【测控设计】2015-2016学年高中物理 第一章 静电场整合课件 新人教版选修3-1

专题一
专题二
专题三
【例 3】 如图所示,水平地面上方分布着水平 向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定 在匀强电场中,管的水平部分长为 l1=0.2 m,离水 平地面的距离为 h=5.0 m,竖直部分长为 l 2=0.1 m. 一带正电的小球从管的上端口 A 由静止释放,小 球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短,可不计) 时没有能 量损失,小球在电场中受的静电力大小为重力的一半.求 : (1)小球运动到管口 B 时的速度大小; (2)小球落地点与管的下端口 B 的水平距离.(g=10 m/s2)
������ ������
专题一
专题二
专题三
2.确定电势的思路 (1)定义式 :φ=
������p ������
(2)电势与电势差的关系:UAB=φA-φB. (3)电势与场源电荷的关系:越靠近正电荷,电势越高 ;越靠近负电荷,电 势越低. (4)电势与电场线的关系:沿电场线方向,电势逐渐降低. (5)导体静电平衡时,整个导体为等势体,导体表面为等势面.
专题一
专题二
专题三
4.确定电场力的功的思路 (1)根据电场力的功与电势能的关系:电场力做的功等于电势能的减少 量, WAB=E pA-EpB. (2)应用公式 WAB=qUAB 计算 : 符号规定 :所移动的电荷若为正电荷,q 取正值 ;若为负电荷,q 取负值;若 移动过程的始点电势 φ A 高于终点电势 φB,UAB 取正值;若始点电势 φA 低于终 点电势 φB,UAB 取负值. (3)应用功的定义式求解匀强电场中电场力做的功:W=qEl cosθ.注意 :此 法只适用于匀强电场中求电场力的功. (4)由动能定理求解电场力的功 :W 电+W 其他=ΔE k. 即若已知动能的改变和其他力做功情况,就可由上述式子求出电场力 做的功.
������������sin60° .所以,选项 ������
A、 C、D 正确.
答案: ACD
专题一专题二专题三分析解决带电体在电场中运动的三种视角
1.力和运动的关系 带电体的运动情况取决于它的受力情况及初始状态,准确分析带电体 的受力情况是解题的关键,通过受力分析可判断带电体的运动性质及运动 轨迹.从力和运动的角度进行分析是解决带电体在电场中运动问题的最基 本方法. 2.分解的思想 带电体在电场和重力场的复合场中,若做类平抛或其他曲线运动,都可 以考虑分解的思想,把它分解为两个分运动,可使问题很快得到解决. 3.功能关系 带电体在电场运动的过程中伴随着做功和各种能量的转化,由于静电 力做功与路径无关,这给动能定理和能量守恒定律提供了广阔的舞台.
电场线:沿电场线方向电势降低 电势能������p :电荷在电场中具有的势能 电势:������ = 电势差 定义:������������������ =
������p ������ ������������������ ������
= ������������ -������������
电场的描述
1 2
专题一
专题二
专题三
(2)小球离开 B 点后,设水平方向的加速度为 a,在空中运动的时间为 t. 水平方向有 :a= ,x=vBt+ at 竖直方向有 :h= gt
1 2 2 ������ 2 1 2 2
由以上各式代入数据可得,x=4.5 m. 答案:(1)2.0 m/s (2)4.5 m
偏转角:tan ������ = 示波管原理
专题一
专题二
专题三
电场的几个物理量的求解思路
1.确定电场强度的思路 (1)定义式 :E=
������ ������ ������ ������2
(2)点电荷的电场强度 :E=k
(3)电场强度的叠加原理 :场强的矢量和. (4)电场强度与电势差的关系 :E= (限于匀强电场). (5)导体静电平衡时,内部场强为零,即感应电荷的场强与外电场的场强 等大反向 E 感=-E 外. (6)电场线(等势面)确定场强方向,电场线疏密定性确定场强大小.
