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第2章电势能与电势差
;[学习目标];知识网络构建;深化理解;5.带电粒子偏转问题:离开电场时的偏移量偏转角。;[基础练习];答案BD;2.如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则()
A.aaabac,vavcvb
B.aaabac,vbvcva
C.abacaa,vbvcva
D.abacaa,vavcvb;答案D;3.一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行实线是电场线,则下列说法正确的是()
A.a点的电势比b点高
B.电子在a点的加速度方向向右
C.电子从a点到b点动能减小
D.电子从a点到b点电势能增加;重点题型分析;[例1]在坐标-x0到x0之间有一静电场,x轴上各点的电势φ随坐标x的
变化关系如图所示,一电荷量为e的质子从-x0处以一定初动能仅在电
场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域。则该质子()
A.在-x0~0区间一直做加速运动
B.在0~x0区间受到的电场力一直减小
C.在-x0~0区间电势能一直减小
D.在-x0~0区间电势能一直增加;[解析]从-x0到0,电势逐渐升高,意味着该区域内的场强方向向左,质子受到的电场力向左,与运动方向相反,所以质子做减速运动,A错误;设在x~x+Δx,电势为φ~φ+Δφ,根据场强与电势差的关系式E=,当Δx无限趋近于零时,表示x处的场强大小(即φ--x图线的斜率),从0到x0区间,图线的斜率先增加后减小,所以电场强度先增大后减小,根据F=Ee,质子受到的电场力先增大后减小,B错误;在-x0~0区间质子受到的电场力方向向左,与运动方向相反,电场力做负功,电势能增加,C错误,D正确。;(二)Ep--x图像;[解析]由于粒子从x1运动到x2电势能减小,因此电场力做正功,粒子所受电场力的方向沿x轴正方向,电场强度方向沿x轴负方向,选项A正确,B错误;由|ΔEp|=|qEΔx|,即|qE|=,由于x1处的图线斜率的绝对值小于x2处图???斜率的绝对值,因此x1处的电场强度大小小于x2处的电场强度大小,选项C错误;沿着电场线方向电势降低,故x1处的电势比x2处的电势低,选项D正确。;(三)E--x图像;[例3](多选)某静电场中x轴上电场强度E随x变化的关系如图所示,
设x轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为q的粒子从坐
标原点O沿x轴正方向运动,结果粒子刚好能运动到x=3x0处,假设
粒子仅受电场力作用,E0和x0已知,下列说法正确的是()
A.粒子一定带负电
B.粒子的初动能大小为qE0x0
C.粒子沿x轴正方向运动过程中电势能先增大后减小
D.粒子沿x轴正方向运动过程中最大动能为2qE0x0
;?;对于电场中的各类图像问题,无论是哪类图像,其根本还是准确视图,分析图像的物理意义。
(1)结合物理公式规律明确图像的斜率表示什么,斜率的正负代表什么,图像与横轴所夹面积是否有意义。
(2)灵活应用电场中的功能关系,结合分析粒子的运动,进一步可分析粒子的电性、做功情况、动能变化、电势能变化等问题。;二、“等效法”在电场中的应用;;(2)将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G′,则G=mg,方向与竖直方向成30°角偏向右下方。
若小球恰能做完整的圆周运动,在等效最高点:
由A点到等效最高点,根据动能定理得
联立解得vA=。;?;(2)设小滑块到达P点时速度为v′,则从开始运动至到达P点过程中,
由动能定理得③
在P点时,由牛顿第二定律得 ④
代入数据解得FN=0.6N ⑤
由牛顿第三定律得,小滑块对轨道的压力大小为
FN′=FN=0.6N。 ⑥;?
[方法归纳];[课堂训练];?;2.如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()
A.运动到P点返回
B.运动到P和P′点之间返回
C.运动到P′点返回
D.穿过P′点;[解析]电子在A、B板间的电场中加速运
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