高中物理人教版選修3-1 1.4 電勢(shì)能和電勢(shì)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第四節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì) 課標(biāo)解讀1 知道靜電力做功的特點(diǎn) 知道什么是電勢(shì)能 知道靜電力做功與電勢(shì)能改變的關(guān)系 2 知道電勢(shì)的概念 理解電勢(shì)的定義和含義 知道它是標(biāo)量及電勢(shì)高低的判斷方法 3 知道什么是等勢(shì)面 理解在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷靜電力不做功 知道電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面垂直 并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 課前自主學(xué)習(xí)一 靜電力做功的特點(diǎn)如圖所示 電荷沿直線(xiàn)AB 折線(xiàn)ACB 曲線(xiàn)AB運(yùn)動(dòng) 靜電力做功相同 即靜電力做功與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān) 與電荷的起始位置和終止位置有關(guān) 二 電勢(shì)能1 靜電力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系 WAB EPA EPB若靜電力對(duì)電荷做了正功 電荷的電勢(shì)能就要減少 靜電力對(duì)電荷做了負(fù)功 電荷的電勢(shì)能就增加 電勢(shì)能只有大小 沒(méi)有方向是標(biāo)量 但有正負(fù)之分 2 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)所做的功 三 電勢(shì)1 定義 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)就是電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷量的比值 2 表達(dá)式 3 單位 國(guó)際單位制中 電勢(shì)的單位是伏特 符號(hào)V 4 特點(diǎn) 1 相對(duì)性 電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值 與所選取的零電勢(shì)位置有關(guān) 一般情況下取無(wú)窮遠(yuǎn)或地球?yàn)榱汶妱?shì)位置 電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)逐漸降低 2 標(biāo)矢性 電勢(shì)是標(biāo)量 只有大小沒(méi)有方向 但有正 負(fù) 四 等勢(shì)面1 電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢(shì)面 用來(lái)形象描述電場(chǎng) 等勢(shì)面是垂直電場(chǎng)線(xiàn)的一簇曲面 2 在電場(chǎng)中沿同一等勢(shì)面移動(dòng)電荷 靜電力不做功 知識(shí)梳理圖 課堂互動(dòng)探究一 靜電力做功與電勢(shì)能的變化1 靜電力做功和特點(diǎn)靜電力對(duì)電荷做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān) 而與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān) 這一點(diǎn)跟重力做功很相似 2 電勢(shì)能定義 電荷在電場(chǎng)中具有的能叫做電勢(shì)能 用Ep表示 單位 焦耳 是標(biāo)量 3 靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系靜電力對(duì)電荷做了功 電勢(shì)能就發(fā)生了變化 靜電力對(duì)電荷做了多少功 就有多少電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 電荷克服靜電力做了多少功 就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能 也就是說(shuō) 靜電力做功是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度 靜電力做功等于電勢(shì)能的減少量 即 WAB EpA EpB 靜電力做正功 電勢(shì)能一定減少 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能一定增加 4 電勢(shì)能的大小和計(jì)算重力勢(shì)能一樣 必須取參考點(diǎn) 也就是說(shuō) 電勢(shì)能的數(shù)值是相對(duì)于參考位置來(lái)說(shuō)的 所謂參考位置就是電勢(shì)能為零的位置 參考位置的選取是任意的 通常取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地為參考點(diǎn) 即電勢(shì)能零點(diǎn) 設(shè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)A的電勢(shì)能為EpA 移動(dòng)到參考點(diǎn)O電場(chǎng)力做功WAO 則WAO EpA EpO 現(xiàn)定O點(diǎn)為參考點(diǎn)就有EpO 0 所以EpA WAO 上式告訴我們 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的大小等于把電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)能為零的點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功 5 重力勢(shì)能與電勢(shì)能的比較 二 電勢(shì)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值 定義式 應(yīng)用此公式時(shí)正負(fù)號(hào)也帶入一起運(yùn)算 電勢(shì)是標(biāo)量 只有大小 沒(méi)有方向 但有正負(fù)之分 單位 伏特 簡(jiǎn)稱(chēng)伏 符號(hào)V 1 對(duì)電勢(shì)概念的理解 1 對(duì)于給定的電場(chǎng)中的某點(diǎn)的電勢(shì)與q無(wú)關(guān) 它由電場(chǎng)本身決定 2 電勢(shì)的數(shù)值具有相對(duì)性 與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān) 高于零電勢(shì)為正值 低于零電勢(shì)為負(fù)值 在同一電場(chǎng)中正電勢(shì)一定高于負(fù)電勢(shì) 3 物理學(xué)中常取離場(chǎng)源電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零 在實(shí)際應(yīng)用中常取大地的電勢(shì)為零 