高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 章末總結(jié)學(xué)案 新人教版選修3-1

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1、第一章靜電場(chǎng)章末總結(jié)學(xué)案（人教版選修3-1）答案　點(diǎn)電荷　k　　　正電荷　強(qiáng)弱　方向　　FA　FB　　qU　EpA　EpB　一、電場(chǎng)的幾個(gè)物理量的求解思路1．確定電場(chǎng)強(qiáng)度的思路(1)定義式：E=.(2)庫(kù)侖定律：E=(真空中點(diǎn)電荷)．(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，場(chǎng)強(qiáng)的矢量和．(4)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系：E=(限于勻強(qiáng)電場(chǎng))．(5)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向E感=-E外．(6)電場(chǎng)線(xiàn)(等勢(shì)面)確定場(chǎng)強(qiáng)方向，定性確定場(chǎng)強(qiáng)．2．確定電勢(shì)的思路(1)定義式：F=.(2)電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系：UAB=FA-FB

2、.(3)電勢(shì)與場(chǎng)源電荷的關(guān)系：越靠近正電荷，電勢(shì)越高；越靠近負(fù)電荷，電勢(shì)越低．(4)電勢(shì)與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系：沿電場(chǎng)線(xiàn)方向，電勢(shì)逐漸降低．(5)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為等勢(shì)面．3．確定電勢(shì)能的思路(1)與靜電力做功關(guān)系：WAB=EpA-EpB，靜電力做正功，電勢(shì)能減??；靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．(2)與電勢(shì)關(guān)系：Ep=qFp，正電荷在電勢(shì)越高處電勢(shì)能越大，負(fù)電荷在電勢(shì)越低處電勢(shì)能越大．(3)與動(dòng)能關(guān)系：只有靜電力做功時(shí)，電勢(shì)能與動(dòng)能之和為常數(shù)，動(dòng)能越大，電勢(shì)能越小．4．確定電場(chǎng)力的功的思路(1)根據(jù)電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能的關(guān)系：

3、電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，WAB=EpA-EpB.(2)應(yīng)用公式WAB=qUAB計(jì)算：符號(hào)規(guī)定是：所移動(dòng)的電荷若為正電荷，q取正值；若為負(fù)電荷，q取負(fù)值；若移動(dòng)過(guò)程的始點(diǎn)電勢(shì)FA高于終點(diǎn)電勢(shì)FB，UAB取正值；若始點(diǎn)電勢(shì)FA低于終點(diǎn)電勢(shì)FB，UAB取負(fù)值．(3)應(yīng)用功的定義式求解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做的功：W=qElcosq.注意：此法只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中求電場(chǎng)力的功．(4)由動(dòng)能定理求解電場(chǎng)力的功：W電+W其他=DEk.即若已知?jiǎng)幽艿母淖兒推渌ψ龉η闆r，就可由上述式子求出電場(chǎng)力做的功．【例1】電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，已知Fa=-500V，

4、Fb=1500V，將帶電荷量為q=-4′10-9C的點(diǎn)電荷從a移到b時(shí)，電場(chǎng)力做了多少功？a、b間的電勢(shì)差為多少？解析　電場(chǎng)力做的功為：Wab=Epa-Epa=qFa-qFb=-4′10-9C′(-500-1500)V=8′10-6Ja、b間的電勢(shì)差為：Uab=Fa-Fb=-500V-1500V=-2000V.答案　8′10-6J　-2000V變式訓(xùn)練1如圖1是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E=2′102N/C.現(xiàn)讓一個(gè)電荷量q=-4′10-8C的電荷沿電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離l=30cm.試求：(1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化；(

5、2)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差．　圖1答案　(1)2.4′10-6J　(2)60V解析　(1)由電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化量：DEp=-W=-qE×l=4′10-8′2′102′0.3J=2.4′10-6J．(2)UMN==V=+60V.二、電場(chǎng)力做功與能量轉(zhuǎn)化1．帶電的物體在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能，同時(shí)還可能具有動(dòng)能和重力勢(shì)能等機(jī)械能，用能量觀點(diǎn)處理問(wèn)題是一種簡(jiǎn)捷的方法．2．處理這類(lèi)問(wèn)題，首先要進(jìn)行受力分析及各力做功情況分析，再根據(jù)做功情況選擇合適的規(guī)律列式求解．3．常見(jiàn)的幾種功能關(guān)系(1)只要外力做功不為零，物體的動(dòng)能就要改變(動(dòng)能定理)．(2

6、)靜電力只要做功，物體的電勢(shì)能就要改變，且靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量，W電=Ep1-Ep2.如果只有靜電力做功，物體的動(dòng)能和電勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，總量不變(類(lèi)似機(jī)械能守恒)．(3)如果除了重力和靜電力之外，無(wú)其他力做功，則物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和電勢(shì)能三者之和不變．【例2】一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)，帶電荷量為2.0′10-9C，在電場(chǎng)中將它由a移到b，除電場(chǎng)力之外，其他力做功6.5′10-5J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.5′10-5J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Fa-Fb=____________.解析　要求兩點(diǎn)的電勢(shì)差，需先求出在兩點(diǎn)移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做的

7、功，而質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化對(duì)應(yīng)合外力做的功．設(shè)電場(chǎng)力做的功為Wab，由動(dòng)能定理得：Wab+W=DEkWab=DEk-W=2.0′10-5J則Fa-Fb==-1.0′104V.答案　-1.0′104V變式訓(xùn)練2如圖2所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，恰好從c點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)，離開(kāi)時(shí)速度為v，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度大?。D2答案　解析　從a點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做的功W=qEL根據(jù)動(dòng)能定理得W=mv2-mv所以qEL=mv2-mv場(chǎng)強(qiáng)大小E=.三、處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩條主線(xiàn)帶電

8、粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)綜合電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問(wèn)題，研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同，它同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、力的獨(dú)立作用原理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律，研究時(shí)，主要可以按