【文章內容簡介】 例 6 】 兩電荷量分別為 q1和 q2的點電荷放在 x 軸上的 O 、 M 兩點，兩電荷連線上各點電勢 φ 隨 x 變化的關 系如圖 12 所示，其中 A 、 N 兩點的電勢為零， ND 段 中 C 點電勢最高，則 ( ) A ． C 點的電場強度大小為零 B ． A 點的電場強度大小為零 C ． NC 間場強方向沿 x 軸正方向 D ．將一負點電荷從 N 點移到 D 點，電場力先做正功后做負功 學科素養(yǎng)培養(yǎng) 圖 12 解析 學科素養(yǎng)培養(yǎng) 由題圖可知，由 O 點到 M 點，電勢一直降低，且圖線在A 點的斜率也不為零，故 A 點的電場強度大小不為零，而 C 點向 N 、向 D 兩個方向電勢均降低，說明 C 點兩側電場方向相反，且圖線在 C 點的切線斜率為零，故 C 點電場強度大小為零，故A 正確， B 錯誤； 由 N 到 C 電勢升高，故 NC 間電場方向沿 x 軸負方向， C 錯誤； W NC ＝ U NC q ， U NC 0 ， q 0 ，故 W NC 0 ，而 W CD ＝ U CD q ， U CD 0 ，q 0 ，所以 W CD 0 ， D 正確． AD 答案 【 突破訓練 5 】 a 、 b 是 x 軸上兩個點電荷，電荷量分別為 q1和 q2，沿 x 軸 a 、 b 之間各點對應的電勢高低如圖 13 中曲線所示， a 、 p間距離大于 p 、 b 間距離．從圖中可以判斷以下說法正確的是 ( ) A ． a 和 b 均為負電荷且 q1一定大于 q2 B ．電勢最低的 p 點的電場強度為零 C ．將一負的檢驗電荷從 b 處移到 p 處， 電荷電勢能增加 D ． a 、 p 間的電場方向都指向 a 點 學科素養(yǎng)培養(yǎng) 圖 13 解析 學科素養(yǎng)培養(yǎng) 由于從 a 到 b ，電勢 φ 先減小再增加，所以 a 、 b 應均為正電荷；從 b 處 φ － x 圖象的斜率大于 a 處的 φ － x 圖象斜率，可確定 E b E a ，即 q b q a ，所以 A 錯誤； 由 φ － x 圖象的斜率表示電場強度 E ，知 B 對； 由 E p ＝ qφ 知， C 對； BC 答案 a 、 p 間的電場方向應都指向 p 點， D 錯誤 . 歸納：電場強度、電勢能、電勢、電勢差四個物理量 電場強度 電勢 電勢差 電勢能 意義 描述電場的力的性質 描述電場的能的性質 描述電場做功的本領 描述電荷在電場中的能量 ,電荷做功的本領 定義 E=F/q φA=UAB(ΦB=0） UAB=WAB/q Ep=φq 矢標性 矢量 :方向為正電荷的受力方向 標量 :有正負 ,正負只表示大小 標量 :有正負 ,正負只是比較電勢的高低 正電荷在正電勢位置有正電勢能 ,簡化為 :正正得正 ,負正得負 ,負負得正 決定因素 由電場本身決定 ,與試探電荷無關 由電場本身決定 ,大小與參考點的選取有關 ,具有相對性 由電場本身的兩點間差異決定 ,與參考點的選取無關 由電荷量和該點電勢二者決定 ,與參考點的選取有關 相互關系 場強為零的地方電勢不一定為零 電勢為零的地方場強不一定為零 零場強區(qū)域兩點電勢差一定為零 ,電勢差為零的區(qū)域場強不一定為零 場強為零 ,電勢能不一定為零 ,電勢為零 ,電勢能一定為零 練習： 如圖所示，水平放置的 A、 B兩平行板相距 h，上板 A帶正電．現(xiàn)有質量為 m、電荷量為＋ q的小球在 B板下方距離為 H處，以初速度 v0豎直向上從 B板小孔進入板間電場。 （ 1）欲使小球剛好打到 A板， A、 B間電勢差 U應為多大？ （ 2）若 U加倍，則小球能上升的最大高度是多少？ 