20xx滬科版高中物理選修3-122研究電場的能的性質一(編輯修改稿)
2024-12-23 22:37 本頁面
【文章內容簡介】 負點電荷產生的電場中則與 ( 1 ) 相反． 1 ． ( 2020 廣州高二檢測 ) 電場中有 A 、 B 兩點，在將某電荷從 A 點移到 B 點的過程中，電場力對該電荷做了正功，則下列說法中正確的是 ( ) A ．該電荷是正電荷，且電勢能減少 B ．該電荷是負電荷，且電勢能增加 C ．該電荷電勢能增加，但不能判斷 是正電荷還是負電荷 D ．該電荷電勢能減少，但不能判斷是正電荷還是負電荷 【解析】 電場力對電荷做正功，則電勢能減少，但不能確定該電荷的正、負，故 D 正確． 【答案】 D 【備選例題】 ( 教師用書獨具 ) 一帶電粒子在勻強電場 E 中的運動軌跡如圖教 2 － 2 － 1 虛線所示，電場方向豎直向下． 若不計空氣阻力，則此帶電粒子 從 a 點運動到 b 點的過程中，能 量變化情況為 ( ) A ．動能減小 B ．電勢能增加 C ．動能和電勢能之和減少 D ．重力勢能和電勢能之和增加 圖教 2 － 2 － 1 【審題指導】 判斷電勢能的變化看電場力做功；判斷動能的變化看合力做功． 【解析】 由帶電粒子在電場中運動軌跡可知帶電粒子受力方向與場強方向相反，粒子帶負電，帶電粒子從 a 運動到 b 的過程中，電場力做正功，電勢能減小，重力做負功，重力勢能增加，合外力做正功，動能增加，并且電勢能的減少量等于重力勢能和動能的增加值，所以只有 C 正確． 【答案】 C 電勢差和電勢能的理解 【問題導思】 1 ．電勢差和電勢能的物理意義有什么不同？ 2 ．電勢差和電勢能是否都是相對的？ 1 ． 電勢差與電勢能的比較 電勢差 UAB 電勢能 Ep 反映電場的能的性質的物理量 電荷在電場中某點所具有的電勢能 電場中兩點間的電勢差，只跟電場本身有關，跟點電荷 q無關 電勢能大小是由點電荷的帶電荷量q和該點電勢共同決定的 電勢差與零勢能點的選取無關，與電場和 A、 B兩點有關，跟電荷無關 對于正點電荷，電勢能的正負跟電勢的正負相同；對于負點電荷，電勢能的正負跟電勢的正負相反 單位：伏特 (V) 單位：焦耳 (J) 聯(lián)系： qUAB＝ EpA－ EpB 2. 電場力做功的公式 WAB＝ qUAB中的符號法則 三個 物理量都是標量，但都有正負，在計算時會涉及正、負號的問題．在實際應用中對符號的處理有兩種方法： ( 1) 計算時將各物理量的正、負號代入直接參與運算，得出的結果是正是負一目了然． ( 2) 計算時各物理量均代入絕對值，不涉及正負號，計算完成后再判斷出結果是正還是負． ( 2020 楊凌高二檢測 ) 如圖 2 － 2 － 3 所示的是一勻強電場，場強 E ＝ 2 102 N /C ，現(xiàn)讓一個電荷量 q ＝－ 4 10－ 8 C 的電荷 沿電場方向從 M 點移到 N 點， MN 間的距離 s ＝30 c m ，試求： ( 1) 電荷從 M 點移到 N 點電勢能的變化； ( 2) M 、 N 兩點間的電勢差． 圖 2 － 2 － 3 【審題指導】 ( 1) 由電場線的方向和電荷正、負可確定電場力的方向，進而確定電場力做功的正、負 ( 2) 根據(jù) U MN ＝W MNq可計算 M 、 N 兩點的電勢差． 【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 ，即電荷電勢能增加了 10－ 6 J. ( 2) 從 M 點到 N 點電荷克服靜電力做功，即靜電力對電荷做 負功，即 WMN＝－ 10－ 6 J ，則 M 、 N 兩點間的電勢差為 UMN＝WMNq＝－ 10－ 6－ 4 10－ 8 V ＝ 60 V . 【答案】 ( 1) 電荷電勢能增加了 10 － 6 J ( 2 ) M 、 N兩點間的電勢差為 60 V 2 ．在電場中把一個電荷量為 6 10－ 6C 的負電荷從 A 點移到 B 點，克服電場力做功 3 10－ 5J ，再將電荷從 B 點移到C
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