高中物理選修3-1期中復習要點

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)選修3-1復習要點一、電場1.請回答庫侖定律的內(nèi)容、公式和適用條件分別是什么？答案(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止的點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上．(2)公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，式中的k＝9.0×109N·m2/C2，叫靜電力常量．(3)適用條件：①點電荷；②真空中．2．電場強度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，它有三個表達式：E＝eq\f(F,q)，E＝keq\f(Q,r2)和E＝eq\f(U,d)，這三個公式有何區(qū)別？如果空間某點存在多個電場，如何求該點的場強？電場的方向如何確定？答案(1)區(qū)別①電場強度的定義式E＝eq\f(F,q)，適用于任何電場，E由場源電荷和點的位置決定，與F、q無關(guān)．②真空中點電荷所形成的電場E＝keq\f(Q,r2)，其中Q為場源電荷，r為某點到場源電荷的距離．③勻強電場中場強和電勢差的關(guān)系式E＝eq\f(U,d)，其中d為兩點沿電場方向的距離．(2)用疊加原理求該點的場強若空間的電場是由幾個“場源”共同激發(fā)的，則空間中某點的電場強度等于每個“場源”單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和——疊加原理．(3)電場方向是正電荷的受力方向、負電荷受力的反方向、電場線的切線方向、電勢降低最快的方向．3．電場線與等勢面間的關(guān)系是怎樣的？答案(1)電場線上某點切線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小．(2)電場線互不相交，等勢面也互不相交．(3)電場線和等勢面在相交處互相垂直．(4)電場線的方向是電勢降低的方向，而場強方向是電勢降低最快的方向；(5)等差等勢面密的地方電場線密，電場線密的地方等差等勢面也密．4．比較電勢高低的方法有哪些？答案(1)順著電場線方向，電勢逐漸降低．(2)越靠近正場源電荷處電勢越高；越靠近負場源電荷處電勢越低．(3)根據(jù)電場力做功與電勢能的變化比較①移動正電荷，電場力做正功，電勢能減少，電勢降低；電場力做負功，電勢能增加，電勢升高．②移動負電荷，電場力做正功，電勢能減少，電勢升高；電場力做負功，電勢能增加，電勢降低．5．比較電勢能大小最常用的方法是什么？答案不管是正電荷還是負電荷，只要電場力對電荷做正功，該電荷的電勢能就減少；只要電場力對電荷做負功，該電荷的電勢能就增加．6．電場力做功有什么特點？如何求解電場力的功？答案(1)電場力做功的特點電荷在電場中任意兩點間移動時，它的電勢能的變化量是確定的，因而移動電荷做功的值也是確定的，所以，電場力移動電荷所做的功，與電荷移動的路徑無關(guān)，僅與初、末位置的電勢差有關(guān)，這與重力做功十分相似．(2)電場力做功的計算及應用①W＝Flcosα，常用于勻強電場，即F＝qE恒定．②WAB＝qUAB，適用于任何電場，q、UAB可帶正負號運算，結(jié)果的正負可反映功的正負，也可帶數(shù)值運算，但功的正負需結(jié)合移動電荷的正負以及A、B兩點電勢的高低另行判斷．③功能關(guān)系：電場力做功的過程就是電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程，如圖，且W＝－ΔE其他．7．帶電粒子在勻強電場中分別滿足什么條件可以做加速直線運動和偏轉(zhuǎn)運動？處理帶電粒子在電場中運動的方法有哪些？答案(1)加速——勻強電場中，帶電粒子的受力方向與運動方向共線、同向．處理方法：①牛頓運動定律和運動學方程相結(jié)合．②功能觀點：qU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)(2)偏轉(zhuǎn)——帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向進入勻強電場．處理方法：類似平拋運動的分析方法．