2 等勢(shì)面定義 電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面 1 等勢(shì)面是為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)而人為畫(huà)出的面 等勢(shì)面應(yīng)該是空間的 2 在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功 3 兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交 4 等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線(xiàn)垂直 即跟場(chǎng)強(qiáng)方向垂直 5 電場(chǎng)線(xiàn)總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 3 幾種電場(chǎng)的等勢(shì)面與電場(chǎng)線(xiàn) 1 正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面和電場(chǎng)線(xiàn)如下圖所示 2 勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面與電場(chǎng)線(xiàn)如下圖所示 3 等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)面和電場(chǎng)線(xiàn)如下圖所示 4 等量正電荷的等勢(shì)面與電場(chǎng)線(xiàn)如下圖所示 5 一頭大一頭小的帶正電導(dǎo)體的等勢(shì)面與電場(chǎng)線(xiàn)如下圖所示 注 圖中兩個(gè)相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差是相等的 三 電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 典例分析一 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系例1 一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線(xiàn)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 能量變化情況為 A 動(dòng)能減小B 電勢(shì)能增加C 動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少D 重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加 解析 由帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反 粒子帶負(fù)電 帶電粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減小 重力做負(fù)功 重力勢(shì)能增加 合外力做正功 動(dòng)能增加 并且電勢(shì)能的減小值等于重力勢(shì)能和動(dòng)能的增加值 答案 C 名師點(diǎn)撥 電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功 電勢(shì)能就減少 電荷克服電場(chǎng)力做功 電荷的電勢(shì)能就增加 電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的數(shù)值 物體的動(dòng)能的變化由合外力做功來(lái)決定的 鞏固練習(xí) 1 在場(chǎng)強(qiáng)為4 105V m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 一質(zhì)子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn) 如右圖所示 已知AB間距離為20cm AB連線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)成30 夾角 求電場(chǎng)力做的功以及質(zhì)子電勢(shì)能的變化 解析 電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子做的功為W qEdcos 1 6 10 19 4 105 0 2 J 1 11 10 14J質(zhì)子電勢(shì)能減小了1 11 10 14J 答案 1 11 10 14J減小了1 11 10 14J 二 電勢(shì)和電勢(shì)能的關(guān)系例2 將一正電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn) 電勢(shì)能減少了8 0 10 9J 若將另一等量的負(fù)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn) 電勢(shì)能增加了9 0 10 9J 則下列判斷正確的是 A M M 0C N N 0 解析 取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0 則正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能為 8 0 10 9J 負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能為9 0 10 9J 由 M N點(diǎn)的電勢(shì) M M 即 N M 0 故C正確 答案 C 名師點(diǎn)撥 規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零 則正電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)都為正值 再在此電場(chǎng)中任一點(diǎn)放入正點(diǎn)電荷 電勢(shì)能為正 放入負(fù)點(diǎn)電荷 電勢(shì)能為負(fù) 同理 負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)都為負(fù)值 再在此電場(chǎng)中任一點(diǎn)放入正點(diǎn)電荷 電勢(shì)能為負(fù) 放入負(fù)點(diǎn)電荷 電勢(shì)能為正 鞏固練習(xí) 2 下列說(shuō)法正確的是 A 將電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方 電勢(shì)能一定增加B 將正電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方 電勢(shì)能一定增加C 將負(fù)電荷由電勢(shì)高的地方移到電勢(shì)低的地方 電勢(shì)能一定增加D 無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷 電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)電勢(shì)能一定增加答案 BCD 三 