高中物理 第1章 静电场章末小结课件 新人教版选修31.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 1 静电场 第一章 章末小结 第一章 一 电场强度 电势 电势差 电势能的比较 特别提醒 场强为零的点 电势 电势能不一定为零 电势为零的点 场强不一定为零 电势能一定为零 电势能为零的点 场强不一定为零 电势一定为零 如图所示 a b c是一条电场线上的三个点 电场线的方向由a到c a b间的距离等于b c间的距离 则下列说法正确的是 a a b c三点的电势大小关系是 a b cb a b c三点的电场强度大小关系是ea eb ecc a b间的电势差uab等于b c间的电势差d 某检验点电荷在a b c三点的电势能大小关系是epa epb epc 规范解答 电场线是沿直线的电场 通常有如图所示几种情况 题中给出一条电场线 不一定是哪一种 因此无法判断各点场强的大小 b错误 不论是何种情况的电场 沿着电场线方向电势总是降低的 即 a b c 故a正确 匀强电场中 即第4种情况 uab ubc 非匀强电场中 即前3种情况 只能根据u ed定性分析 c错误 因为不知道检验点电荷的正负 所以无法判定点电荷在各点的大小 d错误 答案 a点评 审题时应特别注意只有一条电场线 无法判断周围电场线的情况 二 用动力学观点解决带电体在电场中的运动1 带电的物体在电场中受到电场力作用 还可能受到其他力的作用 如重力 弹力 摩擦力等 在诸多力的作用下物体可能处于平衡状态 静止或做匀速直线运动 物体也可能所受合力不为零 做匀变速运动或变加速运动 2 处理这类问题 就像处理力学问题一样 首先对物体进行受力分析 包括电场力 再明确其运动状态 最后根据所受的合力和所处的状态选择相应的规律解题 3 相关规律 力的平衡条件 即f合 0或fx 0 fy 0 牛顿第二定律f合 ma或fx max fy may 运动学公式 如匀变速直线运动速度公式 位移公式等 平抛运动知识 圆周运动知识等 四川雅安中学2013 2014学年高二上学期期末 如图所示 两平行金属板a b长8cm 两板间距离d 8cm a板比b板电势高300v 一带正电的粒子电荷量q 10 10c 质量m 10 20kg 不计粒子的重力作用 沿电场中心线ro垂直电场线飞入电场 初速度v0 2 106m s 粒子飞出平行板电场后经过界面mn ps间的无电场区域后 进入固定在o点的点电荷q形成的电场区域 设界面ps右边点电荷的电场分布不受界面的影响 已知两界面mn ps相距为12cm d是中心线ro与界面ps的交点 o点在中心线上 距离界面ps为9cm 粒子穿过界面ps最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上 静电力常数k 9 0 109n m2 c2 带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动打在ps上的a点 如图 设a点离中心线的距离为y 则y y1 y2 y1 l1tan 0 12m 答案 0 03m0 12m如图负电1 04 10 8c点评 由粒子的受力情况 准确判断出粒子的运动轨迹 是解决此类问题的突破口 三 用能量观点解决带电体在电场中的运动1 带电的物体在电场中具有一定的电势能 同时还可能具有动能和重力势能等 用能量的观点处理问题是一种简便的方法 处理这类问题 首先要进行受力分析以及各力做功的情况分析 再根据做功情况选择合适的规律列式求解 常用的规律有动能定理和能量守恒定律 2 常见的几种功能关系 1 只要外力做功不为零 物体的动能就要改变 动能定理 2 静电力只要做功 物体的电势能就要改变 且静电力做的功等于电势能的减少量 如果只有静电力做功 物体的动能和电势能之间相互转化 总量不变 类似机械能守恒定律 3 如果除了重力和静电力之外 无其他力做功 则物体的动能 重力势能和电势能三者之和不变 泰安市2014 2015学年高二调研 如图所示 在竖直平面内 ab为水平放置的绝缘粗糙轨道 cd为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道 ab与cd通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接 圆弧的圆心为o 半径r 0 50m 轨道所在空间存在水平向右的匀强电场 电场强度的大小e 1 0 104n c 现有质量m 0 20kg 电荷量q 8 0 10 4c的带电体 可视为质点 从a点由静止开始运动 已知sab 1 0m 带电体与轨道ab cd间的动摩擦因数均为0 5 假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 求 g取10m s2 1 带电体第1次运动到圆弧形轨道c点时的速度 2 带电体最终停在何处 3 带电体从开始运动到停止的整个过程中产生的热量 3 解法一 整个过程中产生的热量等于克服摩擦力所做的功 即q mgsab qeh代入数据解得q 7 67j解法二 