粤教版高中物理必修第三册第一章静电场的描述习题课一电场能的性质课件

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习题课一　电场能的性质综合提能(一)　　电势高低及电势能大小的判断 [知识贯通]1．电势高低的判断方法续表2．电势能大小的判断方法续表[典例1]　[多选] 在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置取一正方形路径abcd，如图所示，现将一电子沿abcd移动一周，则以下判断中正确的是 (　　)A．由a→b，电势降低，电子的电势能减少B．由b→c，电场对电子先做负功后做正功，总功为零C．由c→d，电子的电势能增加 D．由d→a，电子的电势能先减少后增加，电势能总增量为零答案：BD　[集训提能]1. 如图所示，负点电荷周围的电场中有A、B、C三点，A、C到点电荷的距离相等。下列说法正确的是 (　 )A．A、C两点的电场强度相同B．B点的电势小于A点的电势C．将同一试探电荷从B移至A和从B移至C静电力做功相同D．将同一正试探电荷分别放置于A、B两点，在A点的电势能大解析：电场强度有方向，A、C两点的电场强度大小相同，但方向不同，故A错误；由图可知该电荷为负电荷，B点离负电荷的距离比A点远，所以B点的电势大于A点的电势，故B错误；A、C到点电荷的距离相等，A、C两点的电势相等，故将同一试探电荷从B移至A和从B移至C静电力做功相同，故C正确；由上述分析可知，B点的电势大于A点的电势，将同一正试探电荷分别放置于A、B两点，B点的电势能大，故D错误。答案：C　2．[多选] 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别 固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒 子置于b点由静止自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子 从b点运动到d点的过程中 (　　)A．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与机械能之和保持不变D．电势能先减小，后增大解析：a、c两点固定相同的正点电荷，则bd为等量正点电荷连线的中垂线，由电场线分布情况可知带电粒子不可能做匀加速或匀减速运动，故A错误；等量正点电荷连线的中垂线上，其中点电势最高，带负电的粒子从b点运动到d点的过程中，先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，故B错误；带负电粒子从b点运动到d点的过程中所受电场力先由b指向d，后受电场力由d指向b，所以电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小，后增大，故D正确；只有电场力做功，电势能与机械能之和保持不变，故C正确。答案：CD3．某静电场的电场线分布如图所示，一负点电荷只在电场力作用下先后 经过电场中的M、N两点，过N点的虚线是电场中的一条等势线，则(　)A．M点的电场强度小于N点的电场强度B．M点的电势低于N点的电势C．负点电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．负点电荷在M点的动能小于在N点的动能解析：电场线密集的地方，电场强度大，故M点的电场强度大于N点的电场强度，A错误；沿着电场线方向电势降低，故M点的电势高于N点的电势，B错误；负点电荷由M到N，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故C正确，D错误。答案：C　综合提能(二)　　静电场中的三类图像 [知识贯通]1．v-t图像根据v-t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。2．φ-x图像(1)电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ-x图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在φ-x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。(3)在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。3．E-x图像在给定了电场的E-x图像后，可以由图线确定电场强度的变化情况，电势的变化情况，E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差。在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。[典例2]　 [多选]某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，一个带负电的点电荷只在静电力的作用下以一定初速度沿x轴正方向运动，x1、x2、x3、x4四点间隔相等，则以下说法正确的是 (　　)A．点电荷在x2和x4处电势能相等B．点电荷由x1运动到x3的过程中静电力做负功C．x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差D．点电荷由x1运动到x4的过程中静电力先增大后减小[解析]　x2～x4处场强方向沿x轴正方向，根据沿着电场线方向电势降低，x2处电势高于x4处电势，带负电的点电荷在x2处电势能比在x4处的小，A错误；x1～x3 处场强为x轴正方向，则从x1到x3处顺着电场线方向移动负点电荷，静电力做负功，B正确；由U＝Ed知E－x图线与x轴所围的面积表示电势差，则知x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差，C正确；由x1运动到x4的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，由F＝qE知，静电力先增大后减小，D正确。　[答案]　BCD[集训提能]1．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点。一个带负电荷的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点。在此过程中，该点电荷的速度随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法中正确的是 (　　)A．A点的电场强度比B点的大B．A、B两点的电场强度相等C．A点的电势比B点的电势高D．A点的电势比B点的电势低解析：由题图乙可知，带负电的点电荷做加速度逐渐增大的减速运动，故A点的电场强度比B点的小，负电荷的动能减小，电势能增加，对应位置的电势减小，因此C正确。答案：C答案：C　综合提能(三)　　电场中的功能关系 [知识贯通]1．合力做功等于物体动能的变化量，即W合＝ΔEk，这里的W合指合外力做的功。2．电场力做功决定带电体电势能的变化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似。3．只有电场力做功时，带电体电势能与机械能的总量不变，即Ep1＋E机1＝Ep2＋E机2。这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似。[典例3]　 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则 (　　)A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eVC．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大答案：BD　[集训提能]1．[多选]带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为3 J，电场力做功为1 J，克服空气阻力做功为0.5 J，则带电小球在A点的 (　　)A．重力势能比在B点大3 J B．电势能比在B点小1 JC．动能比在B点小3.5 J D．机械能比在B点小0.5 J解析：带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为3 J，说明重力势能减小3 J，选项A正确；电场力做功1 J，说明电势能减小1 J，选项B错误；由动能定理可知动能的变化量等于合外力所做的功，即动能增加3.5 J，选项C正确；机械能的变化量等于除重力之外的力所做的功，即机械能增加0.5 J，选项D正确。答案：ACD　2． [多选]如图所示，平行直线是匀强电场的电场线(电场方向 未画出)，曲线是电子(只受电场力)在该电场中的运动轨迹， a、b是轨迹上的两点，电子从a运动到b，则下列说法正确的是 (　　)A．a点的电势高于b点的电势B．电子在a点的电势能大于在b点的电势能C．电子在a点的动能大于在b点的动能D．电子在a点的加速度大于在b点的加速度解析：由题图看出，电子所受的电场力方向水平向左，而电子带负电，可知电场线方向水平向右，则a点的电势高于b点的电势，故A正确；电子从a运动到b的过程中，电场力做负功，则电势能增加，动能减小，即电子在a点的电势能小于在b点的电势能，在a点的动能大于在b点的动能，故B错误，C正确；电子在匀强电场中所受的电场力是恒力，则其加速度恒定不变，故D错误。答案：AC