物理選修3-1第一章總復習課件

靜電場 1 下列物理量中哪些與檢驗電荷無關 A 電場強度EB 電勢差UC 電勢能EpD 電場力F2 兩個相同的金屬小球 帶電量之比為1 5 當它們相距r時的相互作用力為F1 若把它們互相接觸后再放回原處 它們的相互作用力為F2 則F1與F2的比值可能為 A 5 1 B 5 9 C 5 4 D 5 8 3 在靜電場中 下列說法中正確的是 A 電場強度大的地方電勢一定高B 沿著電場線的方向電勢一定降低C 在電勢高的地方電荷具有的電勢能一定大D 電場力做正功電勢能一定減少4 如圖所示 帶箭頭的線表示某一電場的電場線 在電場力作用下 一帶電粒子 不計重力 經(jīng)A點飛向B點 徑跡如圖中虛線所示 下列說法正確的是 A 粒子帶正電B 粒子在A點加速度小C 粒子在B點動能大D A B兩點相比 B點電勢較低 AB BC BD BD 5 如圖所示 兩個固定的等量異種電荷 在它們連線的垂直平分線上有a b c三點 則 A a點的電場強度比b點的電場強度大B a b兩點場強方向相同C a b c三點電勢都相等D 帶電粒子 不計重力 在a點無初速釋放 則它將在a b連線上運動6 一個點電荷 從靜電場中的a點移到b點 電場力做功為零 則 A a b兩點的場強一定相等B 作用在該電荷上的電場力與其移動方向總是垂直的C a b兩點間的電勢差一定為零D 電荷的電勢能一定不變7 如圖所示 充電后的平行板電容器與靜電計相連 靜電計的指針偏轉一定的角度 現(xiàn)使兩極板間的距離靠近一些 同時又在兩極板間插入電介質 則靜電計的指針偏角 A 一定增大B 一定減小C 可能不變D 不能判斷 BC D B 8 某電解池 如果在1s鐘內共有5 1018個二價正離子和1 0 1019個一價負離子通過某截面 那么通過這個截面的電流是 A 0AB 0 8AC 1 6AD 3 2A9 鉛蓄電池的電動勢為2V 這表示 A 電路中每通過1C電荷量 電源把2J的化學能轉變?yōu)殡娔蹷 蓄電池兩極間的電壓為2VC 蓄電池在1S內將的2J化學能轉變?yōu)殡娔蹹 蓄電池將化學能轉變?yōu)殡娔艿谋绢I比一節(jié)干電池 電動勢為1 5V 的大10 關于電源電動勢的說法 正確的有 A 電源電動勢實質上就是電壓B 電動勢越大 表明電源把其他形式的能轉化成電能的本領越大C 電動勢是指電源內部非靜電力所做的功D 電動勢在數(shù)值上等于在電源內部移動單位電荷非靜電力做的功 BD D AD 11 小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變化 一研究性學習小組在實驗室通過實驗研究這一問題 實驗室備有的器材是 電壓表 0 3V 內阻約3k 電流表 0 0 6A 內阻約0 1 電池 開關 滑動變阻器 待測小燈泡 導線若干 實驗時 要求電表讀數(shù)從零開始變化 并能多測出幾組電流 電壓值 以便畫出U I圖線 要求測量盡量準確 1 請在方框內畫出實驗電路圖 2 根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)描繪出如圖所示圖象 由圖分析可知 小燈泡電阻隨溫度變化的關系是 小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大 三 電場力的功 電勢能 電勢 電勢差 等勢面 1 電場力的功 電荷在電場中移動 電場力做功的數(shù)量跟電荷移動的路徑無關 電場力做正功時 電勢能減小 電場力做負功時 電勢能增大 2 電勢能 電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從該點移到電勢能為零處 電場力所做的功 3 電勢 電勢是反映電場的能的性質的物理量 電場中某點的電勢定義為檢驗電荷在該點具有的電勢能E跟檢驗電荷的電量q的比值 即 電勢是標量 它有正 負 但不表示方向 電場中某點的電勢大小及正負跟該點有無檢驗電荷無關 但與選取電場中電勢能為零的點 零電勢點 有關 正電荷在電勢高的位置電勢能大 負電荷在電勢高的位置電勢能小 4 電勢差 電壓 AB兩點間的電勢差UAB在數(shù)值上等于將檢驗電荷從A點移至B點電場力所作的功WAB與檢驗電荷電量q的比值 1 2 5 等勢面 等勢面是電場中電勢相等的點構成的面 電荷沿等勢面移動 電勢能不變化 電場力不做功 等勢面一定和電場線垂直 