整个过程中电势能的减少量转化为重力势能和内能 即q qe sab r mg r h 代入数据解得q 7 67j 1 本章知识是高考的热点 考查频率较高的是电场力做功与电势能的变化 带电粒子在电场中的运动等知识点 尤其是与力学知识的结合构成力电综合题 能力要求较高 以计算题形式出现 2 对库仑定律 电场强度 电场线 电势 电势能 等势面 平行板电容器等的考查 通常以选择题形式出现 对概念理解要求较高 3 本章知识与生产技术 生活实际 科学研究联系密切 如静电屏蔽 尖端放电 示波器原理 静电分选器 直线加速器等都可以成为新情景命题素材 要密切关注 2015 全国卷 14 如图 两平行的带电金属板水平放置 若在两板中间a点从静止释放一带电微粒 微粒恰好保持静止状态 现将两板绕过a点的轴 垂直于纸面 逆时针旋转45 再由a点从静止释放一同样的微粒 该微粒将 a 保持静止状态b 向左上方做匀加速运动c 向正下方做匀加速运动d 向左下方做匀加速运动 答案 d 2015 安徽理综 23 在xoy平面内 有沿y轴负方向的匀强电场 场强大小为e 图中未画出 由a点斜射出一质量为m 带电量为 q的粒子 b和c是粒子运动轨迹上的两点 如图所示 其中l0为常数 粒子所受重力忽略不计 求 1 粒子从a到c过程中电场力对它做的功 2 粒子从a到c过程所经历的时间 3 粒子经过c点时的速率 解析 1 wac qe ya yc 3qel0 2 根据抛体运动的特点 粒子在x方向做匀速直线运动 由对称性可知轨迹最高点d在y轴上 可令tad tdb t tbc t 一 选择题 1 2题为单选题 3 5题为多选题 1 2015 浙江理综 16 如图所示为静电力演示仪 两金属极板分别固定于绝缘支架上 且正对平行放置 工作时两板分别接高压直流电源的正负极 表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间 则 a 乒乓球的左侧感应出负电荷b 乒乓球受到扰动后 会被吸在左极板上c 乒乓球共受到电场力 重力和库仑力三个力的作用d 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触 放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞答案 d 解析 从图中可知金属板右侧连接电源正极 所以电场水平向左 故乒乓球上的电子移动到右侧 即乒乓球的右侧感应出负电荷 a错误 乒乓球右侧带负电 受到的电场力向右 乒乓球左侧带正电 受到的电场力向左 因为左右两侧感应出的电荷量相等 所以受到的电场力相等 乒乓球受到扰动后 最终仍会静止 不会吸附到左极板上 b错误 乒乓球受到重力和电场力作用 库仑力即为电场力 c错误 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触 乒乓球带正电 在电场力作用下 运动到左极板 与左极板接触 然后乒乓球带负电 又在电场力作用下 运动到右极板 与右极板接触后乒乓球带正电 在电场力作用下 运动到左极板 如此重复 即乒乓球会在两极板间来回碰撞 d正确 2 2015 全国卷 15 如图 直线a b和c d是处于匀强电场中的两组平行线 m n p q是它们的交点 四点处的电势分别为 m n p q 一电子由m点分别运动到n点和p点的过程中 电场力所做的负功相等 则 a 直线a位于某一等势面内 m qb 直线c位于某一等势面内 m nc 若电子由m点运动到q点 电场力做正功d 若电子由p点运动到q点 电场力做负功答案 b 解析 电子带负电荷 从m到n和p做功相等 说明电势差相等 即n和p的电势相等 匀强电场中等势线为平行的直线 所以np和mq分别是两条等势线 从m到n 电场力对负电荷做负功 说明mq为高电势 np为低电势 所以直线c位于某一等势面内 且 m n 选项a错b对 若电子从m点运动到q点 初末位置电势相等 电场力不做功 选项c错 电子作为负电荷从p到q即从低电势到高电势 电场力做正功 电势能减少 选项d错 3 2015 江苏物理 8 两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示 c是两负电荷连线的中点 d点在正电荷的正上方 c d到正电荷的距离相等 则 a a点的电场强度比b点的大b a点的电势比b点的高c c点的电场强度比d点的大d c点的电势比d点的低答案 acd 4 2015 广东理综 21 如图所示的水平匀强电场中 将两个带电小球m和n分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置 释放后 m n保持静止 不计重力 则 a m的带电量比n的大b m带负电荷 n带正电荷c 静止时m受到的合力比n的大d 移动过程中匀强电场对m做负功答案 bd 解析 a b项 由释放后m n均保持静止知 m和n受到的电场力同m n之间的库仑力平衡 二者大小相等 方向相反 分析可知m带负电荷 n带正电荷 且m n带电量相等 故a项错误 b项正确 c项 静止时m n受到的合力均为零 故c