D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>|Q2|
【小试身手5】(C级)如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()
A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
、C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向右
【达标检测】
1、(B级)如图所示,表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入试探电荷,测得试探电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图象,那么下面说法中正确的是()
A.该电场是匀强电场
B.a、b、c、d四点场强大小关系是:
Ed>Ea>Eb>Ec
C.这四点场强大小关系是:
Ea>Eb>Ec>Ed,场源是正电荷,位于A点
D.无法判断a、b、c、d四点场强大小关系
2、(C级)质量为m、电量为q的质点在静电力作用下以恒定的速率v沿圆弧从A点运动到B点,其速度方向改变的角度为θ弧度,AB弧长为s,则AB弧中点的场强大小E=_______。
3、(C级)如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷,将质量为m,带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放,当小球沿细管下滑到最低点时,对细管的上壁的压力恰好与球重相同,圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小为_______。
班级:
高一()班:
学号:
姓名:
第三节电场电场强度与电场线
(2)
【典型例题】
【小试身手1】(B级)如图所示,AB是电场中的一条电场线,在P点由静止释放一个重力不计的正电荷,则电荷的运动情况是()
A.电荷一定向B点做加速运动
B.电荷一定向B点做匀加速运动
C电荷一定向B点做匀速运动
D.电荷一定向B点做变加速运动
【小试身手2】(B级)如图所示,一带点粒子从A运动到B,径迹如
虚线所示,由此可见()
A.粒子带负电B.粒子的加速度不断减小
C.粒子在A点时动能D.B的场强比A的场强大
【小试身手3】(C级)如图所示,A、B两点固定两个等量正点电荷,在A、B连线的中点C处放一点电荷(不计重力)。
若给该点电荷一个初速度v0,v0方向与AB连线垂直,则该点电荷可能的运动情况是()
A.往复运动B.匀速直线运动
C.加速度不断减小,速度不断增大的直线运动
D.加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动
【小试身手4】(B级)沿水平方向的场强为E=8.66×103v/m的足够大的匀强电场中,用绝缘细线系一个质量m=6.0g的带电小球,线的另一端固定于O点,平衡时悬线与竖直方向成α角,α=30°,如图所示,求
(1)小球所带的电量;
(2)剪断细线小球怎样运动,加速度多大?
(g取10m/s2)
【小试身手5】(B级)如图所示,光滑绝缘轨道上有两个质量均为m的带电小球A、B,分别带有+4Q、-Q的电量。
在水平向右的场强为E的匀强电场中,一起向右作匀加速运动,运动过程中两球相对位置不变,求它们之间的距离。
【小试身手6】(D级)电量Q均匀分布在半径为R的圆环上(如图所示),求在圆环轴线上距圆心O点为x处的P点的电场强度(提示:
微元法)
【小试身手7】(D级)如图所示,a、b两个带电小球的质量均为m,所带电量分别为+2q和-q,两球间用绝缘细线连接,a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧.则平衡时可能位置是图中的()
【达标检测】
1、(B级)ab是长为L的均匀带电细杆,P1和P2是位于ab所在直线上两点,位置如图9-1-6所示。
ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处产生的场强大小为E2,则以下说法正确的是()
A.两处的电场方向相同,E1﹥E2
B.两处的电场方向相反,E1﹥E2
C.两处的电场方向相同,E1﹤E2
D.两处的电场方向相反,E1﹤E2
2、(C级)如图所示,质量为m的带电滑块,沿绝缘斜面匀速下滑。
当带电滑块滑到有着理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态可能为()
A.将减速下滑B.将加速下滑
C.将继续匀速下滑D.上述三种情况都有可能发生
3、(C级)如图所示,在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷,电荷量的大小都是q1,在b、d两个顶点上,各放一带负电的点电荷,电荷量的大小都是q2,q1>q2.已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它是哪一条()
A.E1B.E2C.E3D.E4
班级:
高一()班:
学号:
姓名:
第四节电势能电势电势差
(1)
【自主学习】
一、电势差
电荷从电场中的一点移到另一点,电场力做的功跟其电量的比值叫做这两点的电势差,U=W/q,是标量.(类似于重力场中的高度差h=W/mg)
二、电势
某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量.在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决定,与检验电荷无关。
(类似于重力场中的高度)
注意:
(1)高度是相对的.与参考面的选取有关,而高度差是绝对的与参考面的选取无关.同样电势是相对的与零电势的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关.
(2)一般选取无限远处或大地的电势为零.当零电势选定以后,电场中各点电势为定值.
(3)电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB,沿电场线方向电势降低.
三、电场力做功与电势能
1.电势能:
电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能.电势能是电荷与所在电场所共有的。
2.电势能的变化:
电场力做正功电势能减少;电场力做负功电势能增加.
类比于重力势能变化:
重力做正功重力势能减少;重力做负功重力势能增加.
3.电场力做功:
W=qU,U为电势基,q为电量.
重力做功:
W=Gh,h为高度差,G为重量.
电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量决定
重力做功跟路径无关,是由初末位置的高度差与重量决定.
四、等势面
1.电场中电势相等的点所组成的面为等势面.
2.特点:
(1)各点电势相等但电场强度不一定相等.
