高中物理选修3-1第七章 静电场专题 带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题
高中物理选修3-1优质教案7：2.1电源和电流教学设计
2.1电源和电流
两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流.
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。
结论：电源能使电路中产生持续电流。
介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
请你用以上物理量表示电流I。
导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为。
物理选修3-1静电场知识点详细解析
静电场重点知识点第 2 课时电场电场强度知识点一：电场和电场的基本性质1．电场：场是物质存在的一种形式．电荷的周围存在着电场，静止电荷周围产生的电场称为静电场．电荷之间的相互作用是通过电场发生的．电荷 A 对电荷 B 的作用，实际是电荷 A 的电场对电荷 B 的作用，电荷 B 对电荷 A 的作用实际是电荷 B 的电场对电荷 A 的作用．２．电场的基本性质是：对放入其中的电荷有力的作用，电场具有能量.知识点二：电场强度（重点）１．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，简称为场强．用 E 描述电场强度２．定义表达式： E=F/q它是失量,规定场强的方向是正电荷受力的方向；负电荷受力的方向跟场强的方向相反; 单位是 N/C．说明：（ 1）在电场中的同一点,F/q的比值是不变的, 在电场中的不同点,F/q往往不同．即F/q 完全由电场本身性质决定, 与放不放电荷, 放入电荷的电性, 电量多少均无关．（ 2） E=F/q 变形为F=qE．表明如果已知电场中某点场强E, 便可计算出电场中该点放任何电荷、电量的带电体所受电场力的大小．即电场强度 E 是反映电场力性质的物理量 ; 电场力是电荷和场共同决定的 , 而场强是由电场本身决定的．3. 三个性质（ 1）矢量性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同．指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．（ 2）唯一性：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q 无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.（ 3）叠加性电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．知识点三：点电荷周围的电场①大小： E=kQ/r 2（只适用于点电荷的电场）②方向：如果是正电荷， E 的方向就是沿着 PQ的连线并背离 Q；如果是负电荷： E 的方向就是沿着PQ的连线并指向 Q． ( 参见课本图 14－ 7)说明：公式 E=kQ/r 2中的 Q是场源电荷的电量， r 是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．知识点三：电场强度的三种表达方式的比较定义式决定式关系式表达 E F / q E kQ / r 2 E U / d式适用任何电场真空中的点电荷匀强电场范围说明 E 的大小和方向与检验电荷Q：场源电荷的电荷量U: 电场中两点的电势差的电荷量以及电性以及存在与r: 研究点到场源电荷的d：两点沿电场线方向的否无关距离距离知识点四：电场线1. 电场线定义：在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点场强方向一致，这样的曲线叫电场线 .2. 电场线性质（ 1）电场线是人们为研究电场而假想的一些曲线，实际电场中并不存在这些曲线，但它能反映出实际现象的基本规律.（ 2）电场线总是从正电荷（或无穷远处）出发，到负电荷（或无穷远处）终止，因此电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线.（ 3）电场中的电场线永不相交 . 因为电场中每一点的场强只有一个唯一的方向，如果电场线在电场中某点相交，则在交点处相对两条电场线就有两个切线方向，该点处场强就有两个方向，这是不可能的 .（ 4）电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹. 只有当电场线为直线，点电荷初速度为零或初速度方向与电场线方向一致，且只受电场力作用时，点电荷运动轨迹才会与电场线重合.3. 电场线在描述电场中的作用（1）电场线的疏密程度反映了电场的强弱，即表示电场强度的大小.在电场线密集的地方，电场强度大，稀的地方电场强度小，如图9-2-1 ，电场中 A 点处的电场线稀， B 点处的电场线密，所以 E A<E B，但如图 9-2-2 ，仅仅一条电场线无法判定这条电场电场线上两点 A、 B 的场强大小 .A B·图 9-2-2 ·图 9-2-1（ 2）电场线上某一点的切线方向表示该点的场强方向.（ 3）根据电场线上任何一点的切线方向，可以判断带电粒子在电场线上任何一点所受电场力的方向 . 反之，若知正（负）点电荷在电场中某点的受力方向，可以判断该点场强方向.