第十章 静电场中的能量章末优化提升（教师用书）-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版）

[对应学生用书第51页] 考点一　电场中的图像问题 电场中几种图像的特点与应用 v－t 图像 根据v－t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势高低及电势能变化 φ－x 图像 ①电场强度的大小等于φ－x图像的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图像存在极值，其切线的斜率为零； ②在φ－x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向； ③在φ－x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后做出判断 E－t 图像 根据题中给出的E－t图像，确定E的方向，再在草稿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 E－x 图像 ①反映了电场强度随位移变化的规律； ②E>0表示场强沿x轴正方向，E<0表示场强沿x轴负方向； ③图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定 Ep－x 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 [例1]　两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则(　　) A．N点的电场强度大小为零 B．A点的电场强度大小为零 C．NC间电场强度方向指向x轴正方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 [解析]　A、N点的电势等于零，电场强度大小不为零，A、B错误；从N到C电势升高，电场强度方向指向x轴负方向，NC间电场强度方向指向x轴负方向，C错误；从N到C电势升高，从C到D电势降低，将一负点电荷从N点移到C点，电场力做正功，从C点到D点，电场力做负功，D正确。 [答案]　D 考点二　带电体在电场(复合场)中的圆周运动 1．解决电场(复合场)中的圆周运动问题，关键是分析向心力的来源，指向圆心的力提供向心力，向心力的提供有可能是重力和静电力的合力，也有可能是单独的重力或静电力。 2．有时可以把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动，找出等效“最高点”和“最低点”。 [例2]　如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电的小球从高为h的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动。已知小球所受静电力是其重力的，圆环半径为R，斜面倾角为θ＝53°，轨道水平段BC长度sBC＝2R。若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动，则高度h为(　　) A．2R B．4R　　 C．10R D．17R [解析]　小球所受的重力和静电力均为恒力，故两力可等效为一个力F＝＝mg，方向与竖直方向的夹角为37°偏左下。若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动，即通过等效最高点D时小球与圆环间的弹力恰好为0，由圆周运动知识可得mg＝m，由A到D的过程由动能定理得mg(h－R－Rcos 37°)－mg(htan 37°＋2R＋ Rsin 37°)＝mv，解得h＝10R，故C正确，A、B、D错误。 [答案]　C 学科网（北京）股份有限公司 $$