53-6-153-高考物理ppt.pdf

物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 第三模块第三模块 选修选修3 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 考纲展示考纲展示 1 物质的电结构 电荷守恒物质的电结构 电荷守恒 2 静电现象的解释静电现象的解释 3 点电荷点电荷 4 库仑定律库仑定律 5 静电场静电场 6 电场强度 点电荷的场强电场强度 点电荷的场强 7 电场线电场线 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 考纲展示考纲展示 8 电势能 电势电势能 电势 9 电势差电势差 10 匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系 11 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动 12 示波管示波管 13 常见的电容器常见的电容器 14 电容器的电压 电荷量和电容的关系电容器的电压 电荷量和电容的关系 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 通过对点电荷通过对点电荷 库仑定律库仑定律 电场强度电场强度 电热电热 电电 容等概念和规律的学习容等概念和规律的学习 培养学生的阅读和理解能力培养学生的阅读和理解能力 2 通过对电场强度通过对电场强度 电势和电容章节的学习电势和电容章节的学习 学会学会 使用比值定义物理量使用比值定义物理量 培养学生的科学研究能力培养学生的科学研究能力 3 通过对静电平衡状态通过对静电平衡状态 带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速 和偏转等的分析和偏转等的分析 培养学生的分析推理能力培养学生的分析推理能力 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 4 通过对电场强度通过对电场强度 电势差和带电粒子在电场中的电势差和带电粒子在电场中的 运动的分析和计算运动的分析和计算 培养学生的分析综合能力和数学运算培养学生的分析综合能力和数学运算 能力能力 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 在复习中应重视对基本概念在复习中应重视对基本概念 定义的理解 注重定义的理解 注重 知识知识 的实际应用的实际应用 如带电粒子在电场中的加速如带电粒子在电场中的加速 偏转以及偏转以及 电容器的有关知识在生产电容器的有关知识在生产 实际生活中的应用实际生活中的应用 2 复习过程中应加强对本部分知识与其他物理知识复习过程中应加强对本部分知识与其他物理知识 的综合应用的练习的综合应用的练习 如带电粒子在复合场中的运动 掌握如带电粒子在复合场中的运动 掌握 处理较为复杂的物理问题的方法处理较为复杂的物理问题的方法 如类比如类比 等效等效 建立模建立模 型等思维方法型等思维方法 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 第一单元第一单元 电场力的性质电场力的性质 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 电荷 自然界中存在着两种电荷电荷 自然界中存在着两种电荷 用丝绸摩擦过用丝绸摩擦过 的玻璃棒带的玻璃棒带 电荷电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带用毛皮摩擦过的橡胶棒带 电荷电荷 2 电荷量 电荷量 物体所带物体所带 的多少的多少 单位是单位是 正正 负负 电荷电荷 库仑库仑 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 区分几种电荷区分几种电荷 1 元电荷 电荷量为元电荷 电荷量为e 1 6 10 19 C的电荷叫做元电 的电荷叫做元电 荷荷 质子和电子均带元电荷电荷量质子和电子均带元电荷电荷量 2 点电荷 形状和大小对研究问题的影响可点电荷 形状和大小对研究问题的影响可 的带电体称为点电荷的带电体称为点电荷 3 场源电荷 电场是由电荷产生的场源电荷 电场是由电荷产生的 我们把产生我们把产生 的电荷叫做场源电荷的电荷叫做场源电荷 4 试探电荷试探电荷 检验电荷检验电荷 研究电场的基本方法之一是 研究电场的基本方法之一是 放入一带电荷量很小的点电荷放入一带电荷量很小的点电荷 考查其受力情况及能量情考查其受力情况及能量情 况况 这样的电荷称为试探电荷或检验电荷这样的电荷称为试探电荷或检验电荷 忽略不计忽略不计 电场电场 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 4 