第一章靜電場本章總結(jié)提升第一章本章總結(jié)提升11.電場線的性質(zhì):(1)電場線上任一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向;(2)電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小;(3)電場中電勢沿電場線方向逐漸降低;(4)電場線與等勢面垂直,且總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.電場線的應(yīng)用類型一整合創(chuàng)新1.電場線的性質(zhì):電場線的應(yīng)用類型一整合創(chuàng)新22.根據(jù)電場線我們可以判斷:(1)場強(qiáng)的大小和方向;(2)電荷在電場中的受力方向;(3)電勢的高低;(4)在電場中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功的正負(fù);(5)電荷在電場中的電勢能的大小.整合創(chuàng)新2.根據(jù)電場線我們可以判斷:整合創(chuàng)新3例1

如圖1-T-1所示,真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B,一帶負(fù)電的試探電荷僅受靜電力作用,在電場中運(yùn)動(dòng)的部分軌跡如圖中實(shí)線所示.M、N是軌跡上的兩點(diǎn),MN連線與AB連線垂直,O為垂足,且AO>OB.設(shè)M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為EM、EN,電勢分別為φM、φN.下列判斷中正確的是(

)A.EM大于ENB.φM大于φNC.B點(diǎn)電荷一定帶正電D.此試探電荷在M處的電勢能小于在N處的電勢能圖1-T-1整合創(chuàng)新[答案]C例1如圖1-T-1所示,真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B,4[解析]根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B的電場特點(diǎn)可知,EM小于EN,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)帶負(fù)電的試探電荷僅受靜電力作用的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,B點(diǎn)電荷一定帶正電,M點(diǎn)電勢小于N點(diǎn)電勢,此試探電荷在M處的電勢能大于在N處的電勢能,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.整合創(chuàng)新[解析]根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B的電場特點(diǎn)可知,EM小5【變式】

如圖1-T-2所示,帶箭頭的線段表示某一電場的電場線,在靜電力作用下一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過A點(diǎn)飛向B點(diǎn),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,試判斷:(1)粒子帶

電;

(2)A、B兩點(diǎn)比較,粒子在

點(diǎn)的加速度較大;

(3)A、B兩點(diǎn)比較,電勢較高的點(diǎn)是

點(diǎn).

圖1-T-2整合創(chuàng)新正BB[解析]由電場線方向可知電場的場強(qiáng)方向,由運(yùn)動(dòng)軌跡知粒子受力方向應(yīng)與場強(qiáng)方向一致,故粒子應(yīng)帶正電;B點(diǎn)處電場線較密,故B點(diǎn)的場強(qiáng)較大,粒子在B點(diǎn)受的靜電力較大,則粒子在B點(diǎn)的加速度較大;對(duì)φA與φB關(guān)系,可分別作出過A點(diǎn)和B點(diǎn)的等勢面,由電場線的性質(zhì)可知B點(diǎn)的電勢較高,即φB>φA.【變式】如圖1-T-2所示,帶箭頭的線段表示某一電場的電場61.電場中的功能關(guān)系(1)在電場中,若靜電力對(duì)電荷做正功,則電荷的電勢能減少,靜電力對(duì)電荷做了多少正功,電荷的電勢能就減少多少;若靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,則電荷的電勢能增加,電荷克服靜電力做了多少功,電荷的電勢能就增加多少.(2)在電場中,當(dāng)只有靜電力做功時(shí),電荷的動(dòng)能與電勢能的總和是不變的.(3)如果在電場中除了靜電力做功外,還有重力做功,則電勢能、動(dòng)能和重力勢能三者之間可以相互轉(zhuǎn)化,且三者的總和保持不變.這就是普遍的能量守恒定律在電場中的具體應(yīng)用.電場中的功能關(guān)系類型二整合創(chuàng)新1.電場中的功能關(guān)系電場中的功能關(guān)系類型二整合創(chuàng)新72.靜電力做功的特點(diǎn)靜電力做功與重力做功一樣,與電荷運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān),僅僅取決于電荷運(yùn)動(dòng)始、末的位置.靜電力做的功可用做功的普遍定義式W=Fd來求解(其中d表示電荷在靜電力F方向上發(fā)生的位移),也可用靜電力做功的公式W=qU來求解(其中U表示電荷運(yùn)動(dòng)始、末兩位置的電勢差).整合創(chuàng)新2.靜電力做功的特點(diǎn)整合創(chuàng)新83.電勢能的特點(diǎn)電勢能是電場和放在電場中的電荷共有的.電勢能的大小通常定義為將此電荷從電場中某點(diǎn)移到零電勢能位置時(shí)靜電力所做的功,所以電勢能的正、負(fù)值與零電勢能位置的選取有關(guān),即電勢能具有相對(duì)的意義,但電勢能的變化則與零電勢能位置的選取無關(guān),即電勢能的變化具有絕對(duì)的意義,所以與靜電力做功有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是電勢能的變化,而非電勢能.整合創(chuàng)新3.電勢能的特點(diǎn)整合創(chuàng)新9

