第10章 静电场中的能量 知能素养提升（PPT）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 知能素养提升 静电场中的能量 第十章 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 归类探究 知能提升 【例1】 【变式1】 【例2】 【变式2】 【例3】 【变式3】 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 类型一　电势差与电场强度的关系 【例1】 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两极板间有一个带正电试探电荷固定在P点，如图所示。以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程 中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是　　(　　) C 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 【解析】 由平行板电容器的电容C＝可知，d减小时，C变大，但不是一次函数，A错误；在电容器两极板所带电荷量一定的情况下，U＝，E＝＝，与x无关，B错误；在负极板接地的情况下，设P点最初的电势为φ0，则平移后P点的电势为φ＝φ0－Ex0，C正确；正电荷在P点的电势能EP＝qφ＝q(φ0－Ex0)，D错误。 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 【变式1】 (多选)如图所示，两块正对平行金属板M、N与电池相连，N板接地，在距两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷，如果M板向 上平移一小段距离，则(　　) A．点电荷受到的静电力变小 B．M板带的电荷量增加 C．P点的电势升高 D．点电荷在P点具有的电势能增加 AD 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 类型二　电势能与物体运动的联系 【例2】 如图所示，一个带电荷量为q(q>0)，质量为m的小物块处于倾角为37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置被置于一个水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 (1)水平向右电场的电场强度； 【答案】； 【解析】 小物块静止在斜面上，受重力、静电力和斜面支持力，受力分析如图所示，则有FNsin 37°＝qE①，FNcos 37°＝mg②，由①②可得E＝。 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 (2)若将电场强度的大小减小为原来的一半，求物块的加速度大小； 【答案】0.3g； 【解析】若电场强度减小为原来的，即E′＝。由牛顿第二定律得mgsin 37°－qE′cos 37°＝ma，可得a＝0.3g。 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 (3)电场强度的大小减小为原来的一半后物块下滑距离为L时物块具有的动能。 【答案】0.3mgL。 【解析】电场强度减小后物块下滑距离L时，重力做正功，静电力做负功，由动能定理得mgLsin 37°－qE′Lcos 37°＝Ek－0，可得Ek＝0.3mgL。 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 【变式2】 如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量m＝0.2 kg、带电荷量q＝＋2.0×10－6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1。从t＝0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场。(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)求： 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 (1)4秒内小物块的位移大小； 【答案】 8m； 【解析】 0～2 s内小物块加速度为 a1＝＝2 m/s2，位移x1＝a1t＝4 m， 2 s末的速度为v2＝a1t1＝4 m/s， 2 s～4 s内小物块加速度a2＝＝－2 m/s2， 位移x2＝v2t2＋a2t＝4 m， 4秒内的位移x＝x1＋x2＝8 m。 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 (2)4秒内静电力对小物块所做的功。 【答案】1.6 J。 【解析】 v4＝v2＋a2t2＝0，即4 s末小物块处于静止状态设静电力对小物块所做的功为W，由动能定理有W－μmgx＝0，解得W＝1.6 J。 知能提升 《全效作业本》 物理 必修 第三册 [RJ] 归类探究 类型三　静电场中的能量的综合应用