電場線的方向是電勢降低的方向 電場線本身不能相交 等勢面本身也不能相交 點電荷電場的等勢面是以點電荷為球心的一族球面 勻強電場的等勢面是與電場線垂直的一族平行平面 說明 電勢與電場強度在數(shù)值上沒有必然對應的關系 例如 電勢為零的地方電場強度可以不為零 電勢為零的地方可任意選取 電場強度為零的地方電勢可以不為零 如兩個帶同種等電量的點電荷 其連線的中點處電場強度為零 電勢卻不為零 電場強度恒定的區(qū)域電勢有高低不同 如勻強電場 等勢面上的各點 電場強度可以不相同 如點電荷形成的電場的等勢面上 各點場強不同 2 經(jīng)常遇到的三個問題 1 比較場強的大小 看電場線的疏密或等勢面的疏密 2 比較電勢的高低 看電場線的方向 電場線的方向是電勢降低的方向 3 比較同一檢驗電荷在電場中兩點所具有的電勢能的多少 看電場力的方向 電場力作正功 檢驗電荷的電勢能減少 四 電場對帶電質點 粒子 的作用 1 帶電質點受電場力及其他力作用處于平衡的問題 應用合力為零的條件求解 例 3 帶電粒子在電場中加速或減速的問題 多應用動能定理 能量守恒定律求解 4 帶電粒子在電場中偏轉的問題 如帶電粒子穿過勻強電場時的偏轉問題 多應用牛頓第二定律及運動合成知識求解 1 加速度 2 側向速度 3 偏向角 4 側向位移 5 側向位移與偏向角 6 增加的動能 五 電容器和電容 1 電容是反映電容器容納電荷本領的物理量 它用電容器所帶的電量跟電容器兩板間的電勢差的比值來定義 即 2 平行板電容器的電容 平行板電容器的電容 跟介電常數(shù)成正比 跟正對面積成正比 跟極板間的距離成反比 即 3 平行板電容器的電場 1 電勢差恒定 2 帶電量恒定 例2 如圖所示 A B C為一等邊三角形的三個頂點 三角形位于勻強磁場中 電場線平行于三角形的平面 現(xiàn)將正點電荷10 8C從A點移到B點 電場力做功3 10 6J 現(xiàn)將負電荷10 8C從A點移到C點 克服電場力做功3 10 6J 求 分析 根據(jù)電勢差與電功的關系式 通過計算可判斷B C兩點處在同一等勢面上 又據(jù)電勢降低的方向是電場線的方向 可判斷電場線的方向 最后據(jù)在勻強電場中場強與電勢差的關系 通過計算得出電場強度的大小 B點與C點處在同一等勢面上 又因為電場線方向是電場降低的方向 所以電場線方向必定是A點指向BC連線的中點與BC垂直 如圖所示 2 A點到等勢面的距離為d 那么 根據(jù)勻強電場中 場強與電勢差間的關系 電場強度為 例3 在一個點電荷產生的靜電場中 一個帶電粒子運動軌跡如圖中的虛線所示 試問 1 帶電粒子帶何種電 2 M點和N點相比 帶電粒子的運動速度VM VN哪個大 運動加速度aM aN哪個大 電勢能EM EN哪個大 例4 一個質量為m 帶有電荷 q的小物體 可在水平軌道Ox上運動 O端有一與軌道垂直的固定墻 軌道處于勻強電場中 其場強大小為E 方向沿OX軸正方向 如圖所示 小物體以初速度v0從x0點沿OX軌道運動 運動時受到大小不變的摩擦力f作用 且f qE 設小物體與墻碰撞時不損失機械能 且電量保持不變 求它在停止運動前所通過的總路程s 解 由于f qE 所以物體最后停在O點 物體停止運動前所通過的總路程為s 根據(jù)動能定理有 所以 例6 相距為d的平行金屬板a b其長度為L 帶有等量異種電荷 使兩板間形成勻強電場 電壓為Uab 如圖所示 一個質量為m 電量為q的帶電粒子以平行于金屬板的方向的初速度V0垂直于電場線飛入電場中 當粒子飛離電場區(qū)時 其橫向位移為y 飛行方向偏角為 忽略重力影響 試問 和tan 各變化為原來的幾倍 側向位移與偏向角的正切分別為 分析 帶電粒子進入電場以后 在x方向不受電場力 僅有初速度 將 式代入 式得 同理可得 2 由y和tan 的表達式 當入射的帶電粒子初動能減小一半 則分母減小一半 偏轉電壓增大到3倍 則分子增大到3倍 因此 橫向位移y以及偏轉角的正切tan 都增大到原來的6倍 答 氫核 氘核 氦核以相同的初動量垂直飛入一個偏轉電場 橫向位移之比以及偏轉角正切之比均為1 2 8 若入射初動能減小一半 偏轉電壓增大到3倍 帶電粒子在偏轉電場中的橫向位移y以及運動偏轉角正切tan 均增大到原來的6倍 反饋練習 A 9 4 36B 9 4 36C 3 2 6D 3 2 6 答案 A 2 如圖所示 半徑相同的兩個金屬小球A B帶有電量相等的電荷 