圖1-T-3整合創(chuàng)新[答案]

CD

圖1-T-3整合創(chuàng)新[答案]CD10[解析]靜電力對(duì)小球做正功,電勢能減少W2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;整合創(chuàng)新

對(duì)小球和彈簧組成的系統(tǒng),由功能關(guān)系知,機(jī)械能增加量等于靜電力做的功W2,選項(xiàng)D正確;彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能、動(dòng)能四者之和保持不變,若小球速度一直增大,則彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能三者之和一直減小,選項(xiàng)C正確.[解析]靜電力對(duì)小球做正功,電勢能減少W2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;整11【變式】(多選)帶電粒子m只在靜電力作用下由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),在此過程中克服靜電力做了2.6×10-8J的功,則(

)A.m在P點(diǎn)的電勢能一定小于它在Q點(diǎn)的電勢能B.P點(diǎn)的場強(qiáng)一定小于Q點(diǎn)的場強(qiáng)C.P點(diǎn)的電勢一定高于Q點(diǎn)的電勢D.m在P點(diǎn)的動(dòng)能一定大于它在Q點(diǎn)的動(dòng)能[答案]

AD整合創(chuàng)新[解析]帶電粒子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),克服靜電力做功,即靜電力做負(fù)功,所以電勢能增加,由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能減少;由于條件不足,不能確定電勢和場強(qiáng)的大小關(guān)系,選項(xiàng)A、D正確.【變式】(多選)帶電粒子m只在靜電力作用下由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)12例3

如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U=2V,A、B兩板間距d=5cm,B板接地.在兩板間有a、b、c三點(diǎn),其連線組成一直角三角形,ab連線與A板垂直,ab長L1=3cm,a點(diǎn)離A板L2=1cm.(1)a、c間電勢差為多少?圖1-T-4整合創(chuàng)新[答案]1.2V

例3如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U13例3

如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U=2V,A、B兩板間距d=5cm,B板接地.在兩板間有a、b、c三點(diǎn),其連線組成一直角三角形,ab連線與A板垂直,ab長L1=3cm,a點(diǎn)離A板L2=1cm.(2)一個(gè)電子在a點(diǎn)具有的電勢能為多少?圖1-T-4整合創(chuàng)新[答案]-2.56×10-19J

[解析]B板電勢為零,a點(diǎn)的電勢φa=EdaB=40×0.04V=1.6V一個(gè)電子在a點(diǎn)具有的電勢能為Ep=-eφa=-1.6×10-19×1.6J=-2.56×10-19J.例3如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U14例3