電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系例3 如圖所示是電場(chǎng)中某一條電場(chǎng)線(xiàn) 一電子從a點(diǎn)由靜止釋放 僅受電場(chǎng)力作用沿直線(xiàn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 下列有關(guān)電場(chǎng)情況的判斷正確的是 A 該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)B 場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于EbC 電子具有的電勢(shì)能Epa一定大于EpbD 電勢(shì) a一定低于 b解析 一條電場(chǎng)線(xiàn)是不能確定該電場(chǎng)是否為勻強(qiáng)電場(chǎng) 也不能確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小 故A B選項(xiàng)錯(cuò)誤 電子從a點(diǎn)由靜止釋放 在電場(chǎng)力作用下向b沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 電場(chǎng)力將做正功 電勢(shì)能減少 故C選項(xiàng)正確 電子受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反 故場(chǎng)強(qiáng)方向由b指向a沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)降低 所以 a b D選項(xiàng)正確 答案 CD 名師點(diǎn)撥 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小由電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示 只有知道電場(chǎng)線(xiàn)的疏密 才能確定電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系 而判斷電勢(shì)高低 要判斷電場(chǎng)線(xiàn)的方向沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)降低 電勢(shì)能的變化要根據(jù)電場(chǎng)力做功來(lái)確定 鞏固練習(xí) 3 如右圖 P Q是等量的正點(diǎn)電荷 O是它們連線(xiàn)的中點(diǎn) A B是中垂線(xiàn)上的兩點(diǎn) OA OB 用EA EB和 A B分別表示A B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì) 則 A EA一定大于EB A一定大于 BB EA不一定大于EB A一定大于 BC EA一定大于EB A不一定大于 BD EA不一定大于EB A不一定大于 B 解析 P Q所在空間中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)由這兩個(gè)點(diǎn)電荷共同決定 電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量 P Q兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零 在無(wú)限遠(yuǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)也為零 從O點(diǎn)沿PQ垂直平分線(xiàn)向遠(yuǎn)處移動(dòng) 場(chǎng)強(qiáng)先增大 后減小 所以EA不一定大于EB 電勢(shì)是標(biāo)量 由等量同號(hào)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)分布圖可知 從O點(diǎn)向遠(yuǎn)處 電勢(shì)是一直降低的 故 A一定大于 B 答案 B 四 有關(guān)等勢(shì)面的問(wèn)題例4 在下圖中 a b帶等量異種電荷 MN為ab連線(xiàn)的中垂線(xiàn) 現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子從M點(diǎn)以一定初速度v0射入 開(kāi)始時(shí)一段軌跡如圖中實(shí)線(xiàn) 不考慮粒子重力 則在飛越該電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中 A 該粒子帶負(fù)電B 該粒子的動(dòng)能先增大 后減小C 該粒子的電勢(shì)能先減小 后增大D 該粒子運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處后 速度的大小一定仍為v0 解析 由粒子開(kāi)始時(shí)一段軌跡可以判定 粒子在該電場(chǎng)中受到大致向右的電場(chǎng)力 因而可以判斷粒子帶負(fù)電 A正確 因?yàn)榈攘慨惙N電荷連線(xiàn)的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面 又由兩個(gè)電荷的電性可以判定 由a到b電勢(shì)逐漸升高 即先逆著電場(chǎng)線(xiàn) 也就是沿著電場(chǎng)力移動(dòng) 所以電場(chǎng)力先做正功 當(dāng)粒子穿過(guò)電場(chǎng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí) 電場(chǎng)力又做負(fù)功 到無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零與MN等勢(shì)面電勢(shì)相等 所以粒子電勢(shì)能先減小后增大 動(dòng)能先增大后減小 B C正確 答案 ABCD 名師點(diǎn)撥 等量異種電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)一定是等勢(shì)線(xiàn) 且與無(wú)窮遠(yuǎn)處等電勢(shì) 這是本題考查的重點(diǎn) 至于粒子的動(dòng)能增減 電勢(shì)能變化情況 可以根據(jù)粒子軌跡的彎曲情況結(jié)合功能關(guān)系判斷出來(lái) 鞏固練習(xí) 4 如下圖所示 虛線(xiàn)a b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面 它們的電勢(shì)分別為 a b和 c a b c 一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中 其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線(xiàn)KLMN所示 由圖可知 A 粒子從K到L的過(guò)程中 電場(chǎng)力做負(fù)功B 粒子從L到M的過(guò)程中 電場(chǎng)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)能減少解析 由題目條件可知 a b