沿初速度方向的勻速直線運動：x＝v0t沿電場力方向的初速度為零的勻加速直線運動：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)eq\f(qE,m)(eq\f(x,v0))2＝eq\f(qUx2,2mdv\o\al(2,0))偏轉(zhuǎn)角tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUx,mdv\o\al(2,0))8．電容的兩個表達式和平行板電容器的兩類問題是什么？答案(1)電容：C＝eq\f(Q,U)(2)平行板電容器的電容決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)∝eq\f(εrS,d).(3)平行板電容器的兩類問題：①電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓恒定(等于電源電動勢)，這種情況下帶電荷量Q＝CU∝C，而C＝eq\f(εrS,4πkd)∝eq\f(εrS,d)，E＝eq\f(U,d)∝eq\f(1,d).②充電后斷開K，則電容器帶電荷量Q恒定，這種情況下C∝eq\f(εrS,d)，U∝eq\f(d,εrS)，E∝eq\f(1,εrS).二、恒定電流1．如果電路中電流為I，用電器的電阻為R，用電器兩端電壓為U.請你根據(jù)能量守恒定律就純電阻電路和非純電阻電路討論U與IR的關(guān)系，由此總結(jié)I＝eq\f(U,R)的適用條件．答案純電阻電路中，電能只轉(zhuǎn)化為電熱，則有UIt＝I2Rt，故I＝eq\f(U,R)非純電阻電路中，電能轉(zhuǎn)化為電熱和其他形式的能，則UIt＝I2Rt＋E其他，故U>IR由此可見，I＝eq\f(U,R)只適用于把電能全部轉(zhuǎn)化為電熱的電器，即只適用于純電阻電路．2．如果用電器為純電阻，請總結(jié)寫出電流做功和電流功率的計算公式．答案W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t，P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R).3．如果用電器為非純電阻(如電動機、電解槽等)，請寫出電流做功和電流功率的計算公式．答案W＝UIt，P＝UI.4．哪些計算電流做功和電流功率的公式對任何電路都適用？答案W＝UIt，P＝eq\f(W,t)＝UI.1、有三個完全相同的金屬小球A、B、C，其中A、B分別帶＋14Q和－Q的電量，C不帶電，A、B球心間的距離為r（遠大于球的直徑），相互吸引力為F。現(xiàn)讓C球先接觸A球后，再與B球接觸，當把C球移開后，A、B兩球的作用力的大小將變?yōu)開_________F。2、真空中的兩個點電荷A、B相距20cm，A帶正電QA=4.0×10－10C，已知A對B的吸引力F=5.4×10－83、如圖所示：q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知q1與q2之間的距為l1，q2與q3之間的距為l2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。(1)如q2為正電荷，則q1為______電荷，q3為______電荷。(2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比是：______︰______︰______4、下圖是一勻強電場，已知場強E=2×102N/C．現(xiàn)讓一個電量q=－4×10－8C的電荷沿電場方向從M點移到N點，MN間的距離s=30cm(1)電荷從M點移到N點電勢能的變化．(2)M，N兩點間的電勢差．5、下列一些說法，正確的是（）A．電場中電勢越高的地方，電荷在那一點具有的電勢能越大B．電場強度越大的地方，電場線一定越密，電勢也一定越高C．電場強度為零的地方，電勢一定為零D．某電荷在電場中沿電場線的方向移動一定距離，電場線越密的地方，它的電勢能改變越大6、如圖所示，虛線a、b、c表示電場中的三個等勢面與紙平面的交線，且相鄰等勢面之間的電勢差相等．實線為一帶正電粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點，則下面說法中正確的是（）A．三個等勢面中，a的電勢最高B．對于M、N兩點，帶電粒子通過M點時電勢能較大C．對于M、N兩點，帶電粒子通過M點時動能較大D．帶電粒子由M運動到N時，加速度增大7、如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢差為50V，板間存在勻強電場，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點距P板4cm．