第一章 静电场 专题二 电场的能的性质-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案课件PPT（教科版2019）

专题二　电场的能的性质 1 课堂探究评价 2 探究1　电场线、等势面与带电粒子运动轨迹的综合问题 解决该类问题应熟练掌握以下知识及规律 (1)电场线或等差等势面密集的地方场强大。 (2)电场线垂直于等势面，从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，即沿着电场线方向电势降低最快。 (3)带电粒子所受合力(往往仅为电场力)指向轨迹曲线的内侧；所受电场力的方向沿电场线的切线方向或反方向，即垂直于等势面。 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 (4)带电粒子在某点的速度方向为轨迹切线方向。 (5)电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。 (6)涉及的其他力学知识：牛顿第二定律、动能定理等。 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 例1　(多选)一粒子从A点射入电场，从B点射出电场，电场的等差等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行且间隔均匀，不计粒子的重力。下列说法正确的有(　　) A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度先不变，后变小 C．粒子的速度不断增大 D．粒子的电势能先减小，后增大 答案 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 模型点拨 带电粒子在电场中运动轨迹问题的易错点 (1)误认为电场线方向就是电荷受到电场力的方向。 (2)误认为电场线是电荷在电场中的运动轨迹。 (3)电场力随便画，以为只朝轨迹弯曲的一侧就可以。电场力只可能有两个方向：要么沿电场强度的方向(对应于正电荷)，要么沿电场强度的反方向(对应于负电荷)。 (4)错误地根据电场线方向来判断电场强度大小，应根据电场线的疏密来判断电场强度的大小。 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 [变式训练1]　一个电子只在电场力作用下从a点运动 到b点的轨迹如图虚线所示，图中一组平行实线可能是电 场线也可能是等势面，则以下说法正确的是(　　) A．无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小 B.无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势高 C．无论图中的实线是电场线还是等势面，电子在a点的电势能都比在b点的电势能小 D．如果实线是等势面，电子在a点的速率一定大于在b点的速率 答案 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 解析　若图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低；若图中实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则a点的电势比b点高，故B错误。不论图中实线是电场线还是等势面，该电场都是匀强电场，a点和b点的场强大小都相等，故A错误。如果图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场力对电子做正功，电子电势能减小，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大，故C错误。如果图中实线是等势面，电子所受电场力方向向下，电场力对电子做负功，则电子在b点的动能较小，即电子在a点的速率一定大于在b点的速率，故D正确。 解析 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 探究2　电场中的功能问题 电场中的功能规律既可用于定量计算，也可用于定性分析，如分析、计算电场力做的功、电势能(及其变化)、电势变化、动能变化、机械能变化等。电场中常用的功能规律如下： 1．电场力做功与电势能变化的功能关系 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp 2．动能定理 WAB＋W其他力＝ΔEk 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 3．能量守恒定律 只有电场力、重力和系统内弹力做功时：ΔEp电＋ΔEpG＋ΔEp弹力＋ΔEk＝0 其中ΔEpG＋ΔEp弹力＋ΔEk＝ΔE机械能 注意：(1)在任何电场中，均有WAB＝qUAB＝q(φA－φB)；只有在匀强电场中时，才有WAB＝qElcosθ。 (2)公式Ep＝qφ中，应考虑q的正负号。 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 例2　 如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC＝30°，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v，试求： (1)小球通过C点的速度大小； (2)小球由A到C的过程中电势能的增加量。 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 规范解答 答案 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 模型点拨 解决电场中的功能问题时，电场力做功与电势能变化的功能关系WAB＝－ΔEp是基础，对于很多题目，还需要结合动能定理或能量守恒定律分析、计算。 课堂探究评价 课后课时作业 科学思维 [变式训练2]　 (多选)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平。a、b是两个完全相