2019-2020学年新培优同步人教版物理选修1-1课件：第1章 电场 电流 本章整合

1、本章整合 专题一专题二专题三 专题一电荷守恒定律与库仑定律的综合应用 在很多涉及库仑定律的题目中往往同时考查电荷守恒定律的应 用,包括电荷的转移与分配问题,电荷重新分配前后的库仑力的比 较问题等。电荷重新分配遵循:两个完全相同的带电导体球接触后 再分开,则所带电荷量一定相等,接触前若带同种电荷,总电荷量平 分;若带异种电荷,先中和再平分。 【例1】 有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带的电荷量为 7Q,B带的电荷量为-Q,C不带电。将A、B固定起来,然后让C球反复 与A、B球接触,最后移去C球,试问A、B球间的库仑力变为原来的 多少倍? 专题一专题二专题三 解析:C与A、B反复接触之后,最

2、终结果是A、B原先所带电荷量 中和后所净余电荷量,在三个相同的小球间均分,最后A、B两球带 的电荷量均为 A、B两球原来有库仑引力 专题一专题二专题三 专题二静电力的平衡问题 带电粒子在电场中会受到静电力的作用,这是电场的基本性质。 静电力和重力、弹力、摩擦力等一样,是一种性质力,静电力可以 跟重力、弹力等其他力平衡,也可以产生加速度。 (1)受力分析 我们在对处在电场中的带电粒子受力分析时,除了重力、弹力、 摩擦力外,不要漏了静电力。 例如: 图中的带电小球静止在电场之中,受重力、绳的拉力还有静电力。 专题一专题二专题三 (2)对受力的处理 静电力可以和其他力合成,也可以将其分解,在合成和分

3、解的时 候满足平行四边形定则或三角形法则。 例如: 图中的带电粒子在电场中静止,说明其受力平衡,其中重力和静 电力的合力与绳的拉力等大反向。 注意:在处理静电力跟其他力平衡或者是跟其他力产生加速度的 问题时,其理论根据仍然是牛顿第二定律。 专题一专题二专题三 【例2】 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其 电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝 线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,此时,小球与右侧金属板的距 离为b,如图所示,求: (1)小球带的电荷量是多少? (2)若剪断丝线,小球打到金属板需要多长时间? 专题一专题二专题三 专题一专题二专题三 专题三电功和电

4、热问题 1.电功和电热都是电能转化为其他形式能的量度。 2.电功是电流通过一段电路后,电能转化为其他形式能的量度,电 流做多少功,就消耗了多少电能;公式W=UIt计算电功或消耗的电能, 对所有用电器都适用。 3.电热是电流通过导体时电能转换为内能的量度,电流产生了多 少热量,就有多少电能转换为内能,但并不是所有用电器都把消耗 的电能全部转化为内能。公式Q=I2Rt只是用来计算电流产生的热 量的。 4.在纯电阻电路中,电能全部转化为内能,所以产生的电热等于电 功,都等于消耗的电能,所以公式Q=W=UIt=I2Rt= 对计算电热、 电功通用。 专题一专题二专题三 5.在非纯电阻电路中(如含有电动机

5、、电解槽的电路),电能一部 分因电流通过电阻发热而转化为内能,另一部分电能转化成其他形 式的能,如机械能、化学能等,所以这时电功必然大于电 热,W=UItI2Rt=Q,电功的公式和电热的公式不能混用。 专题一专题二专题三 【例3】 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风 叶转动,电热丝给空气加热,风叶转动吹出热风,把人的头发吹干。 设电动机线圈电阻为R1=5 ,它与电热丝电阻R2=100 串联,接到 220 V的电源上,电动机两端的电压U1=120 V。求: (1)电热丝的电功率P2。 (2)电动机的热功率。 (3)电动机消耗的电功率。 专题一专题二专题三 解析:该题为非纯电阻电路,电功的公式与电热的公式不能混用。 (1)已知电动机两端电压为U1=120 V,则电热丝两端电压为U2=E- U1=100 V 则电热丝的电功率为P2=U2I=100 W。 (2)根据P=I2R可求