习题课习题课:电场能的性质的理解与应用电场能的性质的理解与应用探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测电场线、等势面和运动轨迹的综合电场线、等势面和运动轨迹的综合图中虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面。一带正电的粒子只在电场力的作用下从a点运动到b点,轨迹如图中实线所示。(1)正电粒子受的静电力方向向哪?电场线的方向向哪?(2)a、b两点的电势哪点高?(3)粒子在a点的电势能大还是在b点电势能大?动能呢?探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测要点提示:静电力的方向一定与等势面垂直,由图可知静电力的方向向右,由于粒子带正电,所以电场线方向从左向右,故a点的电势高于b点的电势,粒子从a运动到b,静电力做正功,动能增加,电势能减少。探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测1.已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直可以绘制电场线。2.由电场线和等差等势面的疏密,可以比较不同点的电场强度大小,电场线或等势面密集处,电场强度较大。3.根据电荷的运动轨迹弯向力指的那一侧,电场力沿着电场线的切向方向,可以判断电荷所受电场力方向;根据电荷所受电场力方向和电荷的速度方向(运动轨迹的切线方向)的夹角,判断电场力做功情况,进而判断电势能变化情况,结合动能定理判断电荷的动能变化情况。探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测【例题1】(多选)某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(如图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法正确的是()A.如果图中虚线是电场线,电子由a点运动到b点,动能减少,电势能增加B.如果图中虚线是等势面,电子由a点运动到b点,动能增加,电势能减少C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电场强度都大于b点的电场强度D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测解析:电子做曲线运动,它受到的静电力方向指向轨迹的凹侧。如果虚线是电场线,电子受到静电力的方向沿电场线向左,由a点运动到b点,静电力做负功,动能减少,电势能增加,A正确;若虚线是等势面,电场线与等势面垂直,即电子受到的静电力方向也与等势面垂直,方向指向斜下方,电子由a点运动到b点,静电力做正功,动能增加,电势能减少,电势升高,B正确,D错误;因为等势面密集处电场线也密集,题图中虚线无论是电场线还是等势面,a处都较密集,所以a点的电场强度大于b点的电场强度,C正确。答案:ABC已知等势面的形状分布,根据电场线和等势面相互垂直绘制电场线,再根据轨迹弯曲方向找电荷的受力方向,结合运动轨迹或路径,判断功的正负;由静电力做功正负确定动能及电势能的变化。探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测电势、电势能、电场力做功的综合分析电势、电势能、电场力做功的综合分析如图所示,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A点滑到B点时的速度为 ,求:(1)静电力所做的功。(2)A、B两点的电势差。(3)若取B点为零势能点,小球在A点的电势能。探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测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求解:WAB=EpA-EpB。(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)利用动能定理求解:W合=Ek。2.分析电荷电势能变化的方法:(1)公式法:由公式Ep=q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(或负)电荷在电势高(或低)的地方电势大(或小)。探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测【例题2】如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的圆交于B、C两点,质量为m、电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知qQ,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为 。求小球由A到C的过程中静电力做的功及A、C两点间的电势差。探究一探究二问题探究名师精讲典例剖析当堂检测探究一探究二123当堂检测1. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知()A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小探究一探究二123当堂检测解析:根据牛顿第二定律可得qE=ma,又根据电场线的疏密程度可以得出Q、R两点处的电场强度的大小关系为EREQ,则带电粒子在R、Q两点处的加速度的大小关系为aRaQ,故D项错误;由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用,只有动能与电势能之间的相互转化,则带电粒子的动能与电势能之和不变,故C项错误;根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知,带电粒子在R处所受电场力的方向为沿电场线向右。假设粒子从Q向P运动,则电场力做正功,所以电势能减小,动能增大,速度增大,假设粒子从P向Q运动,则电场力做负功,所以电势能增大,动能减小,速度减小,所以A项正确,B项错误。答案:A探究一探究二123当堂检测2.(多选)图甲是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度仅在静电力的作用下沿电场线AB由A点运动到B点,所经位置的电势随其与A点的距离x变化的规律如图乙所示。以下说法正确的是()A.A、B两点的电场强度EAvBC.A、B两点的电势ABD.电子在A、B两点的电势能EpAEB,选项A错误。答案:BD探究一探究二123当堂检测3. 如图所示。Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好变为零,若此电荷在A点处的加速度大小为 ,求:(1)此电荷在B点处的加速度。(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)。探究一探究二123当堂检测