c是孤立點(diǎn)電荷激發(fā)的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)粒子帶正電 且沿K L M N運(yùn)動(dòng) 所以受到的是靜電斥力 可以判斷場(chǎng)源電荷必為正電荷 電場(chǎng)力做功情況便確定下來(lái) 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的粒子帶正電 從其軌跡彎曲情況可判定受到的是庫(kù)侖斥力 所以場(chǎng)源電荷必定為正電荷 即電勢(shì)高低關(guān)系為 a b c 因?yàn)?K N M L 所以由K到L過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 A C正確 由L到M過(guò)程中 電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功 電勢(shì)能先增大后減小 動(dòng)能先減小后增加 B D錯(cuò)誤 答案 AC 課后鞏固提升鞏固基礎(chǔ)1 a b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn) 且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn) 則可知 A 把負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加B 把正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少C 無(wú)論移動(dòng)的是正電荷還是負(fù)電荷 電荷的電勢(shì)能都要減少D 以上說(shuō)法都不對(duì) 解析 電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)的方向是由高電勢(shì)指向低電勢(shì) 負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線(xiàn)方向相反 所以負(fù)電荷從a移到b 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 A選項(xiàng)正確 同理B選項(xiàng)也正確 答案 AB 2 a和b為電場(chǎng)中的兩個(gè)點(diǎn) 如果把q 2 10 8C的負(fù)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn) 電場(chǎng)力對(duì)該電荷做了4 10 7J的正功 則該電荷的電勢(shì)能 A 增加了4 10 7JB 增加了2 10 8JC 減少了4 10 7JD 減少了8 10 15J解析 電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小 而且W E 即C選項(xiàng)正確 答案 C 3 如圖所示 電場(chǎng)中有A B兩點(diǎn) 則下列說(shuō)法正確的是 A 電勢(shì) A B 場(chǎng)強(qiáng)EA EBB 電勢(shì) A B 場(chǎng)強(qiáng)EAEpB解析 沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)逐漸降低 所以 A B 由電場(chǎng)線(xiàn)的疏密程度可知 EA EB 即B選項(xiàng)正確 q電荷從A移到B 電場(chǎng)力做正功 C選項(xiàng)正確 答案 BC 4 關(guān)于等勢(shì)面的說(shuō)法正確的是 A 電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用 所以說(shuō)電場(chǎng)力不做功B 等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C 等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線(xiàn)垂直D 兩個(gè)等勢(shì)面永不相交解析 等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等 在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí) 電場(chǎng)力與速度垂直 電場(chǎng)力不做功 并不是不受電場(chǎng)力 故C D選項(xiàng)正確 答案 CD 5 關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系 下列說(shuō)法中正確的是 A 場(chǎng)強(qiáng)相等的各點(diǎn) 電勢(shì)也一定相等B 電勢(shì)為零的位置 場(chǎng)強(qiáng)也一定為零C 電勢(shì)高的位置 場(chǎng)強(qiáng)一定大D 沿場(chǎng)強(qiáng)的反方向 電勢(shì)逐漸升高解析 電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)沒(méi)有必然的聯(lián)系 故A B C選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 D 6 一帶電粒子射入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中 粒子軌跡如右圖虛線(xiàn)abc所示 圖中實(shí)線(xiàn)是同心圓弧 表示電場(chǎng)的等勢(shì)面 不計(jì)重力 可以判斷 A 粒子受到靜電排斥力的作用B 粒子速度vb vaC 粒子動(dòng)能Eka EkcD 粒子電勢(shì)能Epc Epa 解析 由題意可知帶電粒子沿曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 說(shuō)明粒子受到排斥的作用 由a到b靜電力做負(fù)功 Eka Ekb 即va vb a c在同一等勢(shì)線(xiàn)上 由a到c電場(chǎng)力不做功 故Eka Ekc 答案 AC 提升能力7 2006 重慶高考 如下圖所示 帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn) 電子在庫(kù)侖力作用下 做以Q為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng) M P N為橢圓上的三點(diǎn) P點(diǎn)是軌道上離Q最近的點(diǎn) 電子在從M經(jīng)P到N點(diǎn)的過(guò)程中 A 速率先增大后減小B 速率先減小后增大C 電勢(shì)能先減小后增大D 電勢(shì)能先增大后減小解析 正點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的等勢(shì)面 是以點(diǎn)電荷為圓心的一系列同心圓 且越靠近點(diǎn)電荷電勢(shì)越高 所以電子從M到P電場(chǎng)力做正功 動(dòng)能增加 電勢(shì)能減小 電子從P點(diǎn)到N點(diǎn)的電場(chǎng)力做負(fù)功 動(dòng)能減小 電勢(shì)能增加 故A C選項(xiàng)正確 答案 AC 8 如下圖甲所示 