20xx滬科版高中物理選修3-122研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)一(編輯修改稿)
2024-12-23 22:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中則與 ( 1 ) 相反． 1 ． ( 2020 廣州高二檢測(cè) ) 電場(chǎng)中有 A 、 B 兩點(diǎn)，在將某電荷從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做了正功，則下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A ．該電荷是正電荷，且電勢(shì)能減少 B ．該電荷是負(fù)電荷，且電勢(shì)能增加 C ．該電荷電勢(shì)能增加，但不能判斷 是正電荷還是負(fù)電荷 D ．該電荷電勢(shì)能減少，但不能判斷是正電荷還是負(fù)電荷 【解析】 電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，則電勢(shì)能減少，但不能確定該電荷的正、負(fù)，故 D 正確． 【答案】 D 【備選例題】 ( 教師用書(shū)獨(dú)具 ) 一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng) E 中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖教 2 － 2 － 1 虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下． 若不計(jì)空氣阻力，則此帶電粒子 從 a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 b 點(diǎn)的過(guò)程中，能 量變化情況為 ( ) A ．動(dòng)能減小 B ．電勢(shì)能增加 C ．動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少 D ．重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加 圖教 2 － 2 － 1 【審題指導(dǎo)】 判斷電勢(shì)能的變化看電場(chǎng)力做功；判斷動(dòng)能的變化看合力做功． 【解析】 由帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，粒子帶負(fù)電，帶電粒子從 a 運(yùn)動(dòng)到 b 的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，合外力做正功，動(dòng)能增加，并且電勢(shì)能的減少量等于重力勢(shì)能和動(dòng)能的增加值，所以只有 C 正確． 【答案】 C 電勢(shì)差和電勢(shì)能的理解 【問(wèn)題導(dǎo)思】 1 ．電勢(shì)差和電勢(shì)能的物理意義有什么不同？ 2 ．電勢(shì)差和電勢(shì)能是否都是相對(duì)的？ 1 ． 電勢(shì)差與電勢(shì)能的比較 電勢(shì)差 UAB 電勢(shì)能 Ep 反映電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量 電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能 電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，只跟電場(chǎng)本身有關(guān)，跟點(diǎn)電荷 q無(wú)關(guān) 電勢(shì)能大小是由點(diǎn)電荷的帶電荷量q和該點(diǎn)電勢(shì)共同決定的 電勢(shì)差與零勢(shì)能點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，與電場(chǎng)和 A、 B兩點(diǎn)有關(guān)，跟電荷無(wú)關(guān) 對(duì)于正點(diǎn)電荷，電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相同；對(duì)于負(fù)點(diǎn)電荷，電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相反 單位：伏特 (V) 單位：焦耳 (J) 聯(lián)系： qUAB＝ EpA－ EpB 2. 電場(chǎng)力做功的公式 WAB＝ qUAB中的符號(hào)法則 三個(gè) 物理量都是標(biāo)量，但都有正負(fù)，在計(jì)算時(shí)會(huì)涉及正、負(fù)號(hào)的問(wèn)題．在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)符號(hào)的處理有兩種方法： ( 1) 計(jì)算時(shí)將各物理量的正、負(fù)號(hào)代入直接參與運(yùn)算，得出的結(jié)果是正是負(fù)一目了然． ( 2) 計(jì)算時(shí)各物理量均代入絕對(duì)值，不涉及正負(fù)號(hào)，計(jì)算完成后再判斷出結(jié)果是正還是負(fù)． ( 2020 楊凌高二檢測(cè) ) 如圖 2 － 2 － 3 所示的是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng) E ＝ 2 102 N /C ，現(xiàn)讓一個(gè)電荷量 q ＝－ 4 10－ 8 C 的電荷 沿電場(chǎng)方向從 M 點(diǎn)移到 N 點(diǎn)， MN 間的距離 s ＝30 c m ，試求： ( 1) 電荷從 M 點(diǎn)移到 N 點(diǎn)電勢(shì)能的變化； ( 2) M 、 N 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差． 圖 2 － 2 － 3 【審題指導(dǎo)】 ( 1) 由電場(chǎng)線的方向和電荷正、負(fù)可確定電場(chǎng)力的方向，進(jìn)而確定電場(chǎng)力做功的正、負(fù) ( 2) 根據(jù) U MN ＝W MNq可計(jì)算 M 、 N 兩點(diǎn)的電勢(shì)差． 【解析】 ( 1) 電荷克服靜電力做功為 W ＝ Fs ＝ qE s ＝ 4 10－ 8 2 102 J ＝ 10－ 6 J ，即電荷電勢(shì)能增加了 10－ 6 J. ( 2) 從 M 點(diǎn)到 N 點(diǎn)電荷克服靜電力做功，即靜電力對(duì)電荷做 負(fù)功，即 WMN＝－ 10－ 6 J ，則 M 、 N 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 UMN＝WMNq＝－ 10－ 6－ 4 10－ 8 V ＝ 60 V . 【答案】 ( 1) 電荷電勢(shì)能增加了 10 － 6 J ( 2 ) M 、 N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 60 V 2 ．在電場(chǎng)中把一個(gè)電荷量為 6 10－ 6C 的負(fù)電荷從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功 3 10－ 5J ，再將電荷從 B 點(diǎn)移到C
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