高中物理 第一章 电场章末整合课件 粤教版选修31.ppt

负电荷 正电荷 创造 消灭 总量不变 正比 反比 真空中的静止的点电荷 电场力 电荷量 正电荷 密 大 疏 小 电荷始末位置 比值 电势 垂直 最快 绝缘 106 1012 0 匀速直线运动 初速度为零的匀加速运动 专题一静电力作用下物体的平衡问题 1 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 库仑力与重力 弹力一样 它也是一种基本力 因此一般的力学规律对它也适用 在对物体进行受力分析时应一起分析在内 2 明确带电粒子在电场中的平衡问题 实际上属于力学平 衡问题 其中仅多了一个静电力而已 3 求解这类问题时 需应用有关力的平衡知识 在正确的受力分析基础上 运用平行四边形定则 三角形定则或建立平面直角坐标系 应用共点力作用下物体的平衡条件去解决 kg 所带电荷量为 2 0 10 8 例1 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球 小球质量为 1 0 10 2 c 现加一水平方向的 匀强电场 平衡时绝缘绳与竖直方向成30 角 如图1 1所示 求这个匀强电场的电场强度 取g 10m s2 图1 1 答案 c 专题二 电场强度 电场力 电势差 电势能 重力势能之间 的区别与联系1 电场强度与电场力 2 电势差与电势能 3 电场强度与电势差 4 重力势能与电势能 例2 2011年广东六校联考 如图1 4所示 o点为等量异种点电荷连线的中点 a b两点的连线与两电荷连线垂直 今在外力作用下将带电荷量为 q的点电荷从a点移动到b点 关于点电荷的电势能 下列说法中正确的是 图1 4 a 不变 b 减少 c 增加 d 无法判断 解析 由等量异种点电荷的等势面分布特点可知 a点的电势低于b点电势 将正电荷从a点移动到b点的过程中电场力做负功 电势能增加 故c正确 答案 c 例3 2012年惠州实验中学期中 下列关于电场的叙述 中正确的是 a 点电荷产生的电场中 以点电荷为圆心 r为半径的球面上 各点的场强都相同b 正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大c 取走电场中某点的试探电荷后 该点的场强为零d 电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强的方向不一定相同 方向不同 a错误 由e k知e与场源电荷的正负无关 与 解析 由点电荷的电场线的特点可知这些点场强大小相等 qr2 试探电荷无关 b c错误 负电荷在电场中的受力方向与该点场强方向相反 故d正确 答案 d 过c点 移到b点 在这两个过程中 图1 5 针对训练 2 如图1 5所示 在点电荷 q的电场中 m n是两个等势面 现将一点电荷 q 从a点分别经路径 和路径 经 a 都是电场力做功 沿路径 做的功比沿路径 做的功少 b 都是电场力做功 沿路径 做的功等于沿路径 所做的功 c 都是克服电场力做功 沿路径 做的功小于沿路径 做的功 d 都是克服电场力做功 沿路径 做的功等于沿路径 做的功 答案 b 专题三用能量观点处理带电体在电场中的运动 1 只要外力做功不为零 物体的动能就要改变 合外力做正功 动能增加 合外力做负功 动能减少 此类问题可以使用动能定理求解 2 静电力做正功 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 w电 ep1 ep2 静电力做正功 电势能减少 静电力做负功 电势能增加 如果只有静电力做功 物体的动能和电势能之间相互转化 总量保持不变 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 例4 双选 如图1 6为一匀强电场 某带电粒子从a点运动到b点 在这一运动过程中克服重力做的功为2 0j 电 场力做的功为1 5j 则下列说法正确的是 图1 6a 粒子带负电b 粒子在a点的电势能比在b点少1 5jc 粒子在a点的动能比在b点多0 5jd 粒子在a点的机械能比在b点少1 5j 解析 粒子从a点运动到b点 电场力做正功 且沿着电场线 故粒子带正电 所以选项a错 粒子从a点运动到b点 电场力做正功 电势能减少 故粒子在a点的电势能比在b点多1 5j 故选项b错 由动能定理 wg w电 ek 2 0j 1 5j ekb eka 所以选项c对 由其他力 在这里指电场力 做功等于机械能的增加 所以选项d对 答案 cd 题后反思 在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理 能量守恒定律 有时也会用到功能关系 1 应用动能定理解决问题需研究合外力的功 或总功 2 应用能量守恒解决问题需注意电势能和其他形式能间 的转化 3 应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势 能改变之间的对应关系 针对训练 3 双选 如图1 7所示 在绝缘的斜面上方 存在着匀强电场 电场方向平行于斜面向上 斜面上的带电金属块在平行于斜面的力f作用下沿斜面移动 已知金属块在移动的过程中 力f做功32j 金属块克服电场力做功8j 金属块克服摩擦力做功16j 重力势能增加18j 则在此过程中金属块的 图1 7 a 动能减少10j b 电势能增加24jc 机械能减少24jd 内能增加16j 解析 由动能定理可知 ek 32j 8j 16j 18j 10j a正确 克服电场力做功为8j 则电势能增加8j b错误 机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功 故应为 e 32j 8j 16j 8j c错误 物体内能的增加量等于克服摩擦力所做的功 d正确 答案 ad 专题四 用动力学观点解决带电物体在电场中的运动 1 带电粒子在电场中的运动综合了静电场和力学的知识 分析方法和力学的基本相同 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所受合力不为零 做匀变速运动或变加速运动 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 2 相关规律 牛顿第二定律f合 ma 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 例5 两平行金属板a b水平放置 一个质量m 5 10 6kg的带电微粒以v0 2m s的水平初速度从两板正中央 位置射入电场 如图1 8所示 a b两板间的距离d 4cm 板长l 10cm 当a b间的电压uab 1000v时 微粒恰好不偏转 沿图中直线射出电场 求该粒子的电荷量 取g 10m s2 图1 8 针对训练 4 双选 如图1 9 a b两点各放一电荷量均为q的等量异种电荷 有一竖直放置的