如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U=2V,A、B兩板間距d=5cm,B板接地.在兩板間有a、b、c三點(diǎn),其連線組成一直角三角形,ab連線與A板垂直,ab長L1=3cm,a點(diǎn)離A板L2=1cm.(3)將一個(gè)電子從a點(diǎn)沿斜邊移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),靜電力做功為多少?圖1-T-4整合創(chuàng)新[答案]-1.92×10-19J[解析]將一個(gè)電子從a點(diǎn)沿斜邊移到c點(diǎn)時(shí),靜電力做功為W=-eUac=-1.6×10-19×1.2J=-1.92×10-19J.例3如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U15跡。A、選用黑暗、無空氣的環(huán)境：排除環(huán)境中光線和氧氣的影響組成DNA的脫氧核苷酸如果數(shù)量不限，連成長鏈時(shí)排列順序就是極其多樣的，信息容量自然就非常大了。核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體遺傳、變異和蛋白質(zhì)合成中基友極其重要的作用。12、人的生命是有限的，可是，為人民服務(wù)是無限的，我要把有限的生命，投入到無限的“為人民服務(wù)”之中去。13、凡是腦子里只有人民、沒有自己的人，就一定能得到崇高的榮譽(yù)和威信。反之，如果腦子里只有個(gè)人、沒有人民的人，他們遲早會(huì)被人民唾棄。14、是光榮的戰(zhàn)士，還是可恥的逃兵，那就要看你在困難面前有沒有堅(jiān)定不移的信念了。15、我們是國家的主人，。應(yīng)該處處為國家著想。跡。A、選用黑暗、無空氣的環(huán)境：排除環(huán)境中光線和氧氣的影響16第一章靜電場本章總結(jié)提升第一章本章總結(jié)提升171.電場線的性質(zhì):(1)電場線上任一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向;(2)電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小;(3)電場中電勢沿電場線方向逐漸降低;(4)電場線與等勢面垂直,且總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.電場線的應(yīng)用類型一整合創(chuàng)新1.電場線的性質(zhì):電場線的應(yīng)用類型一整合創(chuàng)新182.根據(jù)電場線我們可以判斷:(1)場強(qiáng)的大小和方向;(2)電荷在電場中的受力方向;(3)電勢的高低;(4)在電場中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功的正負(fù);(5)電荷在電場中的電勢能的大小.整合創(chuàng)新2.根據(jù)電場線我們可以判斷:整合創(chuàng)新19例1

如圖1-T-1所示,真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B,一帶負(fù)電的試探電荷僅受靜電力作用,在電場中運(yùn)動(dòng)的部分軌跡如圖中實(shí)線所示.M、N是軌跡上的兩點(diǎn),MN連線與AB連線垂直,O為垂足,且AO>OB.設(shè)M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為EM、EN,電勢分別為φM、φN.下列判斷中正確的是(

)A.EM大于ENB.φM大于φNC.B點(diǎn)電荷一定帶正電D.此試探電荷在M處的電勢能小于在N處的電勢能圖1-T-1整合創(chuàng)新[答案]C例1如圖1-T-1所示,真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B,20[解析]根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B的電場特點(diǎn)可知,EM小于EN,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)帶負(fù)電的試探電荷僅受靜電力作用的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,B點(diǎn)電荷一定帶正電,M點(diǎn)電勢小于N點(diǎn)電勢,此試探電荷在M處的電勢能大于在N處的電勢能,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.整合創(chuàng)新[解析]根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B的電場特點(diǎn)可知,EM小21【變式】

如圖1-T-2所示,帶箭頭的線段表示某一電場的電場線,在靜電力作用下一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過A點(diǎn)飛向B點(diǎn),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,試判斷:(1)粒子帶

電;

(2)A、B兩點(diǎn)比較,粒子在

點(diǎn)的加速度較大;

(3)A、B兩點(diǎn)比較,電勢較高的點(diǎn)是

點(diǎn).