求：(1)P板及A點的電勢．(2)保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點的電勢將變?yōu)槎嗌?8、如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A．U1變大，U2變大B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小D．U1變小，U2變小9、如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子(重力不計)，在勻強電場中的A點時速度為v，方向與電場線垂直，在B點時速度大小為2v，已知A、B兩點間距離為d，求(1)A、B兩點間的電壓；(2)電場強度的大小和方向.10、帶有等量異種電荷的兩個平行金屬板A和B水平放置，兩板間距離為d(d遠小于板的長和寬)，一個帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，如圖所示.在油滴的正上方距A板d處有一個質(zhì)量也為m的帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過A板上的小孔，進入兩金屬板間與油滴M相碰，并立即結(jié)合成一個大油滴.整個裝置處于真空環(huán)境中，若不計油滴M和N間的庫侖力和萬有引力以及金屬板本身的厚度，要使油滴N能與M相碰，且結(jié)合成的大油滴(油滴可視為質(zhì)點)又不與金屬板B相碰.求：(1)兩個金屬板A、B間的電壓是多少？哪板電勢高？(2)油滴N帶何種電荷，電荷量可能是多少？11、在水平向右的勻強電場中，有一質(zhì)量為m，帶正電的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，當小球靜止A點時，細線與豎直方向夾角為θ，如圖所示.現(xiàn)給小球一個垂直于懸線的初速度，使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，求：(1)小球運動過程中的最小速度.(2)小球在A點的初速度.12、一個標有“220V、60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220V，在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖象表示，題中給出的四個圖線中，肯定不符合實際的是（）13、如圖所示，由一個由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，開關(guān)閉合.在增大電容器兩極板間距離的過程中（）A．電阻R中沒有電流B．電容器的電容變小C．電阻R中有從a流向b的電流D．電阻R中有從b流向a的電流14、如圖所示的電路中，三個電阻的阻值相等，電流表A1、A2和A3的內(nèi)電阻均可忽略，電流表的讀數(shù)分別為I1、I2和I3，則I1︰I2︰I3=_______︰_______︰_______。15、一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A，松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作。求該電機正常工作時，輸入的電功率是多少？電功機的機械功率是多少？答案解析1.A、B可看成點電荷，，C球與A球接觸后，由電荷守恒定律知：A、C兩球各帶＋7Q的電量；C球再與B球接觸后，B、C兩球各帶＋3Q的電量，此時A、B兩球間的相互作用為斥力.2．A對B的作用力是A的電場對B的作用力，B對A的作用力是B的電場對A的作用力，由牛頓第三定律知FBA=5.4×10－8N，則，方向由A指向B，又由，方向由B指向A.3.解析：就q2而言，q1和q3只要帶同種電荷便可能使其處于平衡狀態(tài)，而對q1和q3，若都帶正電荷，各自均受制另外兩個電荷的斥力而不能保持平衡，只有同帶負電荷，q2對其為吸引力，另外一個電荷對其為斥力，當兩力大小相等時才能處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)再對q1列方程有：可得：q2︰q3=l12︰(l1＋l2)2對q2列方程有：可得：q1︰q3=l12︰l22∴q1︰q2︰q3=l12(l1＋l2)2︰l12l22︰(l1＋l2)24.解析：(1)由圖可知，負電荷在該電場中所受電場力F方向向左．因此從M點移到N點，電荷克服電場力做功，電勢能增加，增加的電勢能△E等于電荷克服電場力做的功W．