相隔一定距離 兩球之間的相互吸引力的大小是F 今讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A B兩球接觸后移開 這時 A B兩球之間的相互作用力的大小是 答案 A 3 圖 1 所示 有兩個帶有等量異種電荷的小球 用絕緣細線相連后 再用絕緣細線懸掛在水平方向的勻強電場中 當兩小球都處于平衡時的可能位置是圖 2 中的哪一種 答案 A 4 如圖所示 在光滑的水平面上有一個絕緣彈簧振子 小球帶負電 在振動過程中 當彈簧壓縮到最短時 突然加上一個水平向左的勻強電場 此后 A 振子振幅增大B 振子振幅減小C 振子的平衡位置不變D 振子的周期增大 答案 B 5 若帶正電荷的小球只受到電場力作用 則它在任意一段時間內A 一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動 B 一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動 C 不一定沿電場線運動 但一定由高電勢處向低電勢處運動 D 不一定沿電場線運動 也不一定由高電勢處向低電勢處運動 答案 D 6 下面哪些話是正確的 A 在電場中 電場強度大的點 電勢必高 B 電荷置于電勢越高的點 所具有的電勢能也越大 C 電場中電場強度大的地方 沿電場線方向電勢降落快 D 一帶電粒子只受電場力作用 在電場中運動時 電勢能一定變化 答案 C 7 一平行板電容器充電后與電源斷開 負極板接地 在兩極板間有一正電荷 電量很小 固定在P點 如圖所示 E表示兩極板間的場強 U表示電容器的電壓 表示正電荷在P點的電勢能 若保持負極板不動 將正極板移到圖中虛線所示的位置 則A U變小 E不變B E變大 不變C U變小 不變D U不變 不變 答案 AC 8 如圖所示 在真空中把一絕緣導體向帶電 負電 的小球P緩慢地靠近 不相碰 下列說法中正確的是 A B端的感應電荷越來越多B 導體內場強越來越大C 導體的感應電荷在M點產生的場強恒大于在N點產生的場強D 導體的感應電荷在MN兩點的場強相等 答案 AC 9 兩個質量相同的帶電小球 分別帶等量異種電荷 電量為q 固定在一根長度為l的輕質絕緣細桿的兩端 置于電場強度為E的勻強電場中 桿的方向與場強方向平行 如圖所示 若此桿繞其中點O旋轉180 則在此轉動過程中 兩個小球動能的增加量為A 0B qElC 2qElD qEl 答案 C THEEND 課后練習 1 如圖所示 在一個正方形的4個頂點各有一個電量大小相等的點電荷 那么下列說法中正確的是 強為零 電勢也為零場強不為零場強也不為零電勢不為零 答案 B 2 平行板電容器的兩極板A B接于電池兩極 一帶正電小球懸掛在電容器內部 閉合電鍵K 電容器充電 這時懸線偏離豎直方向的夾角為 如圖所示 A 保持電鍵K閉合 帶正電的A板向B板靠近 則增大 B 保持電鍵K閉合 帶正電的A板向B板靠近 則 不變C 電鍵K斷開 帶正電的A板向B板靠近 則 增大D 電鍵K斷開 帶正電的A板向B板靠近 則 不變 答案 AD 3 在O點有一個電量為Q的正點電荷 空間有水平向右的勻強電場 如圖所示 現(xiàn)將一個檢驗電荷 q置于O點左方距O為半徑r的a點時 該檢驗電荷所受電場力為零 試求 2 檢驗電荷 q由a點移動到b點 電勢能的改變量是多大 的電場線方向飛入勻強電場區(qū) 測得該電子深入電場的最大距離為d 50m 試求 1 勻強電場的場強E的大小 2 電子經(jīng)多少時間t回到出發(fā)點 5 一個半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為 Q的電荷 另一電量為 q的點電荷放在球心O上 由于對稱性 點電荷受力為零 現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r r R 的一個小圓孔 則此時置于球心的點電荷所受的力的大小為 已知靜電力常量為k 方向 6 半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內 環(huán)上套有一質量為m 帶正電的珠子 空間存在水平向右的勻強電場 如圖所示 珠子所受靜電力是其重力的3 4倍 將珠子從環(huán)上最低位置A點靜止釋放 則 7 相距為d 長度為L的兩平行金屬板A B帶有等量異種電荷 兩板間存在勻