【精品課件】第4節(jié)-電勢(shì)能和電勢(shì)

1、我們知道重力做正功，物體的重力勢(shì)能減小，其高度降低(如圖甲)；當(dāng)重力做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能增大，其高度升高(如圖乙)．那么當(dāng)電場(chǎng)力做正功(或負(fù)功)時(shí)(如圖丙)，其電勢(shì)能與電勢(shì)又是怎樣變化的呢？,1．如圖所示，電荷沿直線AB、折線ACB、曲線AB從A移到B靜電力做功相同，即靜電力做功與電荷的 和有關(guān)，但與無關(guān)．,起始位置,終止位置,經(jīng)過的路徑,2．地球上的物體受到重力的作用，具有重力勢(shì)能．與此類似，電荷在電場(chǎng)中受到電

2、場(chǎng)力的作用，也具有 ，這種勢(shì)能叫做 ．3．電勢(shì)能跟電量的比值，對(duì)于電場(chǎng)中的某一點(diǎn)來說，是一個(gè)．這個(gè)常量的大小跟電荷，反映了的一種性質(zhì)，叫做電場(chǎng)的．4．在地圖上常用 表示地形的高低，與此相似，在電場(chǎng)中常用 表示電勢(shì)的高低．電場(chǎng)中 的各點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做．,勢(shì)能,電勢(shì)能,常量,無關(guān),電場(chǎng),電勢(shì),等勢(shì)面,電勢(shì)相同,等勢(shì)面,等高線,5．如果取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，在正的

3、點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為 值，在負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為 值．,正,負(fù),在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做的功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做的功為W＝qEd，其中d為沿電場(chǎng)線方向的位移．,特別提醒：(1)教材中是以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例進(jìn)行推導(dǎo)說明的，但這一結(jié)論不僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，而且適用于任何電場(chǎng)．(2)只要初、末位置A、B確定了，移動(dòng)電荷q電場(chǎng)力做的功WAB就是確定值，這一點(diǎn)

4、與重力做功的情況相似．,(1)電荷在電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)與電荷間相互作用，由位置決定的能量叫做電勢(shì)能．(2)和重力勢(shì)能一樣，電勢(shì)能具有相對(duì)性．通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能的零點(diǎn)．(3)和重力勢(shì)能一樣，電勢(shì)能的變化量具有絕對(duì)性，在實(shí)際應(yīng)用和運(yùn)算中常用電勢(shì)能的變化量．,(4)在重力場(chǎng)中，重力做正功，重力勢(shì)能就減少，克服重力做功，重力勢(shì)能就增加．同樣，在電場(chǎng)中，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能就減少，克服電場(chǎng)力做功，電荷的電勢(shì)能就增加．即W電

5、＝－ΔEP上式中，W電表示電場(chǎng)力做的功，ΔEP表示電荷的電勢(shì)能變化量．特別提醒：①電勢(shì)能由電場(chǎng)和電荷共同決定，屬于電場(chǎng)和電荷系統(tǒng)所共有的，我們常習(xí)慣說成“電場(chǎng)中的電荷所具有的”．②電勢(shì)能是標(biāo)量，有正、負(fù)，無方向．電勢(shì)能的正、負(fù)僅表示大小，正值表示高于零電勢(shì)能，負(fù)值表示低于零電勢(shì)能．,結(jié)合下圖討論靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系是怎樣的？答案：(1)從A到B靜電力對(duì)電荷做正功，其電勢(shì)能減小　(2)從B到A電荷克服靜電力做功

6、其電勢(shì)能增加,(1)電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)．(2)公式：φ＝(3)在國(guó)際單位制中，電勢(shì)的單位是伏特，符號(hào)為V(4)電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，它在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)(零勢(shì)點(diǎn))時(shí)電場(chǎng)力所做的功．電勢(shì)是一個(gè)標(biāo)量，由電場(chǎng)本身性質(zhì)決定，與參考點(diǎn)選取有關(guān)，與放入的試探電荷無關(guān)．,(5)判斷電勢(shì)高低的辦法有：①在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐漸降低；②在電場(chǎng)力作用下，靜止的正電荷

