1、v第2讲 电场能的性质初、末位置匀强电场电场线qUAB点击查看电场力做功电势能变化的关系动画零势能减少量无穷远处地球v 1(2012福建泉州模拟)如图621所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45，则下列结论中不正确的是()v A此液滴带负电荷v B合外力对液滴做的总功等于零v C液滴做匀加速直线运动v D液滴的电势能减少v【解析】由题可知，带电液滴只受重力和电场力作用，合力沿bd方向，液滴做匀加速直线运动，C正确；合力做正功，B不正确；电场力方向向右，故液滴带负电荷，A正确；电场力做正功，所以电势能减少，D正确v【答
2、案】B标电势零点相对性电势零点垂直垂直等势面电势高电势低越大越小点击查看电势概念的建立多媒体动画v 2如图622所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，a、b、c、和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定()v A abcBEaEbEcv CabbcDEaEbEcv【解析】沿电场线方向，电势逐渐降低，即abc，故A选项正确只有一条电场线，不能比较电场线的疏密程度，故不能确定a、b、c三点处的场强Ea、Eb、Ec的相对大小，即B、D选项错误相应地ab与bc的相对大小也就不能确定，C项错误v【答案】Av【答案】BAB
3、电场本身的性质无关无关UEd沿电场线方向电势降低电场v 电势、电势能具有相对性，要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电势能必须选取电势零点，但电势差和电势能的变化具有绝对性，与电势零点的选取无关v【解析】A、B、C三点处在一条电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故ABC，A正确；由电场线的疏密程度可以看出电场强度大小关系为ECEBEA，B正确；电场线密集的地方电势降落较快，故UBCUAB，C、D错误v【答案】AB判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功根据UAB ，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低依据场源电荷的正负取无穷远处电势为零
4、，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依据电势能的高低正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大v 2.电势能大小的判断判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电荷电势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公式法由Epqp，将q、p的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小；反之，动能减小，电势能增加v(1)电势、电势能的正负表示大小，正的电势比负的电势
5、高、正的电势能比负的电势能大，而电势差的正负表示两点电势的相对高低v(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v【解析】逐项分析如下v【答案】BD选项诊断结论A由电场线的性质知b点区域电场线密集，电场较强，c点区域电场线稀疏，电场较弱B沿电场线方向电势逐渐降低，即abC试探电荷q若由a点释放，将受到变化的电场力的作用，所以试探电荷不会沿弯曲的电场线运动D将试探电荷由a点移到b点过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小v(1)同一条电场线上的两点，比较电势高低可用沿电场线方向电势降低的结论v(2)不同电场线上的两点，比较电势高低可先过这两点分别做出等势面，再用沿电场线方向，由
6、高等势面指向低等势面的结论v(3)根据电场力对电荷做功的情况，判断电势能变化，是比较电荷电势能大小的常用方法v 1如图626所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c点为ab的中点a、b电势分别为a5 V、b3 V，下列叙述正确的是()v A该电场在c点处的电势一定为4 Vv B.a点处的场强Ea一定大于b点处的场强Ebv C一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少v D一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向av【解析】只有一条电场线，此处并不一定是匀强电场，故A、B错误，由电势高低情况可知电场线方向为a指向b，故正电荷所受的电场力方向由c指向b，正电荷由c点移到b点电场力做正功