知识点五：几种特殊电场线的分布（重点）1. 正负点电荷的电场中“电场线”的分布情况如图9-2-3 ：图9-2-3特点：（ 1）离点电荷越近，电场线越密，场强越强；（2）在点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点；（ 3）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，但方向各不相同.2. 等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图 9-2-4 ：图 9-2-4特点：（ 1）沿两点电荷的连线场强先变小后变大；（ 2）两点电荷连线中垂面上，场强方向均相同，点与中垂面垂直；（ 3）在中垂面上，与两点电荷连线的中点 O等距离的各点场强相等 .3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况如图9-2-5 。
高中物理选修3-1第七章 静电场第3讲 电容器带电粒子在电场中的运动
第3讲电容器带电粒子在电场中的运动知识要点一、常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系1.常见电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。
(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能。
放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能。
2.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。
(2)定义式:C＝Q U。
(3)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。
(4)单位:法拉(F),1 F＝106μF＝1012 pF3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比,与电介质的相对介电常数成正比,与极板间距离成反比。
(2)决定式:C＝εr S4πkd,k为静电力常量。
二、带电粒子在匀强电场中的运动1.加速(1)在匀强电场中,W＝qEd＝qU＝12m v2－12m v2。
(2)在非匀强电场中,W＝qU＝12m v2－12m v2。
2.带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)条件:以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场,仅受电场力。
(2)运动形式:类平抛运动。
(3)处理方法:运动的合成与分解。
图1①沿初速度方向为匀速直线运动,运动时间t ＝l v 0。
②沿电场力方向为匀加速直线运动,加速度a ＝F m ＝qE m ＝qU md 。
③离开电场时的偏移量y ＝12at 2＝ql 2U 2m v 20d 。
④离开电场时的偏转角tan θ＝v ⊥v 0＝qlU m v 20d 。
三、示波管1.示波管的构造①电子枪,②偏转电极,③荧光屏(如图2所示)图22.示波管的工作原理(1)YY ′偏转电极上加的是待显示的信号电压,XX ′偏转电极上是仪器自身产生的锯齿形电压,叫做扫描电压。
(2)观察到的现象①如果在偏转电极XX ′和YY ′之间都没有加电压,则电子枪射出的电子沿直线运动,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑。
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动（人教版选修3-1）一、教学目标【知识与技能】1．学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。
2．学习运用静电力做功、电势、电势差等概念研究带电粒子在电场中运动时能量的转化。
3.了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。
【过程与方法】经历理论探究过程，体验应用类比学习的知识法和通过做功研究能量变化的方法。
【情感态度与价值观】通过学习，树立相互联系、相互影响的看待事物的的观点。
了解电场规律在科学技术中的应用。
二、教学重点、难点【教学重点】:带电粒子在电场中的加速和偏转。
【教学难点】: 综合利用力学、电学知识分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题。
三、教学用具电子流偏转仪示波器四、教学过程【新课引入】在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题。
视频电子流的运动播放视频，引入新课。
（设计意图：通过新奇的场景，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。
）要实现电子的运动，首先要学会利用电场改变或控制带电粒子的运动。
其中最基本、最简单的就是使带电粒子在电场中加速和偏转。
【板书】带电粒子在电场中的运动【新课教学】一、带电粒子的加速要想让电子“翩翩起舞”，先要让它运动起来。