7、從高電勢(shì)移向低電勢(shì)．,特別提醒：①電勢(shì)的相對(duì)性．電勢(shì)是相對(duì)的，根據(jù)公式，只有先確定了某點(diǎn)的電勢(shì)為零以后，才能確定電場(chǎng)中其他點(diǎn)的電勢(shì)．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟零電勢(shì)位置的選擇有關(guān)．在理論確定中，對(duì)不是無限大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)，選擇無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)；在實(shí)際處理問題中，又常取大地為零電勢(shì)．②電勢(shì)的固有性．電勢(shì)φ是表示電場(chǎng)能量屬性的一個(gè)物理量，電場(chǎng)中某點(diǎn)處φ的大小是由電場(chǎng)本身的條件決定的，與在該點(diǎn)處是否放著電荷、電荷的電性、電荷量均無關(guān)，這和許多

8、用比值定義的物理量相同，如前面學(xué)過的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝F/q.,③電勢(shì)是標(biāo)量．電勢(shì)是只有大小、沒有方向的物理量，在規(guī)定了零電勢(shì)后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)可以是正值，也可以是負(fù)值．正值表示該點(diǎn)電勢(shì)高于零電勢(shì)；負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)低于零電勢(shì)．顯然，電勢(shì)的符號(hào)只表示大小，不表示方向．當(dāng)規(guī)定無限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)后，正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為正值，負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值．且越靠近正電荷的地方電勢(shì)越高，越靠近負(fù)電荷的地方電勢(shì)越低．,你能說出等量異種點(diǎn)電

9、荷和等量同種點(diǎn)電荷的連線及其中垂線上電勢(shì)變化的規(guī)律嗎？答案：由上節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的分析可知．(1)等量異種點(diǎn)電荷的連線上，從正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)越來越低；中垂線是一等勢(shì)線，若沿中垂線移動(dòng)電荷至無窮遠(yuǎn)靜電力不做功，因此若取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)也為零．(2)等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，中垂線上該點(diǎn)的電勢(shì)最高，從中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè)，電勢(shì)越來越低．連線上和中垂線上關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)電勢(shì)對(duì)應(yīng)相等.,(1)在電場(chǎng)中，電勢(shì)相等的點(diǎn)組

10、成的面叫做等勢(shì)面．(2)等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功．(3)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，而且電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面．(4)規(guī)定：畫等勢(shì)面時(shí)，相鄰兩等勢(shì)面間電勢(shì)差相等，這樣，在等勢(shì)面密處電場(chǎng)強(qiáng)度較大，在等勢(shì)面疏處，電場(chǎng)強(qiáng)度較?。?(5)幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)面,①點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面，如圖甲所示．②等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱曲面，如圖乙所示．③等量

11、同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱曲面，如圖丙所示．④勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面，如圖丁所示．⑤形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面，如圖G所示．,說明：a.帶方向的線表示電場(chǎng)線，無方向的線表示等勢(shì)面．b．圖中的等勢(shì)“面”畫成了線，即以“線”代“面”．,特別提醒：地理上用等高線表示地勢(shì)的高低，研究某地區(qū)的等高線分布圖就可以知道該地區(qū)的地勢(shì)高低分布情況；電勢(shì)是從能量角度描述電場(chǎng)的一個(gè)重要物理量，用電勢(shì)描述電場(chǎng)

12、有兩大優(yōu)點(diǎn)：①電勢(shì)是標(biāo)量，容易計(jì)算電場(chǎng)力的功；②簡(jiǎn)單地描述空間各點(diǎn)的電勢(shì)常常不能使我們對(duì)電場(chǎng)的整體特點(diǎn)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，可以像等高線表示地勢(shì)高低那樣，引入等勢(shì)面的概念，以形象地認(rèn)識(shí)電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)分布情況．,為什么電場(chǎng)中同一等勢(shì)面或不同等勢(shì)面都不能相交，也不能相切？答案：因?yàn)殡妶?chǎng)線總跟等勢(shì)面垂直，如果等勢(shì)面相交，則交點(diǎn)處的電場(chǎng)線方向就有兩個(gè)，從而場(chǎng)強(qiáng)方向就不是惟一的，這是不可能的；如果等勢(shì)面相切，則在相切處等勢(shì)面的“密度”為無窮大