7、，电势能减少，故D错误、C正确v【答案】Cv 1电场力做功的计算方法v(1)由公式WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场可变形为WqEd(dlcos)，式中d为电荷初、末位置在电场方向上的位移v(2)由公式WqU计算时有两种方法：v 三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功v 代入符号，将公式写成WABqUAB，特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便：先计算UABWAB/q，若UAB0，即AB0，则AB；若UAB0，即AB0，则AB.v(3)由动能定理计算：W电场力W其他力Ek.v(4)由电势能变化计算：WE
8、p.v 2带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断v(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向轨迹弯曲的凹侧v(2)电场力与速度方向间夹角小于90，电场力做正功；夹角大于90，电场力做负功v 3功能关系v(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；v(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；v(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；v(4)所有外力对物体所做的功，等于物体动能的变化v 解决此类问题时应注意以下两点：v(1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析粒子做功情况v(2)应用公式WABqUAB计算功时：WAB、q
9、、UAB一般都要带正、负号计算v【聚焦题眼】“不带电的金属板”、“光滑绝缘层”v【解析】(1)由于金属板处在点电荷Q形成的电场中达到静电平衡时，金属板表面是一个等势面，金属板表面处的电场线与金属板表面垂直，带电小球在沿金属板下滑的过程中，所受电场力与金属板表面垂直则小球所受的合外力为Fmgsin，所以小球沿金属板表面做初速度为零的匀加速直线运动，故小球在B点的加速度为agsin.v 2如果将例题中金属板换成光滑绝缘塑料板，求小球在B点时的加速度v 根据带电粒子在电场中运动的轨迹来分析判断电场的性质是常见题型，也是许多同学常感到棘手的一类问题分析这类问题通常采用以下方法：v 1从轨迹弯曲方向判断
10、受力方向(说明：粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧)，从而分析电场方向或电荷的正负；v 2结合轨迹速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负(说明：若速度与电场力夹角小于90，电场力做正功；若夹角大于90，电场力做负功)，从而确定电势能、电势和电势差的变化等v【解析】根据电场力方向指向轨迹的凹侧可判断，粒子带正电，由a到b的过程中，电场力做正功，粒子速率增大，电势能减小，C、D均 正 确，A错 误；由 WabUabq.q0，W0可 知，Uab0，故ab.B错误v【答案】CDv 3(双选)(2011长沙模拟)如图629所示，平行实线代表电场线，方向未知，带电荷量为1102 C的正电荷在电场中
11、只受电场力作用该电荷由A点运动到B点，动能损失了0.1 J，若A点电势为10 V，则()v AB点的电势为零v B电场线方向向左v C电荷运动的轨迹可能是图中曲线v D电荷运动的轨迹可能是图中曲线v【解析】正电荷由A点运动到B点，动能减少了 0.1 J，说明电场力做负功0.1 J，故电场力水平向左，电场方向水平向左，电荷的运动轨迹为曲线，B、C正确，D错误；由WABUABq，得UAB10 V，再由UABAB，A10 V得，B20 V，A错误v【答案】BCv【解析】零电势的位置是人为选定的，与物体是否带电无关，A错误电场强度是电势随空间的变化率，二者的大小之间无直接联系，B错误沿电场线的方向电势
12、是逐渐降低的，C错误由于负电荷在电势越低处电势能越大，故D正确v【答案】Dv【解析】根据“沿电场线方向，电势降低”可知，OP，UOP0；根据匀强电场中电势差和场强的关系UEd可知，UOPERsin 10sin(V)，选项A正确v【答案】Av【解析】如图所示，两电荷连线的中点位置用O表示，在中垂线MN上，O点场强最大，在两电荷之间连线上，O点场强最小，即EbEO，EOEd，故EbFaFcv C 带 电 粒 子 经 过 三 点 的 速 率 满 足vavcEpcEpav【解析】由电场线与等势面的关系可知，电场为匀强电场，且电场线垂直于等势面向上，带正电粒子运动时，电场力先做负功 再 做 正 功，一 定 有 vavcvb，EpbEpcEpa，FbFaFc，故D正确，B、C错 误，无 法 判 断 带 电 粒 子 一 定 是 沿abc方向，A错误v【答案】Dv【解析】a、O、b三点在同一等势线上，电势相同，电场强度方向相同，但大小不同，O点场强最大，故A错误，B正确；若在b点放一负电荷，其电势能将比放在a、O、c三点的电势能都大，故C错误；a、O、b三点中，b点电场强度最大，故电荷在b点的加速度最大，D正确v【答案】BD课时知能训练本小节结束请按ESC键返回
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