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《高二物理第十三章 電場小結(jié)知識精講 人教版》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、高二物理第十三章電場小結(jié)知識精講人教版一.本周教學(xué)內(nèi)容:第十三章電場小結(jié)專題:電場中的平衡問題帶電體運動的問題二.知識要點:第十三章知識網(wǎng)絡(luò)電場中物體(質(zhì)點)平衡條件帶電體在一般場中運動、在勻強場中運動三.重點、難點解析:(一)電場中物體(質(zhì)點)平衡帶電物體在電場中處于平衡狀態(tài)的問題,是常見的,由于在一般三種力的基礎(chǔ)上增加了電場力。有些問題中由于電場力變化引起其它力的變化,相應(yīng)問題較復(fù)雜一些,而仍是力的作用效果,力學(xué)分析方法仍適用。重點注意電場力的分析,尤其是有非勻強場靜電感應(yīng)時電場力。帶電體平衡以共點力平衡為主,條件分解為解題方法還是整體法和隔離法。(二)帶電物體(質(zhì)
2、點)在電場中運動帶電物體通常是指有質(zhì)量的帶電體,如果是微粒則重力不計。運動中的場分為兩類,一類是非勻強場,一般點電荷均較多。另一類就是勻強場。解運動問題仍用三種基本方法:牛頓運動定律,動能定理(能量守恒),動量定理(動量守恒)。由于帶電體受重力、電場力就是帶電體處于兩種場中,也可以用等效場來替代兩種場簡化過程?!镜湫屠}】[例1]圖中兩個小球M、N各帶等量異種電荷。M帶電是q,N帶電量兩小球質(zhì)量相等,懸線輕軟而且絕緣。在小球所在區(qū)域加一水平向左的勻強電場,小球與懸線位置與方向、正確的是()(A)(B)(C)(D)解析:由于球M、N受電場力大小相等、方向相反、水平方向兩個
3、電場力平衡,但MN之間的懸線彈力使M、N平衡的不只是重力如N受三個力而平衡?!郙N之間的懸線不應(yīng)是豎直的。若取MN為一個整體,兩個電場力平衡懸線OM的拉力與MN的重力平衡∴OM應(yīng)是豎直的∴B圖正確[例2]如圖所示,兩根長為的絲線下端各懸掛一質(zhì)量為m的小球A、B,其電荷量分別是+q和。今在小球所在處加一水平向左的勻強電場,使AB間細絕緣線被拉直。若AB間細線長也為,電場強度最小為多大?解:AB帶電相反所受電場力反向。使懸線OA、OB分開。由單個球的懸線與豎直方向夾角為計則。而隨E增大而增大,當(dāng)則AB間線拉直,若取E為最小,則AB間細線拉力為零。[例3]大小相同的導(dǎo)體球A、
4、B,其中B帶電用絕緣支架固定。A球帶電,自高h處由靜止釋放,與B球恰能發(fā)生正碰。AB碰撞中無機械能損失,若空氣阻力不計。A球能彈起的高度()A.等于或小于hB.一定大于hC.一定小于hD.等于或大于h解析:由于AB均帶電,AB間有庫侖力。球運動中受重力、庫侖力。分幾種情況討論。(1)AB帶同號電荷,取A球下落開始為初態(tài),彈回到最高點為末態(tài)。①不等量。A下落中AB間斥力做負功,重力做正功,彈起時斥力做正功,重力做負功,到最高點速度為零。。A與B碰電荷均分。碰撞前后靜電力不同。在球A的下落和彈起經(jīng)過同一高度的某點時,所受斥力大小不同,下落時,,。經(jīng)相同位移做功不同。彈起時斥
5、力做功大于下落時斥力做功數(shù)值。?!?,彈回高度大于下落高度。②等量。上下到同一位置庫侖力大小相等。經(jīng)相同位移靜電力做功數(shù)值相等。下落與彈起相同高度靜電力做功為零。同時重力做功也為零。所以彈起高度與下落高度相等。(2)AB帶異號電荷①不等量。A球下落時靜電力做正功,AB相碰電荷中和后剩余電荷均分,彈起時斥力做正功,A球往返運動靜電力都做正功,重力應(yīng)做負功,彈起高度大于下落高度。②有一個球不帶電。A球下落時只有重力做功,彈起時靜電力做正功,全程重力做負功,彈起高度大于下落高度。③等量。A球下落時靜電力做正功,彈起時,AB不帶電,靜電力不做功,全程靜電力做正功,重力做負功,彈起
6、高度大于下落高度。綜上所述,小球A彈起高度是大于等于下落高度,選D。本題中A球運動是在靜電力和重力作用下的運動,一定分析清楚靜電力作用過程。由于靜電力是變力,只能用動能定理或能量守恒來計算。本題是綜合性強的題。[例3]如圖所示AB為兩平行金屬板,兩板間相距為d,分別與電源兩極相連,兩板中央各開一小孔M和N。今有一帶電質(zhì)點,自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上),空氣阻力可忽略不計,到達N孔時速度恰好為零,然后沿原路返回,若保持兩板間電壓不變,則()A.把極板A向上平移一小段距離,質(zhì)點自P點下落仍能返回B.把極板A向下平移一小段距離,質(zhì)點自P點
7、下落后將穿過N孔下落C.把極板B向上平移一小段距離,質(zhì)點自P點下落仍能返回D.把極板B向下平移一小段距離,質(zhì)點自P點下落后將穿過N孔下落解析:質(zhì)點自P點下落至N點,始終受重力,在AB間受電場力作用,由動能定理得,。將A(或B)板向上(或向下)平移后,質(zhì)點運動情況怎樣改變?可設(shè)質(zhì)點可達N孔里速度為v,由動能定理得:為質(zhì)點下落的總高度,無論A板向上,向下移下落高度,一定。所以A板移動質(zhì)點到N孔時速度為零能沿原路返回。A選項正確,B錯誤。若B板下移,,質(zhì)點到N孔時速度不為零,繼續(xù)下落,D選項正確。若B板上移,,質(zhì)點未到N孔速度已減為零,就是質(zhì)點