电荷守恒定律电荷守恒定律 1 物体有三种起电方式物体有三种起电方式 分别是 分别是 起电 起电 接触起电 接触起电 起电起电 2 电荷守恒定律电荷守恒定律 内容 电荷既不会内容 电荷既不会 也不会也不会 它 只它 只 能从一个物体能从一个物体 到另一个物体到另一个物体 或者从物体的一部分或者从物体的一部分 到另一部分到另一部分 在转移的过程中在转移的过程中 电荷的总量保持电荷的总量保持 意义 电荷守恒定律是自然界的普遍规律意义 电荷守恒定律是自然界的普遍规律 既适用既适用 于宏观系统于宏观系统 也适用于微观系统也适用于微观系统 摩擦摩擦 感应感应 创生创生 消灭消灭 转移转移 转移转移 不变不变 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 特别提醒 特别提醒 1 任何带电体的电荷量皆为元电荷电荷量任何带电体的电荷量皆为元电荷电荷量 的整数倍的整数倍 2 不管是哪种起电方式不管是哪种起电方式 它们的实质都是电子的转它们的实质都是电子的转 移移 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 5 电场线是为了形象地描述电场线是为了形象地描述电场电场而假想的而假想的 实际不实际不 存在的存在的 6 电场线是起源于电场线是起源于 或无穷远处或无穷远处 终止于终止于 或无穷远处或无穷远处 的有源线的有源线 是是 曲线曲线 7 电场线的疏密表示电场线的疏密表示 某点的切线方某点的切线方 向表示该点的向表示该点的 它不表示电荷在电场中的运它不表示电荷在电场中的运 动轨迹动轨迹 8 电场线电场线 相交相交 在静电场中在静电场中 电场线不中断电场线不中断 理想化模型理想化模型 正电荷正电荷 负电荷负电荷 不闭合不闭合 电场的强弱电场的强弱 场强方向场强方向 不不 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 跟它们的跟它们的 的乘积成正比的乘积成正比 跟它们的跟它们的 成反比成反比 作用力的方向在它们的作用力的方向在它们的 上上 2 公式 公式 F 式中的式中的k 9 0 109 N m2 C2 叫做静电力常量叫做静电力常量 3 适用条件 适用条件 1 2 真空中真空中 电荷量电荷量 距离的二次方距离的二次方 连线连线 点电荷点电荷 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 特别提醒 当两带电体离得较近时特别提醒 当两带电体离得较近时 它们不能视为点它们不能视为点 电荷电荷 库仑定律不再适用库仑定律不再适用 但它们之间仍存在库仑力但它们之间仍存在库仑力 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 电场 带电体周围客观存在的一种物质电场 带电体周围客观存在的一种物质 它是电它是电 荷间相互作用的媒体荷间相互作用的媒体 具有力和能的性质具有力和能的性质 2 电场强度电场强度 1 意义 描述电场强弱和方向的物理量意义 描述电场强弱和方向的物理量 2 定义 放入电场中某点的电荷所受的定义 放入电场中某点的电荷所受的 跟跟 它的它的 的比值的比值 电场力电场力F 电荷量电荷量q 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 公式 公式 E 单位 单位 V m或或 4 方向 方向 在该点的受力方向在该点的受力方向 是矢量是矢量 5 决定因素 电场强度决定于电场本身决定因素 电场强度决定于电场本身 与与q无关无关 N C 正电荷正电荷 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 适用条件 仅适用于真空中的两个点电荷间的相适用条件 仅适用于真空中的两个点电荷间的相 互作用互作用 虽然从数学角度讲由虽然从数学角度讲由r 0能得出能得出F 的结论的结论 但但 从物理学的角度分析从物理学的角度分析 这一结论是错误的这一结论是错误的 因为因为r 0时时 两电荷已不能再看做点电荷了两电荷已不能再看做点电荷了 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 三点电荷平衡问题三点电荷平衡问题 如图如图1所示所示 在一条直线上的三点在一条直线上的三点A B C 自由放自由放 置点电荷置点电荷QA QB QC 每个电荷在库仑力作用下均处于每个电荷在库仑力作用下均处于 平衡状态的条件是 平衡状态的条件是 图图1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 正正 负电荷必须相互间隔负电荷必须相互间隔 两同夹两同夹 异异 2 QA QB QC QB 两大夹两大夹 小小 3 若若QC QA则则QB靠近靠近QA 近小远大近小远大 解决方法是根据三点电荷合力解决方法是根据三点电荷合力 场强场强 均为零均为零 