在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。
利用电场使带电粒子加速，利用电场使带电粒子偏转，就是两种最简单的情况。
阅读情境一，完成问题一。
【情境】“电子之舞”中的电子要“动”起来，是通过一个加速电场来完成的。
两极板间的电场是匀强电场，电压为U ，距离为d ，一个电子电荷量为e ，质量为m ，在真空中从静止开始加速，从负极板向正极板运动，从正极板的小孔穿出。
(不计电子的重力)【问题一】：电子的运动性质是什么计算电子到达正极板时的速度大小电子受到的电场力是恒力，做匀加速的直线运动。
计算方法一：电子在电场中受电场力，由牛顿第二定律得 d U e eE F == 由运动学公式 md eU m F a ==可得 ad v 22=计算方法二：电场力对电子做功，由动能定理可得 M eUv 2=【问题二】：若电子是从炽热的金属丝发射，在金属丝和金属板之间加电压U ，发射后的电子在真空中从静止开始加速，从右侧金属板的小孔穿出，计算电子获得的速度如何增大上述电子到达正极板的速度提出问题：（1）请同学们特别注意，这两个电场相同吗第一个问题是匀强电场，电场力是恒力；第二个问题是非匀强电场，电子受的力是变力。
高中物理选修3-1-带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动知识集结知识元带电粒子在匀强电场中的运动知识讲解带电粒子在电场中的加速减速运动1．受力分析：与力学中受力分析方法相同,只是多了一个电场力而已.如果带电粒子在匀强电场中，则电场力为恒力（qE）,若在非匀强电场，电场力为变力.2．运动过程分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，收到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动.3．两种处理方法：①力和运动关系法——牛顿第二定律：带电粒子受到恒力的作用，可以方便地由牛顿第二定律求出加速度，结合匀变速直线运动的公式确定带电粒子的速度、时间和位移等.②功能关系法——动能定理：带电粒子在电场中通过电势差为U AB的两点时动能的变化是ΔE k，则.例题精讲带电粒子在匀强电场中的运动例1.如图所示，两平行带电金属板，从负极板处释放一个电子（不计重力），设其到达正极板时的速度为v1，加速度为a1．若将两极板间的距离增大为原来的4倍，再从负极板处释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v2，加速度为a2，则（）A．a1：a2=1：1，v1：v2=1：B．a1：a2=2：1，v1：v2=1：2C．a1：a2=2：1，v1：v2：1D．a1：a2=1：1，v1：v2=1：2例2.一正点电荷仅在电场力作用下，从A点运动到B点，其速度随时间变化的图象如图所示，下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势的高低的判断，正确的是（）A．E A=E B，φA=φBB．E A>E B，φA>φBC．E AB，φA>φBD．E AB，φA=φB例3.'如图甲所示，在竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强E=1.0×104N/C．电场内有一半径为R=2.0m的光滑绝缘细圆环形轨道竖直放置且固定，有一质量为m=0.4kg、带电荷量为q=+3.0×10-4C的带孔小球穿过细圆环轨道静止在位置A，现对小球沿切线方向作用一瞬时速度v A，使小球恰好能在光滑绝缘细圆环形轨道上做圆周运动，取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点．已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）瞬时速度v A的大小；（2）小球机械能的最小值．'例4.'在如图所示的装置中，初速度为零的一价氢离子和二价氢离子，在经过同一电场加速后垂直射入同样的电场偏转，证明这些离子离开电场后沿同轨迹运动，到达荧光屏产生一个亮斑．（不计离子重力）'例5.'如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。
高中物理选修3-1带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动【学习目标】1、能够熟练地对带电粒子在电场中的加速和偏转进行计算；2、了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响. 【要点梳理】知识点一：带电粒子在电场中可能的运动状态知识点二：带电粒子在电场中的加速和减速运动 要点进阶：（1） 受力分析：与力学中受力分析方法相同,知识多了一个电场力而已.如果带电粒子在匀强电场中，则电场力为恒力（qE ）,若在非匀强电场，电场力为变力.（2） 运动过程分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动.（3） 两种处理方法：①力和运动关系法——牛顿第二定律：带电粒子受到恒力的作用，可以方便地由牛顿第二定律求出加速度，结合匀变速直线运动的公式确定带电粒子的速度、时间和位移等.②功能关系法——动能定理：带电粒子在电场中通过电势差为U AB 的两点时动能的变化是k E ∆，则21222121mv mv E qU k AB -=∆=.