(2)等势面上任意两点间的电势差为零.电荷沿着等势面运动,电场力不做功.
(3)电场线跟等势面垂直,且由电势高的面指向电势低的面,两个等势面永不相交.
(4)等势面的疏密也反映电场的强弱。
匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大.
几种常见电场的等势面:
【典型例题】
【小试身手1】(B级)关于电势与电势能的说法正确的是()
A.电荷在电场中电势高的地方电势能大
B.在电场中的某点,电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大
C.正电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大
D.负电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小
【小试身手2】(B级)将一电量为一2×10-8C的点电荷,从零电势S点移到电场中的M点,克服电场力做功4×10-8J,则UM=;若将该电荷从M点移到N点,电场力做功14×10-8J,则N点电势UN=;M、N两点电势差为.
【小试身手3】(B级)若电场中,a、b两点间的电势差Uab=1V,将一电子从a点移到b点,电子克服电场力做的功为1eV,则()
A.场强方向一定由b指向aB.场强方向一定由a指向b
C.电子的电势能增加增加1eVD.电子的电势能减少1eV
【小试身手4】(C级)如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,沿顺时针方向做以Q为一个焦点的椭圆运动。
O为椭圆的中心,M、P、N为椭圆上的三个点,M和N分别是椭圆上离Q最近和最远的点。
则以下说法正确的是()
A.电子在M点的速率最大
B.电子在N点的电势能最小
C.电子在P点受到的库仑力的方向指向O点
D.椭圆上N点的电势最低
【达标检测】
1、(B级)将一正电荷从无穷远处移向电场中M点,电场力做功为6.0×10-9J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处,电场力做功为7.0×10-9J,则M、N两点的电势φm、φn有如下关系()
A.φm<φn<0B.φn<φm<0C.φn<φm<0D.φm>φn>0
2、(B级)在点电荷-Q的电场中的某位置,质子具有E0的动能即可逃逸此电场的束缚,那么α粒子(氦核)要从该位置逃逸此电场的束缚,需要的动能至少为()
A.E0/2B.2E0C.E0/4D.4E0
3、(C级)如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判断正确的是()
A.O点电场强度为零B.D点电场强度为零
C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大
D.若将点电荷-q从O移向C,电势能增大
班级:
高一()班:
学号:
姓名:
第四节电势能电势电势差
(2)
【典型例题】
【小试身手1】(B级)
如图所示的xOy坐标平面处于电场中,一正点电荷q从c点分别沿直线移到a点和b点,q对电场的影响忽略不计,在这两个过程中,均须克服电场力做功,且做功数值相等。
有可能满足这种情况的电场是()
A.方向沿y轴正向的匀强电场
B.方向沿x轴正向的匀强电场
C.在第一象限内某位置有一个负电荷
D.在第四象限内某位置有一个正电荷
【小试身手2】(C级)如图所示,水平固定的小圆盘A带电量为Q,电势为零,从盘心处O释放一质量为m的带电量为q的小球,由于电场力的作用,小球在竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点,OC=h。
又知道过竖直线上B点时小球速度最大,由此可确定Q所形成的电场中下述的物理量()
A.B点的场强B.C点的场强C.B点的电势D.C点的电势
【小试身手3】(C级)图a、b中为竖直向上的电场线上的两点,一带电粒子在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点时恰好速度为零,下列说法中正确的是()
A.带电粒子在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的
B.a点的电势比b点的电势高
C.带电粒子在a点的电势能比在b点的电势能小
D.a点的电场强度比b点的电场强度大
【小试身手4】(C级)
如图中虚线所示为静电场的等势面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只在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为23eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置时,其电势能变为-8eV,它的动能应为()
A.8eVB.11eVC.15eVD.19eV
【小试身手5】(C级)如图,在粗糙绝缘的水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块,小物块,在Q的电场中运动到N点静止,则从M点运动到N点的过程中()
A小物块所受电场力逐渐减小
B小物块具有的电势能逐渐减小
CM点的电势一定高于N点的电势
D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
【小试身手6】(C级)如图所示,直角三角形的斜边倾角为30°,底边BC长为2L,处在水平位置,斜边AC是光滑绝缘的,在底边中点O处放置一正电荷Q,一个质量为m、电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下,滑到斜边上的垂足D时速度为v。
该质点滑到非常接近斜边底端C点时速度vc为多少?
沿斜面向下的加速度ac为多少?
【达标检测】
1、(B级)如图,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知()
A.P点电势高于Q点电势
B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大
2、(C级)如图所示,电荷量为-e,质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场,初速度为v0,当它通过电场中B点时,速度与场强方向成150°角,不计电子的重力,求A、B两点间的电势差
3、(C级)如图所示,光滑绝缘竖直细杆与以正点电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点,一质量为m、带电量为-q的空心小球从杆上A点由静止开始下落,若AB=BC=h,小球滑到C点的速度为
;求:
(1)A、C两点的电势差;
(2)小球滑至B点的速度.
班级:
高一()班:
学号:
姓名:
第五节匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理
【自主学习】
一.公式E=U/d的理解与应用
(1)公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
(2)公式E=U/d只适用于匀强电场,且d表示沿电场线方向两点间的