高二物理人教選修3-1第一章《章末整合》（新人教）

歡迎進(jìn)入物理課堂 負(fù)電荷 正電荷 創(chuàng)生 消滅 保持不變 真空中靜止的點(diǎn)電荷 正電荷 切線 較小 較大 降低 電荷的始末位置 A B 電勢(shì) 垂直 高 低 密 0 0 外 10 6 10 12 0 勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻加速直線運(yùn)動(dòng) 專題一 靜電力作用下物體的平衡問題 1 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 庫(kù)侖力與重力 彈力一樣 它也是一種基本力 因此一般的力學(xué)規(guī)律對(duì)它也適用 在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)一起分析在內(nèi) 2 明確帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡問題 實(shí)際上屬于力學(xué)平衡問題 其中僅多了一個(gè)靜電力而已 3 求解這類問題時(shí) 需應(yīng)用有關(guān)力的平衡知識(shí) 在正確的受力分析基礎(chǔ)上 運(yùn)用平行四邊形定則 三角形定則或建立平面直角坐標(biāo)系 應(yīng)用共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件去解決 例1 用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球 小球質(zhì)量為1 0 10 2kg 所帶電荷量為 2 0 10 8C 現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 平衡時(shí)絕緣繩與豎直方向成30 角 如圖1 1所示 求這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 取g 10m s2 圖1 1 圖1 2 針對(duì)訓(xùn)練 C 圖1 3 專題二 用能量觀點(diǎn)處理帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 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)能其他能量 用能量觀點(diǎn)處理問題是一種簡(jiǎn)捷的方法 而且比動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)解決更方便些 處理這類問題 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 下面介紹常見的幾種功能關(guān)系 1 只要合外力做功不為零 物體的動(dòng)能就要改變 合外力做正功 動(dòng)能增加 合外力做負(fù)功 動(dòng)能減少 此類問題可以使用動(dòng)能定理求解 2 靜電力做正功 物體的電勢(shì)能就要改變 且靜電力的功等于電勢(shì)能的減少量 W電 Ep1 Ep2 靜電力做正功 電勢(shì)能減少 靜電力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 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 總量保持不變 3 如果除了重力和靜電力之外 無其他力做功 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 雙選 圖1 4為一勻強(qiáng)電場(chǎng) 某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn) 在這一運(yùn)動(dòng)過程中克服重力做的功為2 0J 電場(chǎng) 力做的功為1 5J 則下列說法正確的是 A 粒子帶負(fù)電B 粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少1 5JC 粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多0 5J 圖1 4 D 粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1 5J 解析 粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn) 電場(chǎng)力做正功 且沿著電場(chǎng)線 故粒子帶正電 所以選項(xiàng)A錯(cuò) 粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn) 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少 故粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)多1 5J 故選項(xiàng)B錯(cuò) 由動(dòng)能定理 WG W電 Ek 2 0J 1 5J EkB EkA 所以選項(xiàng)C對(duì) 除重力以外的其他力 在這里指電場(chǎng)力 所做的總功等于機(jī)械能的增加 所以選項(xiàng)D對(duì) 答案 CD 題后反思 在解決電場(chǎng)中的能量問題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動(dòng)能定理 能量守恒定律 有時(shí)也會(huì)用到功能關(guān)系 1 應(yīng)用動(dòng)能定理解決問題需研究合外力的功 或總功 2 應(yīng)用能量守恒解決問題需注意電勢(shì)能和其他形式能之 間的轉(zhuǎn)化 3 應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì) 能改變之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 針對(duì)訓(xùn)練 2 雙選 如圖1 5所示 在絕緣的斜面上方 存在著勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)方向平行于斜面向上 斜面上的帶電金屬塊在平行于斜面的力F作用下沿斜面移動(dòng) 已知金屬塊在移動(dòng)的過程中 力F做功32J 金屬塊克服電場(chǎng)力做功8J 金屬塊克服摩擦力做功16J 重力勢(shì)能增加18J 則在此過程中金屬塊的 A 動(dòng)能減少10JB 電勢(shì)能增加24JC 機(jī)械能減少24J D 內(nèi)能增加16J 圖1 5 解析 由動(dòng)能定理可知 Ek 32J 8J 16J 18J 10J A正確 克服電場(chǎng)力做功為8J 則電勢(shì)能增加8J B錯(cuò)誤 機(jī)械能的改變量等于除重力以外的其他力所做的總功 故 E 32J 8J 16J 8J C錯(cuò)誤 物體內(nèi)能的增加量等于克服摩擦力所做的功 D正確 答案 AD 專題三 用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)處理帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電物體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí) 分析方法和力學(xué)的基本相同 帶電的物體在電場(chǎng)中除受到電場(chǎng)力作用 還可能受到其他力的作用 如重力 彈力 摩擦力等 在諸多力的作用下物體可能所受合力不為零 做勻變速運(yùn)動(dòng)或變加速運(yùn)動(dòng) 處理這類問題 就像處理力學(xué)問題一樣 首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析 包括電場(chǎng)力 再明確其運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 最后根據(jù)所受的合力和所處的狀態(tài)選擇相應(yīng)的規(guī)律解題 相關(guān)規(guī)律 牛頓第二定律F合 ma 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 如勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式 位移公式等 平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí) 圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)等 例3 兩平行金屬板A B水平放置 一個(gè)質(zhì)量m 5 10kg的帶電微粒以v0 2m s的水平初速度從兩板正中央 位置射入電場(chǎng) 如圖1 6所示 A B兩板間的距離d 4cm 板長(zhǎng)L 10cm 取g 10m s2 1 當(dāng)A B間的電壓UAB 1000V時(shí) 微粒恰好不偏轉(zhuǎn) 沿圖中直線射出電場(chǎng) 求該粒子的電荷量 2 令B板接地 欲使該微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 求A板所加電勢(shì)的范圍 6 圖1 6 思路點(diǎn)撥 本題中平行極板水平放置 研究對(duì)象是帶電微 粒 根據(jù)這兩點(diǎn)需要考慮帶電粒子的重力 針對(duì)訓(xùn)練 3 雙選 如圖1 7 A B兩點(diǎn)各放一電荷量均為Q的等量異種電荷 有一豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿在兩電荷連線的垂直平分線上 a b c是桿上的三點(diǎn) 且ab bc l b c關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱 質(zhì)量為m 帶正電荷q的小環(huán)套在細(xì)桿上 自a點(diǎn)由靜止釋放 則 C 小環(huán)從b到c速度可能先減小后增大 D 小環(huán)做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 圖1 7 解析 中垂線上各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)均為水平向右 與環(huán)的運(yùn)動(dòng) 方向垂直不做功 故小環(huán)做自由落體運(yùn)動(dòng) 答案 AD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全