第10章 微专题2 电场能的性质（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（人教版2019）

微专题2　电场能的性质 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 [学习目标要求]　1.掌握带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析思路和方法。2.理解E­x、φ­x、Ep­x图像的意义，并会分析有关问题。3.会利用功能关系、能量守恒定律分析电场综合问题。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 利用电场线与等势线分析带电粒子的运动轨迹 1．在电场中，电场线和等势面都是为了更好地描述电场而引入的，两者之间既有联系又有区别。 (1)电场线总与等势面垂直。电荷沿着电场线移动，静电力一定做功；电荷沿着等势面移动，静电力一定不做功。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 (2)在同一电场中，等差等势面的疏密也反映电场的强弱，等差等势面密集处，电场线也密集，电场强；反之，电场线稀疏，电场弱。 (3)知道等势面，可画出电场线，知道电场线，也可画出等势面。 2．带电粒子在电场中的运动轨迹是由静电力和初速度共同决定的，可以根据轨迹分析受到的静电力方向，进一步研究加速度、动能、电势能的变化等。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，已知乙粒子带正电。那么下列判断正确的是(　　) A．甲粒子在b点的电势能比在c点小 B．乙粒子在d点速度最大 C．a、b两点电场强度相同 D．d点电势比b点电势高 D 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 6 [解析]　根据乙粒子的运动轨迹及乙粒子带正电的条件，可知点电荷Q带正电，而甲粒子带负电，甲粒子从c向b运动过程中，静电力做负功，甲粒子的电势能增加，因此，Epb>Epc，选项A错误；对于乙粒子，从d向b运动过程中，静电力对粒子做正功，粒子的电势能减少，则Epb<Epd，故φb<φd，选项D正确；根据动能定理，静电力对乙粒子先做负功后做正功，粒子的动能先减少后增加，乙粒子在d点速度最小，选项B错误；根据正点电荷电场的特点可知，a、b两点电场强度的大小相等，但方向不同，选项C错误。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 [名师点评] 物体做曲线运动时，所受合力指向轨迹弯曲的内侧，根据轨迹的弯曲方向能判断出力、速度和运动轨迹三者的位置关系，静电力做功与电势能、动能的关系，电场线与电场强度的关系。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 1.(多选)如图所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等 势面，其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入 电场中，运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知 (　　) A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加 B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加 C．φa>φb>φc D．φa<φb<φc AD 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 解析：带正电粒子受到的是斥力，所以是正电荷产生的电场，电势关系为φa＜φb＜φc，粒子从K到L的过程，静电力做负功，电势能增加，故A、D正确，C错误；从L到M的过程中，静电力先做负功，后做正功，电势能先增加后减少，故B错误。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 静电场中常见的图像问题 1．静电场中图像的主要类型 (1)v­t图像；(2)φ­x图像；(3)E­x图像；(4)Ep­x图像。 2．应对策略 (1)v­t图像：根据v ­t图像的速度变化、斜率变化，确定电荷所受静电力的方向及静电力大小的变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 (2)φ ­x图像： ①电场强度的大小等于斜率绝对值的大小。 ②直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。 ③分析电荷移动时电势能的变化，可用公式WAB＝qUAB分析WAB的正负，然后作出判断。 (3)E­x图像：根据题中给出的E­x图像，确定E的方向的正负，再在草纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 (4)Ep­x图像： ①反映了电势能随位移变化的规律； ②图线的切线斜率大小等于电场力大小； ③进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况。 返回导航 下页 上页 人教物理 必修第三册 电荷量为q1和q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远处电势为零，一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x的变化关系如图所示。其中，试探电荷在B、D两点处的电势能均为零，在DJ段中H点处电势能最大，则(　　) 返回导航 下页 上页