例：如图真空中有一对平行金属板，间距为d ，接在电压为U 的电源上，质量为m 、电量为q 的正电荷穿过正极板上的小孔以v 0进入电场，到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出.不计重力，求：正电荷穿出时的速度v 是多大？解法一、动力学：由牛顿第二定律：mdqUm qE m F a ===① 由运动学知识：v 2－v 02=2ad ② 联立①②解得：202v mqU v +=解法二、动能定理：2022121mv mv qU -= 解得202v mqU v += 讨论：（1）若带电粒子在正极板处v 0≠0，由动能定理得qU=21mv 2-21mv 02 解得v=202qU v m + （2）若将图中电池组的正负极调换，则两极板间匀强电场的场强方向变为水平向左，带电量为+q ，质量为m 的带电粒子，以初速度v 0，穿过左极板的小孔进入电场，在电场中做匀减速直线运动. ①若v 0>2qUm，则带电粒子能从对面极板的小孔穿出，穿出时的速度大小为v ， 有 -qU=21mv 2-21mv 02 解得v=202qU v m -②若v 0<2qUm，则带电粒子不能从对面极板的小孔穿出，带电粒子速度减为零后，反方向加速运动，从左极板的小孔穿出，穿出时速度大小v=v 0.设带电粒子在电场中运动时距左极板的最远距离为x ，由动能定理有： -qEx=0-21mv 02 又E=Ud(式d 中为两极板间距离) 解得x=202mdv qU .知识点三：带电粒子在电场中的偏转 要点进阶：高中阶段定量计算的是，带电粒子与电场线垂直地进入匀强电场或进入平行板电容器之间的匀强电场.如图所示：（1） 受力分析：带电粒子以初速度v 0垂直射入匀强电场中，受到恒定电场力（F=Eq ）作用，且方向与初速度v 0垂直.（2）运动状态分析带电粒子以初速度v 0垂直射入匀强电场中，受到恒力的作用，初速度与电场力垂直，做类平抛运动，其轨迹是抛物线：在垂直于电场方向做匀速直线运动；在平行于电场方向做初速度为零的匀加速直线运动.U E d qUa md L t v ===偏转电场强度：，粒子的加速度：，粒子在偏转电场中运动时间：（U 为偏转电压，d 为两板间的距离，L 为偏转电场的宽度（或者是平行板的长度），v 0为经加速电场后粒子进入偏转电场时的初速度.）（3）常用处理方法：应用运动的合成与分解的方法垂直电场线方向的速度0v v x = 沿电场线方向的速度是0mdv qULat v y == 合速度大小是：22yx v v v += ，方向：2tan mdv qULv v xy ==θ 离开电场时沿电场线方向发生的位移222122qUL y at mdv == 偏转角度也可以由边长的比来表示，过出射点沿速度方向做反向延长线，交入射方向于点Q ，如图：设Q点到出射板边缘的水平距离为x，则xy=θtan又222122qULy atmdv==，200tan yv qULv mdvθ==解得：2Lx=即带电粒子离开平行板电场边缘时，都是好象从金属板间中心线的中点2L处沿直线飞出的，这个结论可直接引用.知识点四：带电粒子在电场中的加速与偏转问题的综合要点进阶：如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子，由静止开始，先经过电压为U1的电场加速后，再垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中，两金属板板长为l，间距为d，板间电压为U2.1、粒子射出两金属板间时偏转的距离y加速过程使粒子获得速度v0，由动能定理21100212qUqU mv vm==得.偏转过程经历的时间vlt=，偏转过程加速度2qUadm=，所以偏转的距离222220111224qU U lly at()dm v U d===.可见经同一电场加速的带电粒子在偏转电场中的偏移量，与粒子q 、m 无关，只取决于加速电场和偏转电场.2、偏转的角度ϕ偏转的角度222102y v qU l U ltan v U ddmv ϕ===. 可见经同一电场加速的带电粒子在偏转电场中的偏转角度，也与粒子q 、m 无关，只取决于加速电场和偏转电场.知识点五：带电粒子在电场中运动应用：示波管 要点进阶： 1、构造主要由电子枪、竖直偏转电极YY ＇、水平偏转电极XX ＇和荧光屏等组成.如图所示：2、工作原理电子枪只是用来发射和加速电子.在XX ＇、YY ＇都没有电压时，在荧光屏中心处产生一个亮斑. 如果只在YY ＇加正弦变化电压U ＝U m sinω t 时，荧光屏上亮点的运动是竖直方向的简谐运动，在荧光屏上看到一条竖直方向的亮线.如果只在XX ＇加上跟时间成正比的锯齿形电压（称扫描电压）时，荧光屏上亮点的运动是不断重复从左到右的匀速直线运动，扫描电压变化很快，亮点看起来就成为一条水平的亮线.如果同时在XX ＇加扫描电压、YY ＇加同周期的正弦变化电压，荧光屏亮点同时参与水平方向匀速直线运动、竖直方向简谐运动，在荧光屏上看到的曲线为一个完整的正弦波形. 【典型例题】类型一、带电粒子在电场中的加速例1、如图所示，地面上某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上 方为场强1E ，方向竖直向下的匀强电场；虚线下方为场强2E ，方向竖直向上的匀强电场。
高中物理基本知识及在高考中所占分值分配
