電場(chǎng)能的性質(zhì)(編輯修改稿)
2025-09-12 01:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 【 方法與知識(shí)感悟 】 1． 電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法 (1)由公式 W＝ Flcos θ計(jì)算 ， 此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) ，可變形為 W＝ qElcos θ. (2)由 W＝ qU來計(jì)算 ， 此公式適用于任何形式的靜電場(chǎng) ． (3)由動(dòng)能定理來計(jì)算： W電場(chǎng)力 ＋ W其他力 ＝ ΔEk. (4)由電勢(shì)能的變化計(jì)算： W電場(chǎng)力 ＝ Ep1－ Ep2. 2． 電場(chǎng)中的功能關(guān)系 (1)若只有電場(chǎng)力做功 ， 電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變； (2)若只有電場(chǎng)力和重力做功 ， 電勢(shì)能 、 重力勢(shì)能 、 動(dòng)能之和保持不變； (3)除重力之外 ， 其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化 ． (4)所有力對(duì)物體所做的功 ， 等于物體動(dòng)能的變化 ． 題型四： E－ x圖象和 φ－ x圖象問題 例 4 空間有一沿 x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng) ， 其電場(chǎng)強(qiáng)度 E隨 x變化的圖象如圖所示 ． 下列說法正確的是 ( ) A． O點(diǎn)的電勢(shì)最低 B． x2點(diǎn)的電勢(shì)最高 C． x1和－ x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 D． x1和 x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 【 思路點(diǎn)撥 】 場(chǎng)源電荷如圖分布，以 x軸正方向的場(chǎng)強(qiáng)為正，即可得到題中的 E－ x圖象．在 E－ x圖象上取一微元，由 U＝ Ed可知電場(chǎng)強(qiáng)度 E隨 x變化的一小段圖象與 x軸所圍的面積表示對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差，據(jù)此可比較兩點(diǎn)之間電勢(shì)的高低． 【 解析 】 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為 U＝ Ed，此表達(dá)式適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)， 圖中為非勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) E與坐標(biāo) x 的關(guān)系圖象，當(dāng)取一段極短長(zhǎng)度 Δx時(shí)，可認(rèn)為 Δx長(zhǎng)度內(nèi)的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，因此圖像所包圍的面積表示電勢(shì)差．圖中從 O點(diǎn)沿＋ x軸方向，場(chǎng)強(qiáng)為正值，所以圖線與 x軸包圍的面積表示的電勢(shì)差為正，表示沿＋ x軸方向的電勢(shì)逐漸降低，即 O點(diǎn)電勢(shì)依次大于 x1點(diǎn)、 x2點(diǎn)、 x3點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng) A、 B、 D錯(cuò)誤．而圖中沿－ x軸方向，場(chǎng)強(qiáng)為負(fù)值，所以圖線與 x軸包圍的面積表示的電勢(shì)差為正，即沿－ x軸方向的電勢(shì)也逐漸降低．因從－ x1點(diǎn)到 x1點(diǎn)， E－ x圖線在 O點(diǎn)兩側(cè)所包圍的面積相等，表示這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，所以－ x1和 x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，選項(xiàng) C正確． 【 答案 】 C 【 方法與知識(shí)感悟 】 在 x軸上，位于 x＝ O處的點(diǎn)電荷的 E－ x圖象是由最大值迅速減小的曲線，圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱；等量同種點(diǎn)電荷連線上的E－ x圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱，兩電荷連線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為 O；兩等量異種點(diǎn)電荷連線上的 E－ x圖象關(guān)于連線中垂線對(duì)稱，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)較小，但不為 0. 例 5 (2022上海 )兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于 x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布，正確描述電勢(shì)隨位置變化規(guī)律的是圖 ( ) 【 思路點(diǎn)拔 】 φ－ x圖象的斜率大小表示電場(chǎng)強(qiáng)度沿 x軸方向分量的大小 (或電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 )．若圖象某段平行于 x軸，表明電勢(shì) φ在該段不隨 x變化，電場(chǎng)強(qiáng)度沿 x軸方向的分量為 0，空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與 x軸垂直． 【 解析 】 在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上各點(diǎn)的電勢(shì)都是零，所以坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢(shì)為零．在 x軸負(fù)方向上，各點(diǎn)的合電勢(shì)為正值．在 x軸正方向上，各點(diǎn)的合電勢(shì)為負(fù)值，所以，只有 A是對(duì)的． 【 答案 】 A 【 方法與知識(shí)感悟 】 兩等量異種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處電勢(shì)為零，靠近正電荷處電勢(shì)大于 0，離正電荷越近，電勢(shì)越高；靠近負(fù)電荷處電勢(shì)小于 0，離負(fù)電荷越近，電勢(shì)越低，離正、負(fù)電荷無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)都為 0. 1． 關(guān)于靜電場(chǎng) ， 下列結(jié)論普遍成立的是 ( ) A． 電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高 ， 電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低 B． 電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān) C． 在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中 ， 場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向 D． 將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn) ， 電場(chǎng)力做功為零 C 【 解析 】 電勢(shì)的高低與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小無(wú)關(guān)， A錯(cuò)；電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差不僅與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)，還與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離有關(guān)， B錯(cuò)；在 D項(xiàng)中，初、末位置場(chǎng)強(qiáng)為零，中間某段場(chǎng)強(qiáng)可能不為零，電場(chǎng)力做功不一定為零， D錯(cuò)；只有
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1