列方程列方程 求解 求解 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 电场电场 电场线图样电场线图样 简要描述简要描述 正点正点 电荷电荷 发散状 距电荷距离相发散状 距电荷距离相 等的点电场强度大小相等的点电场强度大小相 等 方向不相同 等 方向不相同 负点负点 电荷电荷 会聚状 距电荷距离相会聚状 距电荷距离相 等的点电场强度大小相等的点电场强度大小相 等 方向不相同 等 方向不相同 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 电场电场 电场线图样电场线图样 简要描述简要描述 等量等量 同号同号 电荷电荷 相斥状 两电荷连线之间的场强先相斥状 两电荷连线之间的场强先 变小后变大 连线的中点处电场强度变小后变大 连线的中点处电场强度 为零 从两点电荷连线中点为零 从两点电荷连线中点O沿中沿中 垂面到无限远 场强先变大后变小 垂面到无限远 场强先变大后变小 连线或中垂线上关于 连线或中垂线上关于O点对称的两点对称的两 点场强等大反向 点场强等大反向 等量等量 异号异号 电荷电荷 相吸状 两电荷连线之间的场强先相吸状 两电荷连线之间的场强先 变小后变大 从两点电荷连线中点变小后变大 从两点电荷连线中点 O沿中垂面到无限远 场强逐渐减弱沿中垂面到无限远 场强逐渐减弱 连线或其中垂线上关于 连线或其中垂线上关于O点对称点对称 的两点场强等大同向 的两点场强等大同向 匀强匀强 电场电场 互相平行的 等间距的 同向的直线互相平行的 等间距的 同向的直线 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 电场线是人为引入的电场线是人为引入的 不是客观存在的不是客观存在的 2 虽然电场线是用来描述电场的强弱和方向虽然电场线是用来描述电场的强弱和方向 的的 但只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源但只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源 情况情况 3 沿电场线的方向电势虽然越来越低沿电场线的方向电势虽然越来越低 但场但场 强不一定越来越小强不一定越来越小 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的 合外力情况和初速度情况来决定合外力情况和初速度情况来决定 运动轨迹上各点的切线运动轨迹上各点的切线 方向是粒子速度的方向方向是粒子速度的方向 电场线只能描述电场的方向及定电场线只能描述电场的方向及定 性地描述电场强弱性地描述电场强弱 它决定了带电粒子在电场线上的各点它决定了带电粒子在电场线上的各点 受电场力的方向和加速度方向受电场力的方向和加速度方向 显然显然 它不一定是带电粒它不一定是带电粒 子在电场中的运动轨迹子在电场中的运动轨迹 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 如果同时满足以下三个条件如果同时满足以下三个条件 运动轨迹就和电场运动轨迹就和电场 线重合线重合 1 电场线为直线 电场线为直线 2 电荷初速度为零电荷初速度为零 或不为零但速度方向和电场线平或不为零但速度方向和电场线平 行 行 3 电荷仅受电场力作用或受其他力电荷仅受电场力作用或受其他力 但其他力的方向但其他力的方向 和电场线平行和电场线平行 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 规律规律1 匀强电场中同一直线上任意线段两端点间的电匀强电场中同一直线上任意线段两端点间的电 势差与这两点间的距离成正比势差与这两点间的距离成正比 在如图在如图2所示的匀强电场中所示的匀强电场中 某直线上的两线段某直线上的两线段MN和和 PQ 它们两端点间的电势差与其距离的关系为它们两端点间的电势差与其距离的关系为 图图2 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 推论推论 1 匀强电场中任意线段中点的电势等于该线段两匀强电场中任意线段中点的电势等于该线段两 端点电势代数和的一半端点电势代数和的一半 如图如图3甲所示甲所示 O为匀强电场中的任一线段为匀强电场中的任一线段MN的中点的中点 则则M N O三点间电势关系为三点间电势关系为 图图3 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 推论推论 2 匀强电场中任意三角形重心的电势等于该匀强电场中任意三角形重心的电势等于该 三角形各顶点电势之代数和的三分之一 三角形各顶点电势之代数和的三分之一 如图如图 3 乙所示 乙所示 O 为匀强电场中的任意三角形为匀强电场中的任意三角形 ABC 的重心 则的重心 则 A B C O 之间的电势关系为之间的电势关系为 O A B C 3 