人教版高中物理新课标教材目录及各知识点分值分布情况汇总编制：马玉娟职务：教师【必修1】物理学与人类文明第一章运动的描述(基础) （P8）1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3运动快慢的描述—速度4 实验：用打点计时器测速度5速度变化快慢的描述—加速度第二章匀变速直线运动的研究（特殊运动）（P30）1 实验：探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 匀变速直线运动的位移与速度的关系5 自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用力（基础）（P50）1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力4力的合成5力的分解（受力分析专题、正交分解、平行四边形法则、三角形法则）第四章牛顿运动定律（P67）1 牛顿第一定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4力学单位制5 牛顿第三定律6用牛顿定律解决问题（一）7 用牛顿定律解决问题（二）（P85）（牛顿三定律是研究力与运动的基础）学生实验课题研究课外读物【必修2】第五章曲线运动(特殊运动) （P1）1 曲线运动2质点在平面内的运动3抛体运动的规律4实验：研究平抛运动5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8生活中的圆周运动（会用到力的分解和合成，进而求向心力）第六章万有引力与航天（P28）1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4万有引力理论成就5宇宙航行6经典力学的局限（一般会考察1个选择题，主要是和同步卫星相比较，大约占分值6分）第七章机械能及其守恒定律（P50）1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 实验：探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8机械能守恒定律9实验：验证机械能守恒定律10能量守恒定律与能源（P75）（力，电，磁中功能关系都会用到，作为工具）【选修3-1】第一章静电场（P1）（出1个选择题，占6分）1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 电容器与电容8 带电粒子在电场中的运动（和磁场相结合，出一个综合大题，大约18分）第二章恒定电流（P40）1 电源和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路欧姆定律8 多用电表9 实验：测定电池的电动势和内阻10简单的逻辑电路（会出实验题，大约占10分）第三章磁场（P79）1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4磁场对通电导线的作用5磁场对运动电荷的作用力6带电粒子在匀强磁场中的运动课题研究附录游标卡尺和螺旋测微器课外读物（P108）[选修3-2]第四章，电磁感应（P1）1、划时代的发现2、探究电磁感应产生条件3、楞次定律4法拉第电磁感应定律5、电磁感应规律的应用6、互感和自感7、涡流（一般会有1选择和1大题，主要考察电磁学及产生的运动，大约占24分）第五章交变电流（P33）1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送，（一般会有1个选择题目，大约占6分）第五章传感器（P55）1传感器及其工作原理2传感器应用（一）3传感器应用（二）传感器的应用实例附一些原件的原理和使用要点课题研究怎样把交流变成直流（P77）（一般不单独出题，常与恒定电流结合出选择题）【选修3-3】第七章分子运动理论（P1）1物体是有大量分子组成的2分子的热运动3分子间的作用力4温度和温标5内能第八章气体（P19）1气体的等温变化2气体的等容变化和等压变化3理想气体的状态方程4气体热现象和微观意义第九章物态和物态变化（P37）1固体2液体3饱和气和饱和气压4物态变化中的能力交换第十章（P59）1功和内能2热和内能3热力学第一定律能力守恒定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释6能源和可持续发展课题研究（P86）【选修3-4】第十一章机械振动（P1）1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波（P23）1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干涉7 多普勒效应（简谐运动、机械波一般会考一个选择题或选修中的一问，大约占4分，和交变电流相联系）第十三章光（P49）1光的折射2光的干涉3实验：用双缝干涉测量光的波长4光的颜色色散5 光的衍射6 光的偏振7全反射8激光第十四章电磁波（P82）1电磁波的发现2电磁振荡3电磁波的发射和接收4电磁波与信息化社会5电磁波谱第十五章相对论简介（P104）1相对论的诞生2时间和空间的相对性3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介课题研究社会生活中的电磁波（P117）【选修3-5】第十六章动量守恒定律（P1）1 实验：探究碰撞中的不变量2动量守恒定律（一）3动量守恒定律（二）4碰撞5反冲运动火箭6用动量概念表示牛顿第二定律第十七章波粒二象性（P27）1能力量子化：物理学的新纪元2科学的转折：光的粒子性3崭新的一页：例子的波动性4概率波5不确定关系第十八章原子结构（P51）1电子的发现2原子的核模式结构模型3氢原子光谱4玻尔的原子模型第十九章原子核（P73）1原子核的组成2放射性元素的衰变3探测射线的方法4放射性的应用和防护5核力与结合能6重核的裂变7核聚变8粒子和宇宙课题研究（P108）力学占物理高考总分值的 38%电磁学占38%能量约占4%选修3-4占15分，约20%课标卷中物理总分110分，占理综卷总分的36.667%（考试时间分配约55分钟）。