13、，表明場(chǎng)強(qiáng)為無窮大，這也是不可能的．,誤區(qū)1：在電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方，同一個(gè)點(diǎn)電荷具有的電勢(shì)能也越大．點(diǎn)撥：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與點(diǎn)電荷的電勢(shì)能大小并無必然的聯(lián)系．電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方，所放點(diǎn)電荷的電勢(shì)能可能大．例如在正點(diǎn)電荷＋Q形成的電場(chǎng)中，距離＋Q越遠(yuǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度越小，同一正電荷＋q具有的電勢(shì)能也越小，但同一負(fù)電荷－q具有的電勢(shì)能卻越大．因?yàn)閷ⅲ玵向遠(yuǎn)離＋Q的方向移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)＋q做正功，＋q的電勢(shì)能要減??；而將－q向遠(yuǎn)離＋Q的方向移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)

14、力對(duì)－q做負(fù)功，－q的電勢(shì)能要增大．,誤區(qū)2：電勢(shì)能是一種能量，不可能為負(fù)值．點(diǎn)撥：電勢(shì)能是相對(duì)量．在規(guī)定了電勢(shì)能的零位置(例如A位置)后，如果某電荷在電場(chǎng)中B位置的電勢(shì)能小于在A位置的電勢(shì)能，則該電荷在B位置的電勢(shì)能便是負(fù)值．例如，我們?nèi)粢?guī)定相對(duì)正點(diǎn)電荷＋Q無限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，則負(fù)電荷在＋Q形成的電場(chǎng)中向遠(yuǎn)離＋Q的方向移動(dòng)時(shí)，該負(fù)電荷的電勢(shì)能增大；顯然，該負(fù)電荷在＋Q的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)能均為負(fù)值．可以回憶一下，在力學(xué)中，我們?nèi)粢?guī)定喜

15、馬拉雅山的珠穆朗瑪峰為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則此峰下方物體的重力勢(shì)能皆為負(fù)值．這樣，就不難理解電勢(shì)能可能為負(fù)值了．,誤區(qū)3：比較電場(chǎng)強(qiáng)度大小的方法與比較電勢(shì)能大小的方法相同．點(diǎn)撥：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，比較電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是比較其絕對(duì)值的大??；電勢(shì)能是標(biāo)量，比較電勢(shì)能的大小與代數(shù)中比較大小的方法一樣．例如，電場(chǎng)中A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為EA＝200N/C，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB＝－300N/C，則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(EB的負(fù)號(hào)僅表示B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與規(guī)

16、定的場(chǎng)強(qiáng)正方向相反)；若電荷在電場(chǎng)中C點(diǎn)的電勢(shì)能EC＝2J，該電荷在電場(chǎng)中D點(diǎn)的電勢(shì)能ED＝－3J，則應(yīng)該是EC>ED.,如圖所示，實(shí)線為某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線為一帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，則下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．粒子帶負(fù)電B．粒子在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能EPA小于粒子在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能EPBC．粒子在A點(diǎn)具有的動(dòng)能EKA小于在B點(diǎn)具有的動(dòng)能EKBD．粒子在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度,解析：根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡判斷，

17、該物體受到的電場(chǎng)力，應(yīng)向軌跡凹的一側(cè)，故A正確；對(duì)于負(fù)電荷，順著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，需克服電場(chǎng)力做功，負(fù)電荷的電勢(shì)能增加，故B正確；根據(jù)只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化而總量保持不變這一結(jié)論，可確定EKA>EKB，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱而確定，EA<EB，即力的大小FA<FB，最后得aA<aB，故D正確．答案：C點(diǎn)評(píng)：本題除了要應(yīng)用電勢(shì)、電勢(shì)能等概念外，還要涉及牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功能關(guān)系等力學(xué)知

18、識(shí)，應(yīng)讓學(xué)生明確曲線運(yùn)動(dòng)的受力方向應(yīng)是指向弧線的內(nèi)側(cè)．,(2009·宣城市高二檢測(cè))如圖所示，在兩點(diǎn)電荷＋Q1和－Q2連線的延長(zhǎng)線上有a、b、c三點(diǎn)，測(cè)得b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零．現(xiàn)將一個(gè)檢驗(yàn)電荷＋q從a點(diǎn)沿直線經(jīng)過b點(diǎn)移到c點(diǎn)，在此過程中檢驗(yàn)電荷＋q的電勢(shì)能變化情況為(　　)A．不斷增加　　　　　B．先增加后減少C．不斷減少 D．先減少后增加答案：B,如圖所示，P、Q是等量的正點(diǎn)電荷，O是它們連線的中點(diǎn)