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 规律规律2 匀强电场中任意平行直线上两点间的电势差与匀强电场中任意平行直线上两点间的电势差与 这两点间的距离成正比这两点间的距离成正比 在图在图4甲中甲中 M N P Q分别是匀强电场中的两平分别是匀强电场中的两平 行直线上的四个点行直线上的四个点 则则 图图4 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 推论推论 1 匀强电场中任意两条平行直线上距离相等的两匀强电场中任意两条平行直线上距离相等的两 点间的电势差相等点间的电势差相等 如图如图4乙所示乙所示 A B P Q分别是匀强电场中的两平分别是匀强电场中的两平 行直线上的四个点行直线上的四个点 且线段长且线段长SAB SPQ 则则 UAB UPQ 即即 A B P Q 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 推论推论 2 匀强电场中平行四边形的对边两端点的电势差匀强电场中平行四边形的对边两端点的电势差 相等相等 如图如图5甲所示甲所示 在匀强电场中的平行四边形在匀强电场中的平行四边形ABCD中中 各点间电势关系有各点间电势关系有UAB UDC 即即 A B D C 或或UBC UAD 即即 B C A D 推论推论 3 匀强电场中任意平行四边形对角线上的两端点匀强电场中任意平行四边形对角线上的两端点 电势之和相等电势之和相等 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 如图如图5乙所示乙所示 A C B D 图图5 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 叠加原理 多个点电荷在电场中某点的电场强度叠加原理 多个点电荷在电场中某点的电场强度 为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 这种这种 关系叫电场强度的叠加关系叫电场强度的叠加 电场强度的叠加遵守平行四边形电场强度的叠加遵守平行四边形 定则定则 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 场强三个表达式的比较场强三个表达式的比较 表达式表达式 比较比较 公式意义公式意义 电场强度定义电场强度定义 式式 真空中点真空中点 电荷决定电荷决定 式式 匀强电场匀强电场 中中E与与U关关 系式系式 适用条件适用条件 一切电场一切电场 真空 真空 点电荷点电荷 匀强电场匀强电场 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 表达式表达式 比较比较 比较决定比较决定 因素因素 电场本身决定 电场本身决定 与与q无关无关 场源电荷场源电荷Q 和场源电和场源电 荷到该点荷到该点 的距离的距离r共共 同决定同决定 电场本身电场本身 决定决定 相同点相同点 矢量 单位 矢量 单位 1 N C 1 V m 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 说明 说明 1 电场中某点的电场强度的大小与形成电场的电场中某点的电场强度的大小与形成电场的 电荷的电荷量有关电荷的电荷量有关 而与场源电荷的电性无关而与场源电荷的电性无关 而电场中而电场中 各点场强方向由场源电荷电性决定各点场强方向由场源电荷电性决定 2 由定义式可知 电场力由定义式可知 电场力F qE 即电荷在电场中所即电荷在电场中所 受的电场力的大小由电场和电荷共同决定 电场力的方向受的电场力的大小由电场和电荷共同决定 电场力的方向 由场强方向和电荷电性决定由场强方向和电荷电性决定 正电荷在电场中所受电场力正电荷在电场中所受电场力 的方向与场强方向一致 负电荷在电场中所受电场力的方的方向与场强方向一致 负电荷在电场中所受电场力的方 向与场强方向相反向与场强方向相反 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 如果空间几个电场叠加如果空间几个电场叠加 则空间某点的电场强度为则空间某点的电场强度为 各电场在该点电场强度的矢量和各电场在该点电场强度的矢量和 应根据矢量合成法则应根据矢量合成法则 平行四边形定则合成 当各场强方向在同一直线上时平行四边形定则合成 当各场强方向在同一直线上时 选选 定正方向后作代数运算合成定正方向后作代数运算合成 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 例 例 1 2009 年江苏卷年江苏卷 两个分别带有电荷量 两个分别带有电荷量 Q 和 和 3Q 的相同金属小球的相同金属小球 均可视为点电荷均可视为点电荷 固定在相 固定在相 距为距为 r 的两处 它们间库仑力的大小为的两处 它们间库仑力的大小为 