（新课标）教科版物理选修3-1第1章 习题课2　电场能的性质及带电粒子在电场中的运动作业Word版含解析

习题课2　电场能的性质及带电粒子在电场中的运动 (教师用书独具) [学习目标]　1.进一步理解电势差、电势、等势面的概念．　2.掌握电场力做功与电势差的关系，并会进行有关计算．　会利用动力学和功能观点分析带电粒子在电场中的直线运动．　会利用运动的合成与分解方法分析带电粒子在电场中的类平抛运动．　会分析带电粒子在交变电场及复合场中的运动． 一、电场中电势高低的判断与计算 重难解读 1．电势φ是表示电场能的性质的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入检验电荷及电荷的电性和电荷量均无关． 2．电势高低的四种判断方法 (1)据电场线的方向：电场线由高电势处指向低电势处，或者说沿电场线方向电势逐渐降低． (2)由UAB＝，将WAB和q带符号代入，据UAB的正负判断A、B两点电势的高低．当UAB>0时，φA>φB；当UAB<0时，φA＜φB. (3)据电场力做功来判断：电场力对正电荷做正功，电荷由高电势处移向低电势处；正电荷克服电场力做功，电荷由低电势处移向高电势处．对于负电荷，情况恰好相反． (4)根据电势能判断：正电荷在电势高处电势能较大；负电荷在电势低处电势能较大． 【例1】　将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了8.0×10－9 J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是(　　) A．φM＜φN＜0　 B．φN＞φM＞0 C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0 思路点拨：根据电场力做功与电荷电势能变化的关系，由电场力做功情况分析电荷电势能变化，判断电势高低． C　[取无穷远处电势为零，则正电荷在M点的电势能为－8×10－9 J，负电荷在N点的电势能为9×10－9 J．由φ＝知，M、N点的电势φM<0，φN<0，且|φN|＞|φM|，即φN<φM<0，故C正确．] (多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示．c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则(　　) A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．c点的电场强度比d点的大 D．c点的电势比d点的低 ACD　[根据电场线的分布图，a、b两点中，a点的电场线较密，则a点处电场强度较大，选项A正确．沿电场线的方向电势降低，a点的电势低于b点的电势，选项B错误．由于c、d两点关于正电荷对称，正电荷在c、d两点产生的电场强度大小相等、方向相反；两负电荷在c点产生的电场强度为0，在d点产生的电场强度方向向下，根据电场的叠加原理，c点的电场强度比d点的大，选项C正确．c、d两点中c点离负电荷的距离更小，c点电势比d点低，选项D正确．] 二、静电场中涉及图像问题的处理方法 重难解读 1．主要类型 (1)v-t图像；(2)φ-x图像；(3)E-x图像． 2．应对策略 (1)v-t图像：根据v-t图像中速度的变化、斜率绝对值的变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化． (2)φ-x图像：①电场强度的大小等于φ-x图线的斜率绝对值．②在φ-x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系大致确定电场强度的方向．③在φ-x图像中分析电荷移动时做功的正负，可用WAB＝qUAB分析WAB的正负，然后作出判断． (3)E-x图像：根据给出的E-x图像，确定E的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布． 【例2】　(多选)空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上B、C两点电场强度在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 思路点拨：解答本题时应按以下思路分析： →→ →→ AD　[本题的入手 ... ...