高二物理选修3-1 第七讲 静电场综合应用
高二物理选修3-1第七讲 静电场综合应用一、库仑定律的理解和应用1、在匀强电场中，将质量为m ，带电量为q 的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则电场强度的大小为（ ）A ．有唯一值mgtan θ／q ；B ．最小值是mgsin θ／q ；C ·最大值mgtan θ／q ；D ·mg/q2、如图所示，在正的点电荷Q 的电场中有a 、b 两点，它们到点电荷Q 的距离12r r 。
（l ）a 、b 两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a 、b 两点，哪点电势能较大？（3）若a 、b 两点问的电势差为100V ，将二价负离子由a 点移到b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？二、电场线的理解和应用3、如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A —O —B 匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右4、某静电场沿x 方向的电势分布如图所示，则（ ）A 、在0～x l 之间不存在沿x 方向的电场B 、在0～x l 之间存在着沿x 方向的匀强电场C 、在x 1～x 2之间存在着沿x 方向的匀强电场D 、在x 1～x 2之间存在着沿x 方向的非匀强电场5、 如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a 处运动到b 处，以下判断正确的是： [ ]A ．电荷从a 到b 加速度减小;B ．b 处电势能大C ．b 处电势高;D ．电荷在b 处速度小6、用30cm 的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P 悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104N/C 的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。
（1）分析小球的带电性质（2）求小球的带电量（3）求细线的拉力三、电场力做功与电势能7、将一电量为一2×10－8C 的点电荷，从零电势S 点移到电场中的M 点，克服电场力做功4×10－8J ，则U M = ；若将该电荷从M 点移到N 点，电场力做功14×10－8J ，则N 点电势U N ＝ ；M 、N 两点电势差为 ．8、如上图为某电场中的电场线和等势面，已知V a 10=ϕ，V b 6=ϕ，ab=bc ，则 ( )A. V c 8=ϕB. V c 8>ϕC. Vc 8<ϕ D.上述三种情况都可能四、等势面9、如图所示，匀强电场中的一组等势面，A 、B 、C 、D 相邻间距离为2cm ，则场强 E ＝ ；离A 点1．5cm 的P 点电势为 V ．10、如图所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等。
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解析 若电子从 t＝0 时刻进入，电子将做单向直线运动，A 错误；若电子从T2时 刻进入两板，则电子受到电场力方向向左，故无法到达 B 板，B 正确；电子从T4 时刻进入两板时，电子先加速，经T4 时速度最大，此时电子受到电场力反向， 经T4速度减为零，再加速T4反向速度最大，接着减速T4回到原位置，即电子在大 于T4时刻进入时一定不能到达 B 板，小于T4时刻进入时一定能到达 B 板，所以 C 正确，D 错误。 答案 BC
【例2】 (多选)如图2所示为匀强电场的电场强度E随时间t
变化的图像。当t＝0时,在此匀强电场中由静止释放一个带
电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确
的是( )
图2
A.带电粒子将始终向同一个方向运动
B.2 s末带电粒子回到原出发点
C.3 s末带电粒子的速度为零
D.0～3 s内,电场力做的总功为零
()
图1
解析 电子在交变电场中所受电场力大小恒定，加速度大小不变，故 C、D 两
项错误；从 0 时刻开始，电子向 A 板做匀加速直线运动，12T 后电场力反向，电 子向 A 板做匀减速直线运动，直到 t＝T 时刻速度变为零。之后重复上述运动， A 项正确，B 项错误。 答案 A
考向
粒子的往返运动