专题一
专题二
专题三
解析:(1)小球从 A 运动到 B 的过程中,对小球根据动能定理得,
1 ������������������ 2 -0=mgl 2+F 电 l 1 2
F 电= G= mg 解得,vB= ������(������1 + 2������2 ) 代入数据可得,vB=2.0 m/s
1 2
B.
������������cos60° ������ ������������ ������
C.
������������sin60° ������
D.
专题一
专题二
专题三
解析:取小球为研究对象,它受到重力 mg 、 丝线的拉力 F 和静电力 Eq 的作用.因小球处 于平衡状态,则它受到的合外力等于零,由平 衡条件知, F 和 Eq 的合力与 mg 是一对平衡力. 根据力的平行四边形定则可知,当静电力 Eq 的方向与丝线的拉力方向垂直时,静电力最小,如图所示,则 Eq=mgsin60° ,最 小场强 E=
专题一
专题二
专题三
【例 2】 (多选)如图所示,在一电场强度沿 纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带 电小球,小球的质量为 m,电荷量为 q,为了保证 当丝线与竖直方向的夹角为 60° 时,小球处于平 衡状态,则匀强电场的场强大小可能为( ) A.
������������tan60° ������
专题一
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专题三
【例 1】 如图,在点电荷 Q 产生的电场中,将两个 带正电的试探电荷 q1、q2 分别置于 A、B 两点,虚线为 等势线.取无穷远处为零电势点,若将 q1、q2 移到无穷远 的过程中克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是 ( ) A.A 点电势大于 B 点电势 B.A、B 两点的电场强度相等 C.q1 的电荷量小于 q2 的电荷量 D.q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能
������ ������ ������ ������ ������r ������ 1 2
静电场
平行板:������ =
4����������
被加速:������������ = m������ 2 应用 带电粒子在电场中的运动 被偏转 偏移距离:������ =
������������������2 2������������������0 2 ������������������ ������������������02
匀强电场:������ = ������������ 等势面:跟电场线垂直 能的性质 静电力做功 计算公式:������ = ������������ 特点:跟路径无关 静电平衡状态 内部电场强度处处为零 电场中的导体 规律 导体是等势体,表面是等势面 表面处电场强度与表面垂直 电荷分布在外表面 电容器和电容 定义:������ = ,C =
专题一
专题二
专题三
静电力与平衡知识综合
1.同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引.库仑力实质上就是静电力,与 重力、弹力一样,它也是一种基本力.注意力学规律的应用及受力分析. 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(如合 成分解法,矢量图解法、相似三角形法、整体法等)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、灵活解决. 注意:(1)受力分析时只分析性质力,不分析效果力;只分析外力,不分析 内力.(2)平衡条件的灵活应用.
专题一
专题二
专题三
3.确定电势能的思路 (1)与静电力做功关系 :WAB=EpA-EpB,静电力做正功,电势能减小;静电力 做负功,电势能增加. (2)与电势关系 :Ep=q φ,正电荷在电势越高处,电势能越大,负电荷在电 势越低处,电势能越大. (3)与动能关系 :只有静电力做功时,电势能与动能之和守恒,动能越大, 电势能越小.
专题一
专题二
专题三
解析:由于将 q1、q2 移到无穷远过程克服电场力做的功相等,则 q1 在 A 点的电势能等于 q2 在 B 点的电势能,选项 D 错误.由于电场力做负功,则电场 线由外指向内,B 点电势大于 A 点电势,选项 A 错误.A 点所处电场线密,场强 大,A、B 两点电场强度方向也不同,选项 B 错误.据 W=qU 及 A 点到无穷远 电势差大于 B 点到无穷远电势差,因此 q1 的电荷量小于 q2 的电荷量,选项 C 正确. 答案: C
本章整合
静电场 基本规律
电荷守恒定律:元电荷������ = 1.6 × 10-19 C 库仑定律:������ = ������
������ 1������ 2 ������2
电场强度 力的性质
定义:������ =
������ ������ ������ ������2
点电荷电场强度:������ = ������ 静电力:������ = ������������