2015-2016學(xué)年高中物理 第一章 靜電場章末總結(jié) 新人教版選修3-1

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1、【金版學(xué)案】2015-2016學(xué)年高中物理第一章靜電場章末總結(jié)新人教版選修3-1第一部分　題型探究　　　　　　　　　　　　　　　　靜電力與平衡　把質(zhì)量m的帶負(fù)電小球A，用絕緣細(xì)繩懸起，若將帶電荷量為Q的帶正電球B靠近A，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距r時(shí)，繩與豎直方向成α角．試求：(1)A球受到的繩子拉力多大？(2)A球帶電荷量是多少？【思路點(diǎn)撥】(1)對(duì)小球A受力分析，受重力、靜電引力和繩子的拉力，根據(jù)三力平衡求出繩子拉力；(2)根據(jù)庫侖定律求出小球A的帶電量．解析：(1)帶負(fù)電的小球A處于平衡狀態(tài)，A受到庫侖力F′、重力mg以及繩子的拉力T的作用，其合力為零．因

2、此mg－Tcosα＝0，F(xiàn)′－Tsinα＝0得T＝，F(xiàn)′＝mgtanα.(2)根據(jù)庫侖定律F′＝k，所以A球帶電荷量為q＝.答案：(1)A球受到的繩子拉力F′＝mgtanα(2)A球帶電荷量是q＝小結(jié)：本題先根據(jù)平衡條件得到庫侖力，再根據(jù)庫侖定律求出B球的帶電量．?針對(duì)性訓(xùn)練1．用兩根長度均為L的絕緣細(xì)線各系一個(gè)小球，并懸掛于同一點(diǎn)．已知兩小球質(zhì)量均為m，當(dāng)它們帶上等量同種電荷時(shí)，兩細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ，如圖所示．若已知靜電力常量為k，重力加速度為g.求：(1)小球所受拉力的大??；(2)小球所帶的電荷量．解析：(1)對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖所示．設(shè)繩子對(duì)小球

3、的拉力為T，則T＝(2)設(shè)小球在水平方向受到庫侖力的大小為F，則F＝mgtanθ，又因?yàn)椋篎＝k，r＝2Lsinθ所以Q＝2Lsin.答案：見解析粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)　一帶電的粒子射入一固定的點(diǎn)電荷Q形成的電場中，沿圖中虛線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離分別是ra、rb，且ra＞rb，若粒子只受電場力，則在這一過程中(　　)A．粒子一定帶正電荷B．電場力一定對(duì)粒子做負(fù)功C．粒子在b點(diǎn)的電勢一定高于a點(diǎn)的電勢D．粒子在b點(diǎn)的加速度一定小于在a點(diǎn)的加速度【思路點(diǎn)撥】由于粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡是遠(yuǎn)離電荷Q的，所以可以判斷它們應(yīng)該是帶同種電荷；再由電場力的方向和粒子運(yùn)動(dòng)

4、的方向的關(guān)系，可以判斷做功的情況；根據(jù)電場線的疏密可以判斷出場強(qiáng)的大小，進(jìn)而可以判斷出電場力和加速度的大?。馕觯篈.由粒子的運(yùn)動(dòng)的軌跡可以判斷出粒子和點(diǎn)電荷Q之間的作用力是互相排斥的，所以它們應(yīng)該是帶同種電荷，但不一定就是帶正電荷，所以A錯(cuò)誤．B．由于粒子和點(diǎn)電荷Q之間的作用力是互相排斥的，而粒子是向著電荷運(yùn)動(dòng)的，也就是庫侖力的方向和粒子運(yùn)動(dòng)的方向是相反的，由功的公式可以判斷電場力一定對(duì)粒子做負(fù)功，所以B正確．C．由A的分析可知，不能判斷Q帶的電荷的性質(zhì)，所以不能判斷ab點(diǎn)的電勢的高低，所以C錯(cuò)誤．D．由于ra＞rb，根據(jù)E＝k可以判斷a點(diǎn)的場強(qiáng)要比b點(diǎn)小，所以

5、粒子在b點(diǎn)時(shí)受的電場力比較大，加速度也就大，所以D錯(cuò)誤．答案：B小結(jié)：本題是對(duì)電場性質(zhì)的考查，根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)的軌跡判斷出粒子和電荷Q所帶的電荷的性質(zhì)，是解決本題的關(guān)鍵，當(dāng)然還要理解電場線與場強(qiáng)的關(guān)系．?針對(duì)性訓(xùn)練2．(多選)一帶電粒子在正電荷形成的電場中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示的abcd曲線，下列判斷正確的是(BC)A．粒子帶負(fù)電B．粒子通過a點(diǎn)時(shí)的速度比通過b點(diǎn)時(shí)大C．粒子在a點(diǎn)受到的電場力比b點(diǎn)小D．粒子在a點(diǎn)時(shí)的電勢能比b點(diǎn)大解析：A.軌跡彎曲的方向大致指向合力的方向，知電場力背離正電荷方向，所以該粒子帶正電．故A錯(cuò)誤．B．從a到b，電場力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)

6、能減小，a點(diǎn)動(dòng)能大于b點(diǎn)動(dòng)能，則a點(diǎn)速度大于b點(diǎn)的速度．故B正確．C．b點(diǎn)的電場線比a點(diǎn)電場線密，所以b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場強(qiáng)度，所以粒子在a點(diǎn)的電場力比b點(diǎn)小．故C正確．D．從a到b，電場力做負(fù)功，電勢能增加．所以a點(diǎn)的電勢能小于b點(diǎn)的電勢能．故D錯(cuò)誤．功能關(guān)系在電場中的運(yùn)用　如圖所示，在點(diǎn)電荷＋Q的電場中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子(帶電荷量是質(zhì)子的2倍，質(zhì)量是質(zhì)子的4倍)分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們速度大小之比為多少？解析：質(zhì)子和α粒子都是正離子，從A點(diǎn)釋放后將受電場力作用，加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，設(shè)AB間的電勢差為U，根據(jù)動(dòng)能定理得：對(duì)質(zhì)子：qHU＝

7、mHv?、賹?duì)α粒子：qαU＝mαv　②由①②得＝＝答案：將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比是∶1.?針對(duì)性訓(xùn)練3．如圖所示，一電子(質(zhì)量為m，電量絕對(duì)值為e)處于電壓為U的水平加速電場的左極板A內(nèi)側(cè)，在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后穿過極板B中間的小孔在距水平極板M、N等距處垂直進(jìn)入板間的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場．若偏轉(zhuǎn)電場的兩極板間距為d，板長為l，求：(1)電子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0；(2)要使電子能從平行極板M、N間飛出，兩個(gè)極板間所能加的最大偏轉(zhuǎn)電壓Umax′.解析：(1)在加速電場中，由動(dòng)能定理有：eU＝mv－0①解①得：v0＝.

8、②(2)電