F 两小球相互接两小球相互接 触后将其固定距离变为触后将其固定距离变为 r 2 则两球间库仑力的大小为 则两球间库仑力的大小为 A 1 12F B 3 4F C 4 3F D 12F 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 两带电金属球接触后 它们的电荷量先中两带电金属球接触后 它们的电荷量先中 和后均分 由库仑定律得 和后均分 由库仑定律得 F k3Q 2 r2 F k Q2 r 2 2 k4Q 2 r2 联立得联立得 F 4 3F C 选项正确 选项正确 答案 答案 C 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 高分通道高分通道 两个完全相同的小球接触后 电荷要重新分布 两个完全相同的小球接触后 电荷要重新分布 其所带电荷量要平分 设分别带其所带电荷量要平分 设分别带 Q1 Q2的正电荷 二的正电荷 二 者接触后每个小球带电荷量为者接触后每个小球带电荷量为Q 1 Q2 2 如果带 如果带 Q1 Q2 的异种电荷 接触后每个小球带电荷量为的异种电荷 接触后每个小球带电荷量为 Q 1 Q2 2 电性与电荷量大的小球相同 电性与电荷量大的小球相同 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 变式变式1 真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小 球球A和和B A B均可看作点电荷均可看作点电荷 将其分别固定在两处将其分别固定在两处 两个小球间静电力为两个小球间静电力为F 用一个不带电的同样的金属小球用一个不带电的同样的金属小球C 先和先和A接触接触 再和再和B接触接触 然后移去然后移去C 则则A B两个小球两个小球 间的静电力变为多大间的静电力变为多大 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 设设 A B 两个球的电荷量分别为两个球的电荷量分别为 q q 相距 相距 r 那么那么 F kq 2 r2 是引力 用球 是引力 用球 C 接触球接触球 A 后 后 A C 带电均为带电均为 q 2 再用球 再用球 C 与球与球 B 接触后 电荷又重新平均分配 接触后 电荷又重新平均分配 qB qC 1 2 q 2 q q 4 移去球移去球 C 球 球 A B 间的静电力为间的静电力为 F k q 2 q 4 r2 1 8 kq2 r2 1 8 F 仍为引力 仍为引力 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 例例2 如图如图6所示所示 分别在分别在A B两点放置点电荷两点放置点电荷 Q1 2 10 14 C和 和Q2 2 10 14 C 在在AB的垂直平分的垂直平分 线上有一点线上有一点C 且且AB AC BC 6 10 2 m 试求 试求 1 C点的场强点的场强 2 如果有一个电子静止在如果有一个电子静止在C点点 它所受的库仑力的大它所受的库仑力的大 小和方向如何小和方向如何 图图6 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 1 本题所研究的电场是点电荷本题所研究的电场是点电荷Q1和和Q2所形成所形成 的电场的合电场的电场的合电场 因此因此C点的场强是由点的场强是由Q1在在C处的场强处的场强E1C 和和Q2在在C处的场强处的场强E2C的合场强的合场强 根据根据 E kQ r2得 得 E1C kQ1 r2 1 9 0 109 2 10 14 6 10 2 2 N C 0 05 N C 方向如图方向如图 7 所示 同理求得 所示 同理求得 E2C kQ2 r2 2 0 05 N C 方向如图方向如图 7 所示 所示 图图7 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 根据平行四边形定则做出根据平行四边形定则做出E1C和和E2C的合成图如图所的合成图如图所 示示 CE1CEC是等边三角形是等边三角形 故故EC E1C 0 05 N C 方方 向与向与AB平行指向右平行指向右 2 电子在电子在C点所受的力大小为 点所受的力大小为 F qEC 1 6 10 19 0 05 N 0 8 10 20 N 因为电子带负电因为电子带负电 所以方向与所以方向与EC方向相反方向相反 答案 答案 1 0 05 N C 方向平行于方向平行于AB指向右指向右 2 0 8 10 20 N 方向与 方向与AB平行指向左平行指向左 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 高分通道高分通道 1 解决此类问题解决此类问题 需要巧妙地运用对称性特点需要巧妙地运用对称性特点 将相将相 互对称的两个点电荷的场强进行叠加互对称的两个点电荷的场强进行叠加 