綜合應用動力學和功能觀點解題 練習： 一水平放置的平行板電容器的兩極扳間距為 d，極扳分別與電池兩極相連．上極扳中心有一小孔 (小孔對電場的影響可忽略不計 )。小孔正上方 d/2處的 P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落．經過小孔進入電容器，并在下極扳處 (未與極扳接觸、返回。若將下極板向上平移 d/3，則從 P點開始下落的相同粒子將（ ） d/2處返回 2d/5處返回 解決力電綜合問題的一般方法 (1)利用力和運動的關系 —— 牛頓運動定律和勻變速直線運動規(guī)律的結合．即：受力和運動分析，是一切力學問題的分析基礎，特別適用于 恒力 作用下的勻變速運動． (2)利用功、能關系 —— 動能定理及其他力的功能關系 (如重力、電場力、摩擦力等 )及能的轉化守恒，即：做功引起并量度了能的改變；無論恒力作用、變力作用、直線運動、曲線運動皆可． 12 ．如圖 10 所示， MP QO 為有界的豎直向下的勻強電場，電場強度為 E ， A C B 為光滑固定的半圓形軌道，軌道半徑為 R ， A 、 B為圓水平直徑的兩個端點， AC 為14圓弧．一個質量為 m ，電荷量為－ q 的帶電小球，從 A 點正上方高為 H 處由靜止釋放，并從 A 點沿切線進入半圓軌道．不計空氣阻力及一切能量損失，關于帶電小球的運動情況，下列說法正確的是 ( ) A ．小球一定能從 B 點離開軌道 B ．小球在 AC 部分可能做勻速圓周運動 C ．若小球能從 B 點離開，上升的高度一定小于 H D ．小球到達 C 點的速度可能為零 圖 10 AD 第 4課時 電容器及其電容 帶電粒子在電場中的運動 一、電容器的充、放電和電容的理解 1 ．電容器的充、放電 ( 1) 充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的 ，電容器中儲存 ． ( 2) 放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中 轉化為其他形式的能． 2 ．電容 ( 1) 定義：電容器所帶的 與電容器兩極板間的電勢差 U 的比值． ( 2) 定義式： ( 3) 物理意義：表示電容器 本領大小的物理量． 異種電荷 電場能 電場能 電荷量 Q C＝QU 容納電荷 電容器與電容 練習：如圖所示，設兩極板正對面積為 S，極板間的距離為 d，靜電計指針偏角為 θ .實驗中，極板所帶電荷量不變，若 保持 S不變，增大 d，則 θ ______，若保持 d不變，減小 S，則θ ______，若保持 d 、 S不變，插入電介質，則 θ _______.本實驗采用了 ________實驗方法。 練習： 某電解電容器上標有“ 25μ F、 450V” 字樣，下列對該電容器的說法中正確的是 ( ) A．要使該電容器兩極板之間電壓增加 1V，所需電荷量為 10－ 5C B．當工作電壓是 450V時，電容器的電容才是 25μ F C．該電容器能夠在 450V的正弦交流電下正常工作 D．該電容器能夠承受的最大電壓為 450 V 3 ．電容器兩類問題的比較 分類 充電后與電池兩極相連 充電后與電池兩極斷開 不變量 U Q d 變大 C 變小 → Q 變小、 E 變小 C 變小 → U 變大、 E 不變 S 變大 C 變大 → Q 變大、 E 不變 C 變大 → U 變小、 E 變小 εr變大 C 變大 → Q 變大、 E 不變 C 變大 → U 變小、 E 變小 電容器的動態(tài)分析（兩類情況） 電容器的動態(tài)分析（兩類情況） 練習：一平行板電容器充電后與電源斷開，負極