专题 带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题
带电粒子在交变电场中的运动
1.此类题型一般有三种情况 解); (2)粒子做往返运动(一般分段研究); (3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。
2.两条分析思路和一个关键 (1)两条思路:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能 关系。 (2)一个关键:注意对称性和周期性变化关系的应用。
1.(多选)(2020·长春模拟)如图4甲所示,A、B是一对平行金属板。A板的电势φA＝ 0,B板的电势φB随时间的变化规律如图乙所示。现有一电子从A板上的小孔进 入两板间的电场区内,电子的初速度和重力的影响均可忽略,则( )
图4
A.若电子是在 t＝0 时刻进入的，它可能不会到达 B 板 B.若电子是在 t＝T2时刻进入的，它一定不能到达 B 板 C.若电子是在 t＝T8时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运动，最 后穿过 B 板 D.若电子是在 t＝38T时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运动， 最后穿过 B 板
考向
粒子的单向直线运动
【例1】 如图1甲所示,两极板间加上如图乙所示的交变电压。开始A板的电势比
B板高,此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动。设电子在运动
中不与极板发生碰撞,向A板运动时的速度方向为正方向,则下列图像中能正确
反映电子速度变化规律的是(其中C、D两项中的图线按正弦函数规律变化)
2.能量的观点 (1)运用动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有力做的功,判断是 对分过程还是对全过程使用动能定理。 (2)运用能量守恒定律,注意题目中有哪些形式的能量出现。
2.(2019·四川成都模拟)如图 5 甲所示，A、B 为两块相距很近的平行金属板，A、
B 间电压为 UAB＝－U0，紧贴 A 板有一电子源，不停地飘出质量为 m，带电 荷量大小为 e 的电子(初速度可视为 0)。在 B 板右侧两块平行金属板 M、N
间加有如图乙所示的电压，电压变化的周期 T＝L
m ，板间中线与电子 2eU0
答案 (1)
2eU0 m
(2)0(沿板间中线射出)
电场中的力电综合问题
要善于把电学问题转化为力学问题,建立带电粒子在电场中加速和偏转的 模型,能够从带电粒子受力与运动的关系、功能关系和动量关系等多角度 进行分析与研究。 1.动力学的观点 (1)由于匀强电场中带电粒子所受电场力和重力都是恒力,可用正交分解法。 (2)综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动公式,注意受力分析要全面,特 别注意重力是否需要考虑的问题。
解析 设第 1 s 内粒子的加速度为 a1，第 2 s 内的加速度为 a2，由 a＝qmE可知， a2＝2a1，可见，粒子第 1 s 内向负方向运动，1.5 s 末粒子的速度为零，然后向 正方向运动，至 3 s 末回到原出发点，粒子的速度为 0，v－t 图像如图所示， 由动能定理可知，此过程中电场力做的总功为零，综上所述，可知 C、D 正确。
源在同一水平线上。已知板间距为 d，极板长 L，求：
图5
(1)电子进入偏转极板时的速度； (2)T4 时刻沿中线射入偏转极板间的电子刚射出偏转极板时与板间中线的距 离 (未与极板接触)。
解析 (1)设电子进入偏转极板时的速度为v, 由动能定理有 eU0＝12mv2 解得 v＝ 2emU0。
(2)由题意知，电子穿过偏转极板所需时间 t＝Lv＝L 2emU0＝T 故在T4时刻沿中线射入偏转极板间的电子在电场方向上先加速再减速，然后反 向加速再减速，各段位移大小相等，故电子沿板间中线射出偏转极板。
C.重力势能减少了12mgd 图3
D.克服电场力做功为 mgd
解析 因 0～T3内微粒匀速运动，故 E0q＝mg；在T3～23T时间内，粒子只受重力 作用，做平抛运动，在 t＝23T时刻的竖直速度为 vy1＝g3T，水平速度为 v0；在23T～ T 时间内，由牛顿第二定律 2E0q－mg＝ma，解得 a＝g，方向向上，则在 t＝T 时刻，vy2＝vy1－g·T3＝0 粒子的竖直速度减小到零，水平速度为 v0，选项 A 错 误，B 正确；微粒的重力势能减小了 ΔEp＝mg·d2＝12mgd，选项 C 正确；从射入 到射出，由动能定理可知12mgd－W 电＝0，可知克服电场力做功为12mgd，选项 D 错误。 答案 BC
答案 CD
考向 粒子的偏转运动 【例 3】 (多选)如图 3 甲所示，两水平金属板间距为 d，板间电场强度的变化 规律如图乙所示。t＝0 时刻，质量为 m 的带电微粒以初速度 v0 沿中线射入两 板间，0～T3时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒 运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为 g。关于微粒在 0～T 时间 内运动的描述，正确的是( ) A.末速度大小为 2v0 B.末速度沿水平方向