高中物理选修3-1 1.4 电势能和电势 导学案

高三第一轮复习《电势能和电势 电势差》导学案 学习目标： 1.理解静电力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系 2.掌握电势、电势能、电势差的概念.了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 3.理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系，能够熟练应用U=Ed解决有关问题 学习过程： 一．类比重力场，理清静电场概念 重力场 静电场 地球周围存在着重力场 电荷周围存在着_____ 重力场强度ｇ＝Ｇ/ｍ 电场强度Ｅ＝_____ 重力做功量度重力势能的变化 (WAB=EpA-EpB) 静电力做功量度 的变化 重力势能Ep 高度h 高度差Δｈ 重力做功只与始末位置有关， 与路径无关 Ｗ＝ｍｇΔｈ 等高线 二．等势面 三．应用 1基本公式的应用 【例1】在电场中把2.0×10-9C的负电荷从A点移到B点，静电力做功 1.5×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-4.0×10-7J。 取电荷在B点电势能为零，则电荷在C点电势能为多大？ （2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？ （3）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？ （4）把4.0×10-9C的正电荷从A点移到C点，静电力做多少功？ 2公式U=Ed的拓展及应用 【例2】如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1v、2v、3v，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是（ ） A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线 B.匀强电场的场强大小为10v/m C.匀强电场的场强方向为由C指向A D.将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10-19J 3电场中功能关系的应用 【例3】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静电力的作用下运动，经过 a、b 点时的动能分别为26eV和5eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为（?? ） A．8eV??? B．13eV???? C．20eV??? D．34eV 4图象问题的处理方法 【例4】直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度释放一电子，电子仅在电场力作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb．则（　　）A．Ea＞EbB．Ea＜EbC．φa＜φbD．φa＞φb 小结 五．课后练习 1.D、E、F三点在一直线上，DE＝EF. K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则(　　) A．Ea|Wbc| C．粒子由a点到b点，动能减少 D．a点的电势比b点的电势低 2.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有（　　）A．EBx的大小大于ECx的大小 B．EBx的方向沿x轴正方向 C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大 D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功 3.如图所示，xOy平面为一光滑水平面，在此区域内有平行于xOy平面的匀强电场，场强大小E=100 V/m；同时有垂直于xOy平面的匀强磁场。一质量m=2×10-6 kg、电荷量q=2×10-7 C的带负电粒子从坐标原点O以一定的初动能入射，在电场和磁场的作用下发生偏转，到达p (4，3)点时，动能变为初动能的0.5倍，速度方向垂直OP向上。此时撤去磁场，经过一段时间该粒子经过y轴上的M(0, 6.25)点，动能变为初动能的0.625倍，求： (1)粒子从O到P与从P到M的过程中电场力做功的大小之比； (2)OP连线上与M点等电势的点的坐标； (3)粒子由P点运动到M点所用的时间。 ... ...