chǎng)線,密處，再利用“電場(chǎng)線方向?yàn)殡妱?shì)降低最快的方向”判斷A、B處電勢(shì)高低關(guān)系是φA>φB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)試探電荷的位移與所受靜電力的夾角大于90，可知靜電力對(duì)試探電荷做負(fù)功，所以由A→B電勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確；又因?yàn)殪o電力做功與路徑無(wú)關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢(shì)能增加則動(dòng)能減少，即速度減小，選項(xiàng)D正確。,【規(guī)律方法】電勢(shì)高低的判斷方法(1)電場(chǎng)線法：沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。(2)場(chǎng)源電荷判斷法：離

18、場(chǎng)源正電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越高；離場(chǎng)源負(fù)電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越低。(3)電勢(shì)能判斷法：對(duì)于正電荷，電勢(shì)能越大，所在位置的電勢(shì)越高；對(duì)于負(fù)電荷，電勢(shì)能越小，所在位置的電勢(shì)越高。,考查角度2電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的理解【典例2】如圖所示，實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。下列判斷正確的是()A.1、2兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等B.1、3兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等C.1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D.2、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,【正確解答】選D。根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，所以E1>E2，E1>E3，A、B均錯(cuò)誤；電勢(shì)是標(biāo)量，電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，且在同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等，所以φ1

19、>φ2，φ2=φ3，C錯(cuò)誤，D正確。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)下列有關(guān)電勢(shì)高低的判斷正確的是()A.負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，外力做正功，A點(diǎn)的電勢(shì)一定較低B.負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能增加，A點(diǎn)的電勢(shì)一定較高,C.正電荷只在電場(chǎng)力作用下，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A點(diǎn)的電勢(shì)一定較高D.正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，其電勢(shì)能增加，A點(diǎn)電勢(shì)一定較低,,【解析】選B、D。負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，外力做正功，但不知道電場(chǎng)力做功的正負(fù)，無(wú)法判斷電勢(shì)能的變化，故A錯(cuò)誤；負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能增加，說(shuō)明電場(chǎng)力做負(fù)功，負(fù)電荷是順著電場(chǎng)線方向移動(dòng)的，故A點(diǎn)電勢(shì)高，故B正確；正電荷只在電場(chǎng)力作用下，從A點(diǎn)

20、移動(dòng)到B點(diǎn)，但不知道是不是從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的，故無(wú)法判斷電勢(shì)高低，故C錯(cuò)誤；正電荷從,A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，其電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功，故正電荷一定是逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)的，故A點(diǎn)電勢(shì)低，故D正確。,2.如圖所示，P、Q是兩個(gè)電荷量相等的異種電荷，在其電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)在一條直線上，平行于P、Q的連線，b點(diǎn)在P、Q連線的中垂線上，a、c關(guān)于中垂線對(duì)稱(chēng)，分別用φa、φb和φc表示三點(diǎn)的電勢(shì)，用Ea、Eb、Ec分別表示三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。下列說(shuō)法正確的是()A.φa>φb>φcB.φa>φc>φbC.Ea>Eb>EcD.Eb>Ea>Ec,【解析】選A。根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷：若從a到b到c移動(dòng)一正的試探電荷，電場(chǎng)

21、力做正功，電勢(shì)降低，所以A正確、B錯(cuò)誤；由于點(diǎn)a和點(diǎn)c關(guān)于P、Q連線的中垂線對(duì)稱(chēng)，故a、c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同，所以C、D錯(cuò)誤。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)如圖所示，某區(qū)域電場(chǎng)線左右對(duì)稱(chēng)分布，M、N為對(duì)稱(chēng)線上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是(),A.M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)B.M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C.正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D.將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功,【解析】選A、C。沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，所以M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)，A正確；電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，由圖可知，M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定小于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，B錯(cuò)誤；正電荷q在M點(diǎn)的電勢(shì)能EpM=qφM，在N點(diǎn)的電勢(shì)能EpN

22、=qφN，由于φM>φN，所以EpM>EpN，C正確；電子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力的方向沿NM指向M，故從M移動(dòng)到N，電場(chǎng)力做負(fù)功，D錯(cuò)誤。,2.(多選)如圖所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q，且CO=OD，∠ADO=60。下列判斷正確的是()A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B.D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零C.若將點(diǎn)電荷+q從O移向C，電勢(shì)能增大D.若將點(diǎn)電荷-q從O移向C，電勢(shì)能增大,【解析】選B、D。題中A、B兩個(gè)+Q在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)矢量和為0，所以O(shè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于C點(diǎn)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)(不為零)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；題中A、B、C三點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，大小相等，設(shè)EA