19、，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，OA<OB，用EA、EB和φA、φB分別表示A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，則(　　),A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA不一定大于EB，φA一定大于φBC．EA一定大于EB，φA不一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB,解析：P、Q所在空間中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)由這兩個(gè)點(diǎn)電荷共同決定，電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，P、Q兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，在無限遠(yuǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)也為零，從O點(diǎn)沿P

20、Q垂直平分線向遠(yuǎn)處移動(dòng)，場(chǎng)強(qiáng)先增大，后減小，所以EA不一定大于EB，電勢(shì)是標(biāo)量，由等量同號(hào)電荷的電場(chǎng)線分布圖可知，從O點(diǎn)向遠(yuǎn)處，電勢(shì)是一直降低的，故φA一定大于φB.答案：B點(diǎn)評(píng)：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)不一定高．(2)電場(chǎng)強(qiáng)度等于零的地方電勢(shì)不一定等于零．,如圖所示，某區(qū)域電場(chǎng)線左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱線上的兩點(diǎn)．下列說法正確的是(　　)A．M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)B．M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．正電

21、荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D．將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功,答案：AC解析：從圖示電場(chǎng)線的分布示意圖可知，MN所在直線的電場(chǎng)線方向由M指向N，則M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)；由于N點(diǎn)所在處電場(chǎng)線分布密，所以N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)；正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，故在M點(diǎn)電勢(shì)能大于在N點(diǎn)電勢(shì)能；電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，要克服電場(chǎng)力做功．綜上所述，A、C選項(xiàng)正確.,如下電場(chǎng)中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相同的是(　　)A．距正的點(diǎn)電荷

22、等距離的a、b兩點(diǎn)B．等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，距連線中點(diǎn)O等距離的a、b兩點(diǎn)C．等量同種點(diǎn)電荷的連線上，距連線中點(diǎn)O等距離的a、b兩點(diǎn)D．兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬板間，距同一板不等距離的a、b兩點(diǎn),解析：正的點(diǎn)電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布，如圖1，a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相同，場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方向不同，故A錯(cuò)．,由圖2知，a、b兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上，故兩點(diǎn)電勢(shì)相同，a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)線分布疏密程度相同，且a、b兩點(diǎn)處電

23、場(chǎng)線的切線方向也相同，故兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同．由圖3，a、b兩點(diǎn)分別位于對(duì)稱的等勢(shì)面上，故兩點(diǎn)電勢(shì)相同，a、b兩點(diǎn)處電場(chǎng)線分布的疏密程度相同，兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿連線指向b，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿連線指向a，故兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不相同．而帶有等量異種電荷的平行金屬板產(chǎn)生的是勻強(qiáng)電場(chǎng)，距同一板不等距離的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，電勢(shì)不等，故D錯(cuò)．,答案：B點(diǎn)評(píng)：認(rèn)真看課本中的圖例，掌握點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，等量同(異)種電荷形成的電場(chǎng)，以及勻強(qiáng)電場(chǎng)電

24、場(chǎng)線與等勢(shì)面的分布特點(diǎn)，是解本題的關(guān)鍵．,2009·貴州興義市清華實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測(cè))圖中虛線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面1、2、3、4.一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下從電場(chǎng)中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，軌跡如圖中實(shí)線所示．由此可判斷(　　),A．1等勢(shì)面電勢(shì)最高B．粒子從a運(yùn)動(dòng)到b，動(dòng)能增大C．粒子從a運(yùn)動(dòng)到b，電勢(shì)能增大D．在運(yùn)動(dòng)中粒子的電勢(shì)能與動(dòng)能之和不變答案：ABD,如圖，光滑絕緣半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，