圖1-T-2整合創(chuàng)新正BB[解析]由電場線方向可知電場的場強(qiáng)方向,由運(yùn)動(dòng)軌跡知粒子受力方向應(yīng)與場強(qiáng)方向一致,故粒子應(yīng)帶正電;B點(diǎn)處電場線較密,故B點(diǎn)的場強(qiáng)較大,粒子在B點(diǎn)受的靜電力較大,則粒子在B點(diǎn)的加速度較大;對(duì)φA與φB關(guān)系,可分別作出過A點(diǎn)和B點(diǎn)的等勢面,由電場線的性質(zhì)可知B點(diǎn)的電勢較高,即φB>φA.【變式】如圖1-T-2所示,帶箭頭的線段表示某一電場的電場221.電場中的功能關(guān)系(1)在電場中,若靜電力對(duì)電荷做正功,則電荷的電勢能減少,靜電力對(duì)電荷做了多少正功,電荷的電勢能就減少多少;若靜電力對(duì)電荷做負(fù)功,則電荷的電勢能增加,電荷克服靜電力做了多少功,電荷的電勢能就增加多少.(2)在電場中,當(dāng)只有靜電力做功時(shí),電荷的動(dòng)能與電勢能的總和是不變的.(3)如果在電場中除了靜電力做功外,還有重力做功,則電勢能、動(dòng)能和重力勢能三者之間可以相互轉(zhuǎn)化,且三者的總和保持不變.這就是普遍的能量守恒定律在電場中的具體應(yīng)用.電場中的功能關(guān)系類型二整合創(chuàng)新1.電場中的功能關(guān)系電場中的功能關(guān)系類型二整合創(chuàng)新232.靜電力做功的特點(diǎn)靜電力做功與重力做功一樣,與電荷運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān),僅僅取決于電荷運(yùn)動(dòng)始、末的位置.靜電力做的功可用做功的普遍定義式W=Fd來求解(其中d表示電荷在靜電力F方向上發(fā)生的位移),也可用靜電力做功的公式W=qU來求解(其中U表示電荷運(yùn)動(dòng)始、末兩位置的電勢差).整合創(chuàng)新2.靜電力做功的特點(diǎn)整合創(chuàng)新243.電勢能的特點(diǎn)電勢能是電場和放在電場中的電荷共有的.電勢能的大小通常定義為將此電荷從電場中某點(diǎn)移到零電勢能位置時(shí)靜電力所做的功,所以電勢能的正、負(fù)值與零電勢能位置的選取有關(guān),即電勢能具有相對(duì)的意義,但電勢能的變化則與零電勢能位置的選取無關(guān),即電勢能的變化具有絕對(duì)的意義,所以與靜電力做功有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是電勢能的變化,而非電勢能.整合創(chuàng)新3.電勢能的特點(diǎn)整合創(chuàng)新25

圖1-T-3整合創(chuàng)新[答案]

CD

圖1-T-3整合創(chuàng)新[答案]CD26[解析]靜電力對(duì)小球做正功,電勢能減少W2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;整合創(chuàng)新

對(duì)小球和彈簧組成的系統(tǒng),由功能關(guān)系知,機(jī)械能增加量等于靜電力做的功W2,選項(xiàng)D正確;彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能、動(dòng)能四者之和保持不變,若小球速度一直增大,則彈簧彈性勢能、小球的電勢能和小球的重力勢能三者之和一直減小,選項(xiàng)C正確.[解析]靜電力對(duì)小球做正功,電勢能減少W2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;整27【變式】(多選)帶電粒子m只在靜電力作用下由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),在此過程中克服靜電力做了2.6×10-8J的功,則(

)A.m在P點(diǎn)的電勢能一定小于它在Q點(diǎn)的電勢能B.P點(diǎn)的場強(qiáng)一定小于Q點(diǎn)的場強(qiáng)C.P點(diǎn)的電勢一定高于Q點(diǎn)的電勢D.m在P點(diǎn)的動(dòng)能一定大于它在Q點(diǎn)的動(dòng)能[答案]

AD整合創(chuàng)新[解析]帶電粒子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),克服靜電力做功,即靜電力做負(fù)功,所以電勢能增加,由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能減少;由于條件不足,不能確定電勢和場強(qiáng)的大小關(guān)系,選項(xiàng)A、D正確.【變式】(多選)帶電粒子m只在靜電力作用下由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)28例3

如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U=2V,A、B兩板間距d=5cm,B板接地.在兩板間有a、b、c三點(diǎn),其連線組成一直角三角形,ab連線與A板垂直,ab長L1=3cm,a點(diǎn)離A板L2=1cm.(1)a、c間電勢差為多少?圖1-T-4整合創(chuàng)新[答案]1.2V

例3如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U29例3

如圖1-T-4所示,金屬板A、B與電源相連,電源電壓U=2V,A、B兩板間距d=5cm,B板接地.在兩板間有a、b、c三點(diǎn),其連線組成一直角三角形,ab連線與A板垂直,ab長L1=3cm,a點(diǎn)離A板L2=1cm.(2)一個(gè)電子在a點(diǎn)具有的電勢能為多少?圖1-T-4整合創(chuàng)新[答案]-2.56×10-19J

[解析]B板電勢為零,a點(diǎn)的電勢φa=EdaB=40×0.04V=1.6V一個(gè)電子在a點(diǎn)具有的電勢能為Ep=-eφa=-1.6×