23、=EB=EC=E，EA、EB的矢量和沿x軸正方向，大小也等于E，EC方向沿x軸負(fù)方向，故三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和為0，B選項(xiàng)正確；x軸上x(chóng)EA，所以粒子的加速度aB>aA；虛線表示等勢(shì)面，電勢(shì)φA>φB；由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲趨向可知電場(chǎng)力做正功，所以動(dòng)能、電勢(shì)能的變化情況為EkB>EkA，EpBφcC.粒子P由a到b電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少D.a、b、c的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比是2∶1∶2,【解析】選D。根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出粒子之間存在引力，P與固定在正方形一個(gè)頂點(diǎn)的電荷Q是異種電荷，故帶正電荷，A錯(cuò)誤；根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的特點(diǎn)，Q與ac距離相等，則φa=φc，故B錯(cuò)誤；正電荷P從a到b，電勢(shì)升高，電場(chǎng)力做

24、負(fù)功，電勢(shì)能就增加，故C錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷Q在a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小可根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式求得，由題圖可知，,ra=rc=rb，場(chǎng)強(qiáng)公式：可得即Ea∶Eb∶Ec=2∶1∶2，故D正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)如圖所示，虛線圓是某靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面，其電勢(shì)分別為φa、φb和φc。一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知(),A.粒子從K到L的過(guò)程中，靜電力做負(fù)功B.粒子從L到M的過(guò)程中，靜電力做負(fù)功C.粒子從K到L的過(guò)程中，電勢(shì)能增加D.粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加【解析】選A、C。由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷出該電場(chǎng)是正電荷形成的電場(chǎng)，帶正電的粒子射入電場(chǎng)中時(shí)，受斥

25、力作用，在靠近場(chǎng)源電荷的過(guò)程中，靜電力做負(fù),功，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，在遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷的過(guò)程中，靜電力做正功，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減少。粒子由K到L的過(guò)程中，由低電勢(shì)到高電勢(shì)處，靜電力做負(fù)功，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，故選項(xiàng)A、C正確；粒子由L到M的過(guò)程中，由高電勢(shì)到低電勢(shì)處，靜電力做正功，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減少，故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。,2.如圖，實(shí)線為一正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，虛線為其等勢(shì)面。A、B是同一等勢(shì)面上的兩點(diǎn)，C為另一等勢(shì)面上的一點(diǎn)，下列判斷正確的是()A.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.C點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)C.將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功D.將質(zhì)子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，其電勢(shì)能增加,【解析】選C。A、B兩點(diǎn)場(chǎng)

26、強(qiáng)大小相等，方向不同，A錯(cuò)。A、B電勢(shì)相等，均高于C點(diǎn)電勢(shì)，B錯(cuò)；A、B在同一等勢(shì)面上，將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢(shì)能不變，電場(chǎng)力不做功，C對(duì)；由于φA>φC，質(zhì)子帶正電，故由A點(diǎn)到C點(diǎn)，質(zhì)子的電勢(shì)能減少，D錯(cuò)。,【拓展例題】考查內(nèi)容：帶電物體在電場(chǎng)中的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系【典例】如圖所示，一質(zhì)量為m的塑料球形容器放在桌面上，它的內(nèi)部有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，彈簧直立地固定于容器內(nèi)壁的底部，彈簧上端經(jīng)絕緣體系住一只帶正電q、質(zhì)量也為m的小球。從加一個(gè)豎直向上的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)起，,到容器對(duì)桌面壓力減為零時(shí)為止，求：(1)小球的電勢(shì)能改變量。(2)容器對(duì)桌面壓力減為零時(shí)小球的速度大小。,【正確解答】(1)初狀態(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，得彈簧壓縮量：mg=kx1，當(dāng)容器對(duì)桌面壓力為零時(shí)，對(duì)容器受力分析，說(shuō)明彈簧伸長(zhǎng)且拉力為mg，彈簧伸長(zhǎng)量x2=x1=該過(guò)程電場(chǎng)力做功：W=Eq(x1+x2)=所以小球電勢(shì)能減少,(2)對(duì)小球用動(dòng)能定理，該過(guò)程彈簧彈力做功是零，只有重力和電場(chǎng)力做功：(Eq-mg)(x1+x2)=mv2，答案：(1)(2),