2020年高中物理(人教选修3-1)配套学案：第1章--学案8-习题课：电场能的性质.docx

学案8习题课：电场能的性质学习目标定位 1.理解电势能、电势差、电势、等势面的概念.2.能求解电场力做的功和电场中的电势1动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化2电场力做功的计算方法(1)WABqEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场线方向的位移(2)WABqUAB，适用于任何形式的电场3电势能大小由电场和电荷打算电场力做功与电势能变化的关系为WEp，电势能与电势的关系Epq.4电势，是反映电场性质的物理量，其大小与零电势点的选取有关通常把离场源电荷无穷远处的电势规定为零，或把地球表面的电势规定为零5A、B两点间的电势差UABAB，其大小与零电势点的选取无关6用电场线和等势面可以形象地争辩电场：(1)沿电场线的方向电势渐渐降低；(2)等势面确定与电场线垂直，等差等势面越密的地方电场强度越大，反之则越小7匀强电场中电势差与场强的关系式：UEd，其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离一、电势凹凸及电势能增减的推断1电势凹凸常用的两种推断方法(1)依据电场线的方向沿电场线方向电势渐渐降低(2)依据UABABUAB0，AB，UAB0，AEQ，则带电粒子在R、Q两点处的加速度的大小关系为aRaQ，故D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错误；依据带电粒子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，电场力做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，所以A正确，B错误6.一带电粒子沿图5中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足abcd，若不计粒子所受重力，则()图5A粒子确定带正电B粒子的运动是匀变速运动C粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大答案B解析由于abcd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，依据电荷运动规律可知其受力由d指向a，即该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，粒子的动能在增大，电势能在减小题组三电势、电势能、电场力做功的综合分析7.如图6所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab的中点，a、b电势分别为a5 V、b3 V下列叙述正确的是()图6A该电场在c点处的电势确定为4 VBa点处的场强Ea确定大于b点处的场强EbC一正电荷从c点运动到b点电势能确定削减D一正电荷运动到c点时受到的电场力方向由c指向a答案C解析由于无法确定该电场是否为匀强电场及a、b、c处场强的关系，所以A、B错正电荷运动到c点受力方向为由a指向c，故D错8.等量异号点电荷的连线和中垂线如图7所示，现将一个带负电的摸索电荷先从图中的a点沿直线移动到b点，再从b点沿直线移动到c点，则摸索电荷在此全过程中()图7A所受电场力的方向不变B所受电场力的大小恒定C电势能始终减小D电势能先不变后减小答案AD解析ab线是等量异号点电荷电场的等势线，而合电场的场强方向都是垂直ab线向下的，摸索电荷在ab过程中电场力方向始终竖直向上，与在c点相同，A对；沿ab方向越靠近两点电荷的连线，电场线越密，场强越大，所受电场力越大，B错；从ab电场力不做功，从bc电场力做正功，电势能先不变后减小，C错，D对9.图8是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中心的两侧对矿粉分别的过程，下列表述正确的有()图8A带正电的矿粉落在右侧B电场力对矿粉做正功C带负电的矿粉电势能变大D带正电的矿粉电势能变小答案BD解析由题图可知，电场方向水平向左，带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同，所以落在左侧；带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反，所以落在右侧，选项A错误；无论矿粉所带电性如何，矿粉均向所受电场力方向偏转，电场力均做正功，选项B正确；电势能均削减，选项C错误，选项D正确题组四电场中的力学综合题10匀强电场的场强为40 N/C，在同一条电场线上有A、B两点，把质量为2109 kg、带电荷量为2109 C的微粒从A点移到B点，电场力做了1.5107 J的正功求：(1)A、B两点间的电势差UAB；(2)A、B两点间的距离；(3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10 m/s，在只有电场力作用的状况下，求经过B点的速度答案(1)75 V(2)1.875 m(3)5 m/s，方向与电场线同向解析(1)WABUABqUAB V75 V.(2)由题意知：场强方向由BA，故UBAEd，d m1.875 m.(3)由动能定理有WABmvmv解得vB5 m/s，方向与电场线同向11如图9所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点现有一质量为m、电荷量为q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开头沿杆下滑已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2.求：图9(1)小球滑到C点时的速度大小；(2)若以C点作为参考点(零电势点)，试确定A点的电势答案(1)(2)解析(1)由于B、C两点电势相等，故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零由几何关系可得BC的竖直高度hBC依据动能定理有mg解得vC.(2)小球从A到C，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有mg3RW电，又依据电场力做功与电势能的关系：W电EpAEpCqA(qC)又由于C0，可得A.