2 不在同一直线上电场的叠加要根据电荷的正不在同一直线上电场的叠加要根据电荷的正 负负 先判断场强的方向先判断场强的方向 然后利用矢量合成法则然后利用矢量合成法则 结合对称性结合对称性 分析叠加结果分析叠加结果 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 变式变式2 如图如图8所示所示 a b是两个点电荷是两个点电荷 它们的电它们的电 荷量分别为荷量分别为Q1 Q2 MN是是ab连线的中垂线连线的中垂线 P是中垂线是中垂线 上的一点上的一点 下列哪种情况能使下列哪种情况能使P点场强方向指向点场强方向指向MN的左侧的左侧 A Q1 Q2都是正电荷都是正电荷 且且Q1 Q2 C Q1是负电荷是负电荷 Q2是正电荷是正电荷 且且 Q1 Q2 图图8 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 场强是矢量场强是矢量 场强的合成必须遵循平行四边形场强的合成必须遵循平行四边形 定则定则 由平行四边形定则由平行四边形定则 可画出场强的矢量图得可画出场强的矢量图得A C D正确正确 答案 答案 ACD 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 例例3 如图如图9所示所示 匀强电场方向与水平线间夹角匀强电场方向与水平线间夹角 30 斜向右上方斜向右上方 电场强度为电场强度为E 质量为质量为m的小球带的小球带 负电负电 以初速度以初速度v0开始运动开始运动 初速度方向与电场方向一初速度方向与电场方向一 致致 图图9 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 若小球的带电荷量为若小球的带电荷量为q mg E 为使小球能做匀速为使小球能做匀速 直线运动直线运动 应对小球施加的恒力应对小球施加的恒力F1的大小和方向各如何的大小和方向各如何 2 若小球的带电荷量为若小球的带电荷量为q 2mg E 为使小球能做直为使小球能做直 线运动线运动 应对小球施加的最小恒力应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何的大小和方向各如何 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 1 如图如图10甲所示甲所示 欲使小球做匀速直线运动欲使小球做匀速直线运动 必使其合外力为必使其合外力为0 所以所以 F1cos qEcos30 F1sin mg qEsin30 解之得解之得 60 F1 mg 恒力恒力F1与水平线夹与水平线夹60 角斜向右上方角斜向右上方 图图10 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 为使小球能做直线运动 则小球受的合力必和为使小球能做直线运动 则小球受的合力必和 运动方向在一条直线上 故要求力运动方向在一条直线上 故要求力 F2和和 mg 的合力和的合力和 电场力在一条直线上电场力在一条直线上 故故 F2 mgsin60 3 2 mg 方向如图方向如图 10 乙所示 与水平线夹角乙所示 与水平线夹角 60 斜向左上 斜向左上 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 高分通道高分通道 解决电场强度与力学知识的综合问题的一般思路解决电场强度与力学知识的综合问题的一般思路 明确研究对象明确研究对象 多为一个带电体多为一个带电体 也可取几个带也可取几个带 电体组成的系统电体组成的系统 分析研究对象所受的全部外力分析研究对象所受的全部外力 包括电场力包括电场力 由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可 对于对于 涉及能量问题涉及能量问题 一般用动能定理或能量守恒列方程求解一般用动能定理或能量守恒列方程求解 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 变式变式3 如图如图11所示所示 一根长为一根长为2 m的绝缘细管的绝缘细管AB被被 置于匀强电场置于匀强电场E中中 其其A B两端正好处于电场的左右边界两端正好处于电场的左右边界 上上 倾角倾角 37 电场强度电场强度E 103 V m 方向竖直向下方向竖直向下 管内有一个带负电的小球管内有一个带负电的小球 所受重力所受重力G 10 3N 电荷量电荷量q 2 10 6 C 从从A点由静止开始运动点由静止开始运动 已知小球与管壁的已知小球与管壁的 动摩擦因数为动摩擦因数为0 5 则小球从则小球从B点射出时的速度是点射出时的速度是 取取g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 对带电小球进行受力分析对带电小球进行受力分析 用正交分解法列方用正交分解法列方 程程 