25、場(chǎng)強(qiáng)為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電＋q的小球，由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　),A．小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B．小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大C．小球電勢(shì)能增加EqRD．小球由靜止釋放到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能的增加量等于mgR解析：小球在運(yùn)動(dòng)過程中除重力做功外，還有電場(chǎng)力做功，所以機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)；小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，重力與電場(chǎng)力均做正功，重力勢(shì)能減少mgR，電勢(shì)能減少EqR，而動(dòng)能增加mgR＋EqR，

26、到最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，所以速度最大，因此B正確，C、D錯(cuò)誤．答案：B,點(diǎn)評(píng)：涉及到能量轉(zhuǎn)化題時(shí)，要找準(zhǔn)功能對(duì)應(yīng)關(guān)系，如電勢(shì)能的變化看電場(chǎng)力做的功；重力勢(shì)能的變化，看重力做的功；機(jī)械能的變化，看重力以外的力做的功；動(dòng)能的變化，看合外力做的功．,如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷－q的小物體，可在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng)，O端有一與軌道垂直的固定墻．軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正方向，小物體以速度v0從x0點(diǎn)沿Ox軌道運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)

27、受到大小不變的摩擦力F作用，且F<qE；設(shè)小物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，且電量保持不變，求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過的總路程s.,答案：,解析：小物體初始位置在坐標(biāo)x0處，具有動(dòng)能 開始，因電場(chǎng)力qE、摩擦力F均向左，小物塊做減速運(yùn)動(dòng)到速度為零；然后在qE影響下向左加速運(yùn)動(dòng)；撞墻后折返又做減速運(yùn)動(dòng)……如此多次往復(fù)．因有摩擦不斷消耗能量，且qE>F，故最終必然停止在O處，動(dòng)能為零．這就是最終狀態(tài)．解法一：用動(dòng)能定理解．設(shè)小

28、物塊共走過路程s，由W,解法二：用能量守恒定律解．設(shè)小物塊共走過路程s，克服摩擦力做功的值為Fs，這也就是轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的能量．動(dòng)能、電勢(shì)能減少,有兩個(gè)完全相同的金屬球A、B，如圖所示，B球固定在絕緣地板上，A球在離B球?yàn)镠的正上方由靜止釋放下落，與B球發(fā)生對(duì)心碰撞后回跳的高度為h.設(shè)碰撞中無能量損失，空氣阻力不計(jì)，試討論h與H的大小關(guān)系．,解析：若兩球都不帶電時(shí)，由能量關(guān)系可知A將彈起H高度．若兩球帶等量同種電荷，下落時(shí)A受到向上的電

29、場(chǎng)力，電場(chǎng)力做負(fù)功，彈起向上時(shí)，電場(chǎng)力做的正功與下落時(shí)做的負(fù)功的大小相等，故仍上升H距離．若兩球帶等量異種電荷，A下落時(shí)，電場(chǎng)力做正功，碰撞后電荷量中和，彈起后不再受電場(chǎng)力作用，由功能關(guān)系知上彈距離將大于H.若A原來不帶電，B原來帶電，則A下落時(shí)不受電場(chǎng)力作用，碰撞后A、B帶同種電荷，彈起時(shí)A受到向上的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力做正功，故A彈起距離大于H.若A、B帶不等量同種電荷，A受到向上的電場(chǎng)力，設(shè)平均電場(chǎng)力為F1，碰撞后A、B電荷,量相等，上

30、升時(shí)受向上的電場(chǎng)力為F2，其平均值F2>F1，故此時(shí)所做的功要大于下落時(shí)做的負(fù)功，故A彈起高度大于H.點(diǎn)評(píng)：對(duì)小球的帶電情況做出各種可能的假設(shè)，根據(jù)力的作用情況，結(jié)合能量關(guān)系分析．,若有一個(gè)如圖所示的靜電場(chǎng)，電場(chǎng)方向相同，但電場(chǎng)線分布不均勻，請(qǐng)?zhí)骄糠治鲞@樣的靜電場(chǎng)可能存在嗎？試證明之．,答案：電場(chǎng)力做功與移動(dòng)路徑無關(guān)，那么在電場(chǎng)中沿任何封閉路徑移動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功一定為零．把一正檢驗(yàn)電荷＋q放入電場(chǎng)中，令其從圖中A點(diǎn)出發(fā)沿垂直于