2020高中物理 第1章 静电场章末小结 新人教版选修3-1

2020高中物理 第1章 静电场章末小结 新人教版选修3-1

学案13 第1章 静电场 章末总结 ‎ ‎1、库仑定律：大小F = 条件： 真空中的 ；电荷能吸引轻小物体 ‎2、电场强度：大小E = （定义式）； E = （决定式）‎ 方向 场强方向与正的试探电荷受力方向 ‎3、电场线： 意义 疏密程度表示电场 、沿电场线的切线方向表示该点场强 特点 从正电荷（无穷远）出发，到无穷远（负电荷）终止。‎ 沿电场线的方向电势 、电场线垂直于等势面、同一等势面不做功。‎ ‎1、静电力做功：W = (定义式) 可求出恒定电场力做的功 W = (决定式) 做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关 W = (功与电势能)；只有电场力做功时，W =‎ ‎2、电势： φ = 单位：伏特； 标量：有正负、与零势面的选取 关 ‎3、电势差： UAB= 标量：有正负，与零势面的选取 关 ‎4、等势面： 电势相等的点组成的曲面；在同一等势面上移动电荷，电场力 功 ‎5、电场强度与电势差的关系：E = 沿各方向电势皆均匀降落，但沿电场方向降落最快 ‎1、定义式：C = 2、决定式：C = （平行板电容器）‎ ‎3、动态分析：电容器与电源始终连接， 不变；电容器充电后与电源断开， 不变 ‎1、静电场中的导体特征：①导体内部场强处处为 ；②导体是一个 体，表面是一个等势面；③电场线不能穿过导体；④电场线与导体表面 ；⑤电荷只分布在导体的外表面。‎ ‎1、加速 （利用动能定理或牛顿第二定律+运动学公式求解,重要公式：W = ）‎ ‎2、偏转 （利用运动的独立性原理+正交分解分析x、y方向的运动,重要公式：a = ）‎ ‎【例1】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，为保证当丝线与竖直方向的夹角为θ＝60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为( )‎ A． B． C． D．‎ ‎【例2】在真空中存在空间范围足够大、水平向右的匀强电场．若将一个质量为m、带正电且电荷量为q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动．现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出，求此运动过程中(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ ‎(1)小球受到的电场力的大小及方向； (2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U．‎ ‎【例3】如图所示，长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则 (    )‎ A．小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能 B．A、B两点的电势差一定为 C．若电场是匀强电场，则该电场的场强可能是 D．若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是 ‎【例4】如图所示，两平行板电容器的四块极板A、B、C、D平行放置，各自连接好电源，C、D导线相连。每块极板上开有一个孔，四个小孔M、N、P、Q的连线与极板垂直。现将其理想的二极管（二极管具有单向导电性）串联接在AB间的电源上，一个电子以非常小的速度从小孔M进入A、B极板间，在被A、B极板间的电场加速后，从小孔P 进入C、D极板间，但未从小孔Q射出．则（　　）‎ A．若仅将A板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 B．若仅将A板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 C．若仅将D板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 D．若仅将D板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q射出 ‎1．如图所示，在绝缘光滑的斜面顶端B点，放置一个带正电的小球，D点固定一个带负电的小球，已知AD=BD，AP=BP。