新高中物理 第一章 電場(chǎng)章末總結(jié)（含解析）粵教版選修31.doc

【新步步高】2014-2015學(xué)年高中物理 第一章 電場(chǎng)章末總結(jié)（含解析）粵教版選修3-1一、電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題求解這類問(wèn)題時(shí)，需應(yīng)用有關(guān)力的平衡知識(shí)首先對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用平行四邊形定則、三角形定則或正交分解法，依據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件建立方程求解例1(單選)如圖1所示，在一電場(chǎng)強(qiáng)度沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用一絕緣絲線系一帶電小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q，為保證當(dāng)絲線與豎直方向的夾角為60時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不可能為()圖1a.b.c.d.解析取小球?yàn)檠芯繉?duì)象，它受到重力mg、絲線的拉力ft和電場(chǎng)力eq的作用因小球處于平衡狀態(tài)，則它受到的合外力等于零，由平衡條件知，ft和eq的合力與mg是一對(duì)平衡力，根據(jù)力的平行四邊形定則可知，當(dāng)電場(chǎng)力eq的方向與絲線的拉力方向垂直時(shí)，電場(chǎng)力最小，如圖所示，則eminqmgsin 得emin.所以，該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小取值范圍為e，故a、c、d選項(xiàng)可能，b選項(xiàng)不可能答案b二、電場(chǎng)中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(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所受合力可能不為零，做勻變速運(yùn)動(dòng)或變速運(yùn)動(dòng)；處理這類問(wèn)題，首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，再明確其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最后根據(jù)其所受的合力和所處的狀態(tài)，合理地選擇牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)等相應(yīng)的規(guī)律解題例2在真空中存在空間范圍足夠大、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)若將一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電且電荷量為q的小球在此電場(chǎng)中由靜止釋放，小球?qū)⒀嘏c豎直方向夾角為37的直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將該小球從電場(chǎng)中某點(diǎn)以初速度v0豎直向上拋出，求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(取sin 370.6，cos 370.8) (1)小球受到的電場(chǎng)力的大小及方向；(2)小球運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)之間的電勢(shì)差u.解析(1)根據(jù)題設(shè)條件，電場(chǎng)力大小f電mgtan 37mg電場(chǎng)力的方向水平向右(2)小球沿豎直方向做初速度為v0的勻減速運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)的時(shí)間為t，則：vyv0gt0，t沿水平方向做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為aag此過(guò)程小球沿電場(chǎng)方向位移為：sat2小球上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為：wquf電smv解得u答案(1)mg水平向右(2)三、電場(chǎng)中的功能關(guān)系帶電物體在電場(chǎng)中具有一定的電勢(shì)能，同時(shí)還可能具有動(dòng)能和重力勢(shì)能等因此涉及到電場(chǎng)有關(guān)的功和能的問(wèn)題應(yīng)優(yōu)先考慮利用動(dòng)能定理和能量守恒定律求解例3(雙選)空間某區(qū)域存在著電場(chǎng)，電場(chǎng)線在豎直面上的分布如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的速度大小為v1，方向水平向右，運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)時(shí)的速度大小為v2，運(yùn)動(dòng)方向與水平方向之間夾角為，a、b兩點(diǎn)之間的高度差與水平距離均為h，則以下判斷中正確的是()圖2a小球由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功wmvmvmghba、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差uc帶電小球由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，機(jī)械能一定增加d帶電小球由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化量為mvmvmgh解析由動(dòng)能定理知：abwmghmvmv所以wmvmvmgh所以a正確因?yàn)閡所以u(píng)ab所以b錯(cuò)誤因?yàn)闊o(wú)法判斷出電場(chǎng)力做功的正負(fù)，所以無(wú)法判斷機(jī)械能的變化，故c錯(cuò)誤由電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化量可知d正確答案ad1.