电场中的功能关系ppt课件
38页1、高三物理复习课件(导与练)第6章 第三课时 电场中的功能关系,1理解电场力做功与电势能变化的关系 2对带电粒子在电场中的运动,能用功能关系和能量守恒定律进行分析、解答,1电场力做功与电势能变化的关系 (1)电场力做的功等于电势能的减少量,即WABEpAEpB. (2)电荷在某点具有的电势能等于电场力把它从该点移动到零电势能位置时所做的功,即电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零 2电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变 (2)若只有电场力和重力做功,电势能和重力势能、动能之和保持不变 (3)除重力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化,3电场力做功的计算方法 (1)由公式WFscos 计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为WqEsE,其中sE为电荷初、末位置在电场方向上的距离 (2)由电场力做功与电势能变化关系计算,WABqUAB对任何电场都适用 (3)由动能定理计算:W电场力W其他力Ek.,(对应学生用书第8081页) 1如图所示虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、
2、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点已知O点电势高于c点电势,若不计重力,则( B ) AM带负电荷,N带正电荷 BN在a点的速度与M在c点的速度大小相同 CN在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 DM在从O点运动至b点的过程中,电场力对它 做的功不等于零,解析:因为O点电势高于c点电势,可知场强方向竖直向下,正电荷受到的电场力向下,负电荷受到的电场力向上,可知M带正电荷,N带负电荷,故A错;M运动到c点的过程中电场力做正功,N运动到a点的过程中电场力也做正功,且M、N所带电荷量相等,匀强电场相等距离的等势线间的电势差相等,所以电场力做功相等,选项B正确、C错;由于O、b两点在同一等势线上,故M在从O点运动到b点的过程中电场力做功为零,选项D错,2如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止在物块的运动过程中,下列表述正确的是( A ) A两个物块的电势能逐渐减少 B物块受到的库仑力不做功 C两个物块
3、的机械能守恒 D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 解析:由于两电荷电性相同,则二者之间的作用力为斥力,因此在远离过程中,库仑力做正功,则电势能逐渐减少,A正确,B错误;由于在运动过程中,有重力以外的力(库仑力和摩擦力)做功,故机械能不守恒,C错误;在远离过程中开始库仑力大于摩擦力,后来库仑力小于摩擦力,故D错误,电场力做功的分析与计算 1电场力做功的计算方法 (1)由公式WFscos 计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为:WqEscos . (2)由WqU来计算,此公式适用于任何形式的静电场 (3)由动能定理来计算:W电场力W其他力Ek. (4)由电势能的变化计算:WEp1Ep2. 2带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断 (1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向,粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧 (2)电场力与速度方向间夹角小于90,电场力做正功,夹角大于90,电场力做负功,利用WqU计算电场力的功时,可将q、U的正、负号一起代入,计算出的W也有正、负之分,能表示电场力做正、负功;也可以只代入q、U的绝对值,然后根据电场力的方向和电荷移动方向判断功的正负,【例1】 (12
4、分)如图所示,在O点放置一个正电荷在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,BOC30,A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v,试求: (1)小球通过C点的速度大小 (2)小球由A到C的过程中电场力做的功,功是能量转化的量度,要分析各种能量之间的转化,首先要弄清哪些力做功,弄清各种能量变化与各种力做功的对应关系:电势能的变化等于电场力所做功的负值,动能的变化等于合外力所做的功,机械能的变化等于除重力之外的力所做的功,针对训练11:如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在电场力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能为8 eV时,它的动能为( ) A8 eV B15 eV C20 eV D34 eV 解析:由于点电荷只在电场力作用下运动,所以其电势能和动能的总和不变又由于相邻等势面间的电势
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