第6章 第2节（课时3） 电场的能的性质：电场力做功与电场中的功能关系-2018年物理高三一轮总复习课件（鲁教版） .ppt
热点突破： 电场力做功与电场中的功能关系,1.热点透析,2.典例剖析,3.规律方法,4.跟踪训练,5.真题演练,第六章 静电场,一、热点透析,1.热点透析,电场力做功与电场中的功能关系,1. 静电力做功 特点：静电力做功与 无关，只与被移动电荷的电荷量及初、末位置的电势差有关这一点与重力做功相似,路径,2. 电势能 定义：电荷在电场中某点具有的势能，等于将电荷从该点移到_位置时静电力所做的功,零势能,(1)由WFlcos计算,可写成WEqlcos,只适用于匀强电场. (2)由WABqUAB计算，此公式适用于任何电场 (3)由电势能的变化计算：WABEpAEpB Ep. (4)由动能定理计算：W电场力W其他力Ek.,(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变. (2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变 (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化 (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.,5. 电势能高低的判断方法,静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加,正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大,由Epq，将q、的大小和正、负号一起代入公式，Ep的正值越大,电势能越大；Ep的负值越小,电势能越大,在电场中,若只有静电力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小；反之,电势能增加,二、典例剖析,2. 典例剖析,【例1】(多选)(2015·四川理综，6)如图示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平。a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a( ) A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小 B.从N到P的过程中,速率先增大后减小 C.从N到Q的过程中,电势能一直增加 D.从P到Q的过程中,动能减少量小于 电势能增加量,审 题 设 疑,1.a从N点释放后的运动过程中受力情况怎样？哪些是恒力？哪些是变力？合力怎样变化？各力做功情况如何？,2.整体运动过程中，a、b间的能量转化情况又如何？,转解析,mg,F库,FN,mg,F库,FN,解析 a从N点静止释放，过P点后到Q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与a速度方向夹角一直大于90°，所以库仑力整个过程做负功。 小球a从N到Q的过程中,库仑力增大,库仑力与重力的夹角从90°一直减小,所以它们的合力一直增大,故A错误；带电小球a受力如图所示,在靠近N点的位置,合力与速度夹角小于90°,在P点合力与速度夹角大于90°,所以小球a从N到P的过程中,速率应先增大后减小,故B正确；从N到Q的过程中,库仑力一直做负功,所以电势能一直增加,故C正确；根据 能量守恒可知,P到Q的过程中, 动能的减少量等于重力势能和 电势能的增加量之和，故D错误。 答案 BC,转原题,【拓展延伸】 (1)在例4中小球a从N到Q的过程中机械能守恒吗？ 答案 机械能不守恒。 (2)在例4中，若把b球固定在圆心O点(其他条件不变)，小球a从N点静止释放，小球a到达何处时的速度为零？在此过程中机械能守恒吗？为什么？ 答案 小球a到达M点时速度为零，在此过程中机械能守恒，因为库仑力、轨道的支持力都不做功。,审题导析 1.由粒子运动轨迹可知，粒子受电场力方向及粒子的电性. 2.由电场力做功与电势能变化之间的关系可判定粒子从A到B电势能增减情况. 3.用动能定理及能量守恒判定从A到B动能变化和机械能变化.,【备选1】 如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J则下列说法正确的是( ) A粒子带负电 B粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J,解析 从粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与场强方向相同，粒子带正电，A错误；粒子从A点运动到B点，电场力做功1.5 J，说明电势能减少1.5 J，B错误；对粒子应用动能定理得：W电W重EkBEkA，代入数据解得EkBEkA1.5 J2.0 J0.5 J，C正确；粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做的功，电场力做功1.5 J，则粒子的机械能增加1.5 J，D正确 答案 CD,解析显隐,mg,F电,【备选2】 如一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其vt图象如图所示，则下列说法中正确的是( ) A. A处的电场强度一定大于B处的电场强度 B. 粒子在A处的电势能一定小于在B处的电势能 C. CD间各点电场强度和电势都为零 D. AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差,解析显隐,三、规律方法,3.规律方法,电场力虽然从本质上区别于力学中的重力、弹力、摩擦力，但产生的效果遵循牛顿力学中的所有规律，因此力电综合问题依然根据力学解题思路求解。对于重力不可忽略的带电体，要在受力分析的基础上，掌握和拓展力学问题的两条基本思路： (1)由牛顿运动定律和运动学规律综合求解。注意库仑力随电荷间距离的变化而变化，将恒力作用下的运动拓展到变力作用下的运动； (2)由做功与能量变化的关系求解。,常用的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系 (1)应用动能定理 研究合外力的功(或总功) (2)应用能量守恒定律 注意电势能和其他能间的转化. (3)应用功能关系 明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系. (4)有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒,【变式训练3】 (2016·山西太原高三测评)如图,空间中存在水平向左的匀强电场。在电场中将一带电液滴从b点由静止释放,液滴沿直线由b运动到d,且直线bd方向与竖直 方向成45°角,下列判断正确的是( ) A液滴带正电荷 B液滴的电势能减少 C液滴的重力势能和电势能之和不变 D液滴的电势能和动能之和不变,mg,F电,本题详细解析见教辅！,隐含液滴受到怎样的合力？受到什么方向的电场力？,本题详细解析见教辅！,四、跟踪训练,4.跟踪训练,转解析,转原题,错因分析,转 解析,转原题,【跟踪训练】如图示，水平面的上方有竖直向上的匀强电场，平面上静止着质量为M的绝缘物块，一质量是m的带正电弹性小球，以水平速度v与物块发生碰撞，并以原速率返回，弹回后仅在电场力和重力的作用下沿着虚线运动，则下列说法不正确的是( ) A. 弹回后球的机械能守恒 B. 弹回后轨迹是抛物线 C. 弹回后机械能与电势能的总和守恒 D. 弹回后动能增加,解析：小球弹回后沿虚线运动的过程中,电场力对小球做正功,小球机械能增加,但小球的机械能与电势能之和守恒,A错误,C正确；因电场力大于重力,故合力对小球做正功,小球动能增加,D正确；小球在水平方向不受力,小球的轨迹为抛物线,B正确 答案：A,解析显隐,五、真题演练,5.真题演练,【真题】 (2013·天津卷，6)两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则( ). A.q由A向O的运动是匀加速直线运动 B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小 C.q运动到O点时的动能最大 D.q运动到O点时的电势能为零,审 题 设 疑,1.等量同种电荷的电场线是怎样的？在中垂线上激发的场强大小与方向如何？负电荷在中垂线各点所受电场力大小与方向又如何？它将做怎样的运动？,2.负电荷由A向O运动过程中电场力做功情况怎样？能量是怎样转化的？,转解析,解析 根据等量同种电荷形成的电场的特点、力与运动的关系、功能关系解决问题等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电荷q在A点由静止释放，在电场力的作用下从A向O做变加速直线运动，且电场力做正功，电势能减小，A错误，选项B正确；负试探电荷q通过O点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此q运动到O点时的速度最大，动能最大，选项C正确；因无限远处的电势为零，则O点的电势0，所以q在O点的电势能不为零，选项D错误 答案 BC,转原题,转解析,转原题,