(電場(chǎng)中的功能關(guān)系)(單選)如圖3所示， a、b、o、c為在同一豎直平面內(nèi)的四點(diǎn)，其中a、b、o沿同一豎直線，b、c同在以o為圓心的圓周(用虛線表示)上，沿ac方向固定有一光滑絕緣細(xì)桿l，在o點(diǎn)固定放置一帶負(fù)電的小球現(xiàn)有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電小球a、b均可視為點(diǎn)電荷(a、b之間的靜電力忽略不計(jì))，先將a放在細(xì)桿上，讓其從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿下滑，后使b從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿豎直方向下落，則下列說(shuō)法中正確的是()圖3a從a點(diǎn)到c點(diǎn)，小球a做勻加速運(yùn)動(dòng)b小球a在c點(diǎn)的動(dòng)能等于小球b在b點(diǎn)的動(dòng)能c從a點(diǎn)到c點(diǎn)，小球a的機(jī)械能先增加后減少，但機(jī)械能與電勢(shì)能之和不變d小球a從a點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做的功大于小球b從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功答案c解析從a到c小球a受到的作用力是變力，故不可能做勻加速運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)；b和c在同一個(gè)等勢(shì)面上，小球a和b在b和c點(diǎn)的電勢(shì)能相等，故b、d錯(cuò)；電場(chǎng)力對(duì)小球a先做正功后做負(fù)功，故小球a的機(jī)械能先增加后減少，小球a只有重力和電場(chǎng)力做功，機(jī)械能和電勢(shì)能之和不變，故c正確2.(電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題)(單選)如圖4所示， a、b是帶有等量同種電荷的兩小球(可視為點(diǎn)電荷)，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長(zhǎng)度都是l，懸線上端都固定于同一點(diǎn)o，b球懸線豎直且被固定，a球在力的作用下，于偏離b球s的地方靜止，此時(shí)a球受到繩的拉力為ft；現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變a球質(zhì)量的方法，使a球在距b為s處平衡，則此時(shí)a受到繩的拉力為()圖4aftb2ftc4ftd8ft答案d解析a球受到重力g、b球?qū)球的靜電力f、繩的拉力ft，如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件，g、f、ft三力的圖示必然構(gòu)成封閉三角形，由相似三角形得.由此得ftmg，fmg.當(dāng)球在s處平衡時(shí)，同理可得ftmg，fmg.設(shè)a、b兩球的帶電荷量均為q，由庫(kù)侖定律可知f，f.故4，即4.所以m8m.因此ftmg8mg8ft.3(電場(chǎng)中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系)(單選)如圖5甲所示，在平行金屬板m、n間加有如圖乙所示的電壓當(dāng)t0時(shí)，一個(gè)電子從靠近n板處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)1103s到達(dá)兩板正中間的p點(diǎn)，那么在3103s這一時(shí)刻，電子所在的位置和速度大小為()圖5a到達(dá)m板，速度為零 b到達(dá)p點(diǎn)，速度為零c到達(dá)n板，速度為零 d到達(dá)p點(diǎn)，速度不為零答案d解析在1103s的時(shí)間里，電子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t1103s時(shí)電子到達(dá)p點(diǎn)，之后板間電壓反向，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向和原來(lái)相反，電子開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由于加速度的大小不變，當(dāng)t2103s時(shí)電子到達(dá)m板處，且速度減為零隨后電子將反向做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t3103s時(shí)電子又回到p點(diǎn)，且速度大小與第一次經(jīng)過(guò)p點(diǎn)時(shí)相等，而方向相反故正確選項(xiàng)為d.4(電場(chǎng)中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系)如圖6所示的真空管中，電子從燈絲k發(fā)出(初速度不計(jì))，經(jīng)過(guò)電壓為u1的加速電場(chǎng)加速后沿中心線進(jìn)入兩平行金屬板m、n間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)電場(chǎng)后打到熒光屏上的p點(diǎn)處設(shè)m、n板間電壓為u2，兩板距離為d，板長(zhǎng)為l1，板右端到熒光屏的距離為l2，已知u1576 v，u2168 v，l16 cm，d3 cm，l221 cm，求：圖6(1)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角的正切值；(2)電子打到熒光屏上的位置p偏離屏中心o的距離答案(1)(2)7 cm解析(1)帶