高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第2章 电势能与电势差第3节 电势差与电场强度的关系获奖ppt课件
展开[要点归纳]1.静电力做功的计算方法(1)功的定义法:W=qEd,只适用于匀强电场(2)电势差法:WAB=qUAB(3)电势能变化法:WAB=-ΔEp=EpA-EpB(4)动能定理法:W静电力+W其他=ΔEk
2.常用功能关系(1)电场力做的功等于电荷的电势能变化量的负值:W电场力=-ΔEp。(2)合外力做的功等于动能的变化:W合=ΔEk。(3)若只有电场力做功,则有-ΔEp=ΔEk。
[试题案例][例1] 如图所示,空间有平行于纸面的匀强电场(图中未画出)。一电荷量为-q的质点(重力不计)在恒定拉力F的作用下沿虚线由M点匀速运动到N点。已知力F和MN间的夹角为θ,M、N两点间的距离为d,则( )
[针对训练1] 如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是( )
A.vM
φ-x图像 E-x图像
2.场强E-x图像的分析根据U=Ed可知,场强E-x图线与x轴所围的面积表示“两点之间的电势差U”,电势差的正负由沿场强方向电势降低判断。
[试题案例][例2] (多选)电场强度方向与x轴平行的静电场中,x轴上各点电势φ随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力),以初速度v0从O点(x=0)沿x轴正方向进入电场,下列说法正确的是( )
[例3] (多选)空间中存在沿x轴正方向的电场,x轴上各点的电场强度随x的变化情况如图所示。下列叙述正确的是 ( )
思路分析 从图中可以看出,电场强度的方向沿x轴正方向,大小先增大后减小;沿电场线方向电势降低,电场力做正功时,电势能减小,电场力做负功时,电势能增大。
[针对训练2] (多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
[要点归纳]1.在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降落都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等,如图甲,如果AB=BC,则UAB=UBC。2.在匀强电场中,相互平行且相等的线段两端点间的电势差相等。如图乙所示,▱ABCD中,UAB=UDC,UBC=UAD。
用“等分法”求电势,画电场线
[试题案例][例4] 如图甲所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别是φA=15 V,φB=3 V,φC=-3 V,由此可以推断D点的电势φD是多少?
法三 由匀强电场的特点知,在匀强电场中,相互平行且相等的线段两端点的电势差相等,故有UAB=UDC,即φA-φB=φD-φC,所以φD=9 V。答案 9 V
[针对训练3] (多选)如图,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,∠M=30°。M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示。已知φM=φN,φP=φF,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则( )
A.点电荷Q一定在MP的连线上B.连接PF的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功D.φP大于φM
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