求出加速度求出加速度a 然后根据运动学公式求解然后根据运动学公式求解 根据题意可知根据题意可知 小球在运动中的受力如图小球在运动中的受力如图12所示所示 建建 立直角坐标系后立直角坐标系后 应有 应有 图图11 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 x 轴 轴 qEsin37 Gsin37 FN G g a y 轴 轴 FN qEcos37 Gcos37 代入数据 得 代入数据 得 a 2 m s2 由于小球做匀加速运动 则 由于小球做匀加速运动 则 v2 2ax v 2 2 2 m s 2 2 m s 故选故选 C 答案 答案 C 图图12 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 1 两个大小相同的金属球 所带电荷量分别为 两个大小相同的金属球 所带电荷量分别为 3Q 和 和 Q 相距 相距 r 时 它们之间的相互作用力大小为时 它们之间的相互作用力大小为 F 现将两球接触后分开 并使它们相距现将两球接触后分开 并使它们相距 2r 则它们之 则它们之 间的相互作用力大小将变为间的相互作用力大小将变为 A F 4 B F 8 C F 12 D F 16 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 两相同的带异种电荷金属球接触 电荷量应先中两相同的带异种电荷金属球接触 电荷量应先中 和再平分 初始 两球间的库仑力大小为 和再平分 初始 两球间的库仑力大小为 F k 3Q Q r2 两球接触后再分开 带电荷量均为 两球接触后再分开 带电荷量均为 3Q Q 2 Q 所以两球间的库仑力大小变为 所以两球间的库仑力大小变为 F k Q Q 2r 2 kQ 2 4r2 由由 得得 F F 12 故 故 C 选项正确 选项正确 答案 答案 C 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 2 AB和和CD为圆上两条相互垂直的直径为圆上两条相互垂直的直径 圆心为圆心为O 将将 电荷量分别为 电荷量分别为 q和 和 q的两点电荷放在圆周上的两点电荷放在圆周上 其位置关其位置关 于于AB对称且距离等于圆的半径对称且距离等于圆的半径 如图如图13所示所示 要使圆心要使圆心 处的电场强度为零处的电场强度为零 可在圆周上再放一个适当的点电荷可在圆周上再放一个适当的点电荷Q 则该点电荷则该点电荷Q A 应放在应放在A点点 Q 2q B 应放在应放在B点点 Q 2q C 应放在应放在C点点 Q q D 应放在应放在D点点 Q q 图图13 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 由平行四边形定则得出 由平行四边形定则得出 q和 和 q在在O点产生的点产生的 合场强水平向右合场强水平向右 大小等于其中一个点电荷在大小等于其中一个点电荷在O点产生的点产生的 场强的大小场强的大小 要使圆心处的电场强度为零要使圆心处的电场强度为零 则应在则应在C点放点放 一个电荷量一个电荷量Q q的点电荷的点电荷 故故C选项正确选项正确 答案 答案 C 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 3 如图如图14所示所示 AB是某个点电荷电场中的一根电场是某个点电荷电场中的一根电场 线线 在线上在线上O点放一个自由的负电荷点放一个自由的负电荷 它将沿电场线向它将沿电场线向B 点运动点运动 下列判断中正确的是下列判断中正确的是 图图14 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 A 电场线由电场线由B指向指向A 该电荷做加速运动该电荷做加速运动 加速度一加速度一 定越来越小定越来越小 B 电场线由电场线由B指向指向A 该电荷做加速运动该电荷做加速运动 由题设条由题设条 件知其加速度大小的变化不能确定件知其加速度大小的变化不能确定 C 电场线由电场线由A指向指向B 电荷做匀加速运动电荷做匀加速运动 D 电场线由电场线由B指向指向A 电荷做加速运动电荷做加速运动 加速度一定加速度一定 越来越大越来越大 物理 高考总复习人教版 新课标 第三模块 选修3 1 解析 解析 负点电荷在负点电荷在O点向点向B点运动点运动 说明该负点电荷说明该负点电荷 在电场中受到的电场力方向由在电场中受到的电场力方向由A指向指向B 而负点电荷在电而负点电荷在电 场中受到电场力方向与电场强度方向场中受到电场力方向与电场强度方向 即电场线方向即电场线方向 相反相反 所以电场线应由所以电场线应由B指向指向A 选项选项C错 因一根电场线无法判错 因一根电场线无法判 断其疏密程度断其疏密程度 也就不能判断该电场在也就不能判断该电场在A B两处哪点的两处哪点的 场强大场强大 所以不能确定负电荷由所以不能确定负电荷由O向向B运动时受到电场力运动