甲是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn) A B是這條電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn) 若將一負(fù)電荷從A點(diǎn)自由釋放 負(fù)電荷沿電場(chǎng)線(xiàn)從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v t圖象如圖乙所示 比較A B兩點(diǎn)電勢(shì)能Ep的高低和場(chǎng)強(qiáng)E的大小 可得 A EpA EpBB EpAEBD EA EB 解析 由v t圖象可知負(fù)電荷從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 速度不斷增大 即電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減小 即EpA EpB 由圖象的斜率不斷減小 說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的加速度不斷減小 受到電場(chǎng)力不斷減小 即EA EB 答案 AC 9 2009 山東高考 如下圖所示 在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷 Q和 Q x軸上的P點(diǎn)位于 Q的右側(cè) 下列判斷正確的是 A 在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B 在x軸還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C 若將一試探電荷 q從P點(diǎn)移到O點(diǎn) 電勢(shì)能增大D 若將一試探電荷 q從P點(diǎn)移至O點(diǎn) 電勢(shì)能減小解析 根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)分布可知 在x軸還有一點(diǎn)與P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 即和P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng) 故A選項(xiàng)正確 B選項(xiàng)錯(cuò)誤 若將一試探電荷 q從P點(diǎn)移至O點(diǎn) 以無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零 則 q在P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值 而O點(diǎn)的電勢(shì)為零 試探電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能為零 故C選項(xiàng)正確 答案 AC 10 如圖所示 實(shí)線(xiàn)為一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn) 一個(gè)帶電粒子射入電場(chǎng)后 留下一條從a到b虛線(xiàn)所示的徑跡 重力不計(jì) 下列判斷正確的是 A b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)B 粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能C 粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D 場(chǎng)強(qiáng)方向向左 解析 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力水平向左 粒子由a運(yùn)動(dòng)到b 電場(chǎng)力做負(fù)功 動(dòng)能減小 電勢(shì)能增加 故B C選項(xiàng)正確 答案 BC 11 2010 天津高考 在靜電場(chǎng)中 將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn) 電場(chǎng)力做了負(fù)功 則 A b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)一定比a點(diǎn)大B 電場(chǎng)線(xiàn)一定從b指向aC b點(diǎn)的電勢(shì)一定比a點(diǎn)高D 該電荷的動(dòng)能一定減小 解析 在靜電場(chǎng)中 正電荷從a移動(dòng)到b點(diǎn) 電場(chǎng)力做負(fù)功 是從低電勢(shì)移動(dòng)到高電勢(shì) 電勢(shì)能增加 但整個(gè)過(guò)程中是否受其他外力作用 即合外力做功情況不清楚 從而不能判斷其動(dòng)能的怎樣變化 故C選項(xiàng)正確 從題意可知 b a但不能確定電場(chǎng)線(xiàn)從b指向a 故B選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 C 12 如圖所示 傾角為30 的直角三角形底邊長(zhǎng)為2l 放置在豎直平面內(nèi) 底邊處在水平位置 斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌 現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O固定一正電荷Q 讓一個(gè)質(zhì)量為m 電荷量為q的帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)從斜面頂端A沿斜面滑下 不脫離斜面 已測(cè)得它滑到在斜邊上的垂足D處的速度為v 加速度為a 方向沿斜面向下 問(wèn)該質(zhì)點(diǎn)滑到斜面底端C點(diǎn)時(shí)的速度和沿斜面向下的加速度各是多大 解析 因BD OD OC 所以B D C在以O(shè)為圓心的圓周上 對(duì)置于O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)而言 B D C為等電勢(shì)點(diǎn) 因而q由D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí) 電場(chǎng)力做功為零 由動(dòng)能定理有 13 如圖所示 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿著與電場(chǎng)線(xiàn)成60 角的方向上 將電荷量q 4 10 8C的點(diǎn)電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn) ab長(zhǎng)為20cm 電場(chǎng)強(qiáng)度E 5 103V m 則此過(guò)程電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功是多少 解析 點(diǎn)電荷由a到b 沿電場(chǎng)線(xiàn)移動(dòng)的距離cos60 0 1mWab Eqd 5 103 4 10 8 0 1J 2 10 5J 答案 2 10 5J 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全