(课堂设计)2014-2015高中物理 第2章 电场与示波器章末整合课件 沪科版选修3-1

1、章 末 整 合,知识网络,专题归纳,电场的性质（力的性质和能的性质）是通过放入其中的带电体而体现出来的，所以分析的主要对象是带电体.解题时要做好以下几个方面： 第一，做好受力分析. （1）质点的重力是否忽略？对于像电子、质子、原子核等基本粒子，因一般情况下电场力远大于重力，所以常忽略重力，而对液滴、尘埃、小球、颗粒等常需考虑重力.,电场力做功与电势能的综合应用,（2）质点带正电还是带负电？正电荷所受电场力的方向沿电场线的切线方向，负电荷所受电场力的方向与电场线的切线方向相反. (3)电场力是恒力还是变力？在匀强电场中，电荷受电场力的大小、方向都不变，是恒力. 第二，做好运动分析，要明确带电体的

2、运动过程，运动性质及运动轨迹等. 第三，要明确电场力做功与电势能变化的关系. (1)电场力做的功：WAB=qUAB适用于任何电场，要注意q、WAB、UAB各量正负号意义的不同.,W=qEd适用于匀强电场，其中d为沿电场线方向运动的距离. 特点：只与初末位置有关，与经过的路径无关.（对比重力做功） （2）电势能：EpA=qA.注意q、A、EpA各量正负号意义的不同. （3）电场力做的功与电势能变化的关系： WAB=EpA-EpB=-Ep. 电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加，且电场力所做的功等于电势能的变化.（对比重力做功与重力势能的变化关系),【例1】 有三根长度皆为l1.00

3、 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端都固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m1.00101 kg的带电小球A和B，它们的电荷量分别为q和q，q1.00107 C，A、B之间用第三根线连接起来空间中存在大小为E1.00107 N/C的匀强电场，场强方,图2-1,向水平向右，平衡时A、B的位置如图21所示，现将O、B之间的连线烧断，由于有空气阻力，A、B两球最后会达到新的平衡位置，求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少(不计两带电小球间相互作用的静电力),解析：重新达到平衡时，设细线OA，AB与竖直方向的夹角分别为，受力分析，如图甲所示 水平方向对A球有qEF1sinF

4、2sin. 对B球有F2sinqE，F2cosmg， 解得0，45. 所以两球最终的平衡位置如图乙所示,甲 乙,A球的重力势能减少量EpAmgl(1sin60)， B球的重力势能减少量 EpBmgl(1cos45sin60)， A球向右移动，电场力做负功，电势能增加，电势能的增加量等于电场力做功的值WAqElcos60， 电场力对B球做正功，B球电势能减少 WBqEl(sin45sin30)， 所以两球重力势能与电势能的总和减少 EEAEBWBWA， 代入数值得E6.82101 J. 答案：6.82101 J,带电粒子在电场中的运动,【例2】 一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的

5、速度v0进入匀强电场，如图22所示如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L.设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出电场时电势能的变化量为_(粒子的重力忽略不计),图2-2,解析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，电场力做功导致电势能的改变,电场力与牛顿定律的结合，是静电学中常常出现的题目，特别是电场力与重力的结合，是经常遇到的题目，对于物体受到的电场力和重力的情况，常规方法当然可以解决，如果能利用上静电力与重力的特点，采用等效场思想，则是一条捷径当带电小球在绳或杆的牵引力下做圆周运动时，要注意等效最高点和最低点的寻找，等效最高、最低点所受的合力方向一

6、定指向圆心,带电粒子在电场中的周围运动,图2-3,(1)珠子所能获得的最大动能是多大？ (2)珠子对环的最大压力是多大？,解析：珠子只能沿光滑绝缘圆环做圆周运动，运动过程中除受圆环的弹力外，还受竖直向下的重力和水平向右的电场力，一定从A点开始沿逆时针方向做圆周运动，重力做负功，电场力做正功当两个力做的总功最多时，动能最大，同时在这点所受圆环的支持力也最大 问题的关键是找出哪点动能最大 珠子在运动过程中，受重力和电场力的大小、方向都不发生变化，则重力和电场力的合力大小、方向也不变，这样就可以用合力来代替重力和电场力，当珠子沿合力方向位移最大时，合力做功最多，动能最大,带电的物体在电场中具有一定的

7、电势能，同时还可能具有动能和重力势能等机械能，用能量观点处理问题是一种简捷的方法，处理有关能量的问题要注意以下几点： 1只要外力做功不为零，物体的动能就要改变(动能定理) 2重力只要做功，物体的重力势能就要改变，且重力的功等于重力势能的减少量，WGEp1Ep2.如果只有重力做功，物体动能和重力势能之和不变(机械能守恒),有关电场中的能量问题,3静电力只要做功，物体的电势能就要改变，且静电力的功等于电势能的减少量，W电Ep1Ep2.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) 4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】 如图24所示，