专题强化4　电场性质的综合问题（课件 学案 练习，3份打包）鲁科版（2019）必修 第三册

专题强化4　电场性质的综合问题 [学习目标]　1.进一步掌握电场强度、电势、电势差、电势能及电场力做功之间的关系(难点)。2.学会运用牛顿第二定律、动能定理处理电场中动力学问题和能量问题(重点)。 一、电场强度、电势、电势差及电势能之间的关系 电场强度 电势 电势差 电势能 意义 描述静电力的性质 描述电场能的性质 描述静电力做功的本领 描述电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量 公式 E＝____ φ＝____ UAB＝____ Ep＝φq 关系 (1)电场强度为零的地方电势_____为零 (2)电势为零的地方电场强度_____为零 (3)电势为零，电势能_____为零(均填“一定”或“不一定”) 联系 (1)匀强电场中UAB＝_____(d为A、B两点沿_____方向上的距离) (2)电势沿着电场强度方向降低_____ (3)UAB＝φA－φB，φ＝，WAB＝qUAB，WAB＝EpA－EpB 例1　关于静电场，下列说法正确的是(　　) A．将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加 B．在同一个等势面上的各点，电场强度的大小必然是相等的 C．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大 D．电势下降的方向就是电场强度的方向 例2　(多选)(2023·天津市第二南开中学期中)图甲中直线PQ表示电场中的一条电场线，质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子仅在静电力作用下沿电场线向右运动，经过P点时速度为v0，到达Q点时速度减为零，粒子运动的v－t图像如图乙所示。下列判断正确的是(　　) A．Q点电势高于P点电势 B．P点电场强度大于Q点电场强度 C．P、Q两点间的电势差为 D．带负电的粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能 二、电场中的动力学和能量问题 1．用动力学观点解决带电体在电场中的运动问题 (1)带电的物体在电场中除了受到电场力作用，还可能受到其他力的作用，如重力、弹力、摩擦力等，在诸多力的作用下物体可能处于平衡状态(静止或做匀速直线运动)；物体所受合外力也可能不为零，做匀变速运动或变加速运动。 (2)处理这类问题，就像处理力学问题一样，首先对物体进行受力分析(包括电场力)，再明确其运动状态，最后根据所受的合外力和所处的状态选择相应的规律解题。 (3)相关规律： ①力的平衡条件，即F合＝0。 ②牛顿第二定律：F合＝ma。 ③运动学公式，如匀变速直线运动速度公式、位移公式等，平抛运动知识、圆周运动知识等。 2．用能量观点解决带电体在电场中的运动问题 (1)静电力做功的计算 (2)电场中常见的几种功能关系 ①静电力做功等于带电体电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 ②合外力做功等于物体动能的变化量，即W合＝ΔEk，这里的W合指合外力做的功。 ③如果只有静电力做功，则动能和电势能之间相互转化，二者总和不变，即ΔEk＝－ΔEp。 例3　如图所示，带电荷量为Q的正电荷(可视为点电荷)固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A到C的距离为L，B为AC的中点。现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度恰好为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，重力加速度为g，求： (1)小球运动到B点时的加速度大小； (2)B和A两点间的电势差(用k、Q和L表示)。 _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ 例4　(2023·南平市高二期中)一带负电的粒子从电场中的A点运动到B点，该过程中，粒子受到的电场力做的功为W1(W1>0)，粒子受到的重力做的功为W2(W2>0)，除重力和电场力外的其他力做的功为W3(W3<0)。关于该过程中功与能量变化的关系，下列说法正确的是(　　) A．电势能增加了W1 B．重力势能增加了W2 C．机械能变化了W1＋W3 D．动能的变化量是W1＋W2－W3 例5　(2024·凉山州宁南中学月考)如图所示，在竖直平 ... ...