電荷克服電場力做功為W=qEs=4×10－8×2×102×0.3J=2.4×10－6J．即電荷從M點移到N點電勢能增加了2.4×10－6J．(2)從M點到N點電場力對電荷做負功為WMN=－2.4×10－6J．則M，N兩點間的電勢差為．即M，N兩點間的電勢差為60V．5.解析：解本題的關(guān)鍵是區(qū)分場強、電勢、電勢能概念以及與電場線的關(guān)系．最易錯的是，總是用正電荷去考慮問題而忽略有兩種電荷的存在．由于存在兩種電荷，故A項錯誤．電場線的疏密表示場強大小，而電場線的方向才能反映電勢的高低，故B項錯．電場線越密，電場力越大，同一距離上電場力做的功越多，電荷電勢能的改變越犬．D項正確．電勢是相對量，其零電勢位置可隨研究問題的需要而任意確定．故“一定為零”是錯誤的．答案：D6.解析：由于帶電粒子做曲線運動，所受電場力的方向必定指向軌道的凹側(cè)，且和等勢面垂直，所以電場線方向是由c指向b再指向a．根據(jù)電場線的方向是指電勢降低的方向，故Uc＞Ub＞Ua，選項A錯．帶正電粒子若從N點運動到M點，場強方向與運動方向成銳角，電場力做正功，即電勢能減少；若從M點運動到N點，場強方向與運動方向成鈍角，電場力做負功，電勢能增加．故選項B錯．根據(jù)能量守恒定律，電荷的動能和電勢能之和不變，故粒子在M點的動能較大，選項C正確．由于相鄰等勢面之間電勢差相等，因N點等勢面較密，則EN＞EM，即qEN＞qEM．由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點運動到N點時，加速度增大，選項D正確．所以正確答案為C、D項．答案：C、D7.解析：板間場強方向水平向左，可見Q板是電勢最高處．Q板接地，則電勢φQ=0，板間各點電勢均為負值．利用公式可求出板間勻強電場的場強，再由U=Ed可求出各點與Q板間的電勢差，即各點的電勢值．(1)場強．QA間電勢差UQA=Ed′=5×102×(10－4)×10－2V=30V．∴A點電勢φA=－30V，P點電勢φP=UPQ=－50V．(2)當Q板向左平移5cm時，兩板間距離d1=10cm－5cm=5cm．Q板與A點間距離變?yōu)閐″=(10－4)cm－5cm=lcm．電場強度．Q、A間電勢差UQA=Ed″=1.0×103×1.0×10－2V=10V．所以A點電勢φA=－10V．8.解析：設電子經(jīng)電場U1加速后獲得的速度為v0，根據(jù)動能定理①設極板長為L，兩板間距離為d，電子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，則平行于極板方向：L=v0t②垂直于極板方向：③偏轉(zhuǎn)角θ滿足：④由以上各式可解得：顯然，U1減小，U2增大時，θ一定增大.答案：B9.解析：(1)帶電粒子從A到B的過程中，由動能定理可得將vA=v，vB=2v代入可解得(2)帶電粒子從A到B做類平拋運動，設在垂直電場線和平行電場線方向上的位移分別為x和y.由于A到B，粒子的動能增加，則電場力做正功，所以，場強方向應水平向左.答案：10.解析：(1)油滴M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，有mg=qU/d，則B板電勢較高，電勢差(2)若油滴N帶負電，則N與M相碰后，結(jié)合成大油滴無論其電性為正，還是為負，或者電荷量為零，都將向B板做加速運動而最終與B板相碰.因此，要不落到B板上，油滴N必帶正電.設油滴N帶電量為Q，油滴N與M相碰前的速度設為v0，有：油滴N能與M相碰：油滴M和N相碰后，結(jié)合成大油滴，速度為v，有：此后，大油滴向下運動，不碰到B板，須有代入v和U的值，解得油滴所帶電荷量是答案：B板電勢較高(2)正電，11.解析：小球在運動過程中，所受重力和電場力都是恒力，將它們合成等效為一個力F，如圖所示，則把合力F與重力類比，其等效重力加速度因此，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動的等效“最低點”和“最高點”分別為圖中的A點和B點.(1)小球在B點處的速度最小，依題意有(2)小球從A點運動到B點的過程中，根據(jù)動能定理答案：12.解析：本題的思路是U—I圖像中，圖線的斜率表示電阻，斜率越大，電阻越大。如果圖線是曲線，則表示導體中通過不同的電壓、電流時它的電阻是變化的，這時電阻可以用該點曲線的切線斜率來表示。燈泡在電壓加大的過程中，燈絲中的電流增大，溫度升高，而金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大，所以燈絲在加大電壓的過程中電阻不斷增大，U—I圖線中曲線的斜