‎ 给小球一个初速度v0从B点开始下滑，在其由B滑至A点的过程中，下列说法正确的是( )‎ A．从B点到A点，小球做匀加速运动 B．小球在P点的动能最大，而小球在A点的动能等于它在B点的动能 C．小球从B点到P点电场力做的功大于小球从P点到A点电场力做的功 D．从B点到A点，小球的机械能先增加后减少，但机械能与电势能之和不变 ‎2．如图所示，A、B两个带同种电荷小球用等长绝缘细线悬挂于O点，A球固定，因A、B两球间的库仑力作用，细线间成一定的夹角θ，若其中一个小球由于漏电，电荷量缓慢减小，则关于B球细线的拉力和库仑力的变化，下列说法中正确的是（　　）‎ A．拉力减小，库仑力增大 B．拉力和库仑力都减小 C．拉力不变，库仑力减小 D．拉力减小，库仑力不变 ‎3．如图甲所示，在平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压．当t＝0时，一个电子从靠近N板处由静止开始运动，经1.0×10－3s到达两板正中间的P点，那么在3.0×10－3s这一时刻，电子所在的位置和速度大小为( )‎ A．到达M板，速度为零 B．到达P点，速度为零 C．到达N板，速度为零 D．到达P点，速度不为零 ‎ 4．如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=‎20cm。把一个电荷量q=10‎-5 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为–1.73×10-3 J。则该匀强电场的场强大小和方向是( )‎ A．865 V/m，垂直AC向左 B．865 V/m，垂直AC向右 C．1 000 V/m，垂直AB斜向上 D．1 000 V/m，垂直AB斜向下 学案13 第1章 静电场 章末总结 ‎1、，点电荷。 2、； 3、相同；强弱、方向；降低 ‎1、；；、‎ ‎2、 3、、有 ‎4、不做 5、‎ ‎1、； 2、； 3、电压U、电荷量Q ‎1、①零；②等势；④垂直。‎ ‎1、 （由静止启动时）‎ ‎2、（垂直于初速度）‎ ‎【例1】如图1所示，，所以。由于0≤sinθ≤1‎ 则E的最小值为，满足此条件的答案均可。选ACD ‎【例2】‎ ‎(1) 根据题设条件，电场力大小，电场力的方向上向右 ‎(2) 小球沿竖直方向做匀减速运动，到最高点的时间为t，则： 得 小球沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为：‎ 此过程小球沿电场方向位移为：‎ 所求的电势差为：，初始位置电势高 ‎【例3】由功能关系知：小球重力势能增加，电势能必然减少，A正确。‎ 由动能定理qU-mgLsinθ=0知：，B错。由三角形关系知：可得，，当sinα=sinθ时，则C可选；当sinα=900，E有最小值，不是最大值。‎ 答案：AC ‎【例4】开始时，电子在AB间加速后获得的动能不足以克服CD间电场力做的功，所以未从Q空射出。当A板右移后，电容增大，如果电荷量不变，则AB间电势差就要减小，电源就会通过二极管再重电，直至回复初始电势差为止。可见电子在AB间获得的动能没有变化，不会从Q孔飞出。当A板左移后，电容减小，如果电势差不变，则AB板要放电，由于二极管的阻隔，电荷量不变，可见AB间的电势差增大，电子获得的动能也会增大，有可能克服CD间电场力做的功而飞出，选B。 移动D板不影响CD间的电压，电子飞不出Q孔。‎ 选B ‎1．以D为圆心，过P和B分别做两个同心圆，即两条等势线，A、B在同一等势面上，高于P点电势。由W=qU可知，小球由B至P，电场力做正功，由P至A，电场力做负功，数值相等。故选D ‎2．以小球为研究对象，球受到重力G，A的库仑斥力F2和线的拉力F1三个力作用，如图，由平衡条件得：F=G。 根据△FBF1∽△OAB得：‎ 在A、B两质点带电量逐渐减少的过程中，OB、OA、F=G均不变，则线的拉力F1不变；根据库仑定律可知，A、B间库仑斥力F2大小的变小，故ABD错误，C正确.‎ 选：C ‎3．由v-t图像分析，电子0-1毫秒内向左加速，1-2毫秒内向左减速至零。2-3毫秒内返回，加速至P点。选D ‎4．电荷从A移到B，电场力不做功，说明A、B两点必位于同一个等势面上。题中指明匀强电场，等势面应为平面，且场强方向应垂直等势面，可见，A、B不正确，可先排除。‎ 根据电荷从B移到C的做功情况，得B、C两点电势差 即B点电势比C点低173 V，因此，场强方向必垂直AB斜向下，其大小 选D