20192020學(xué)年高中物理第一章靜電場章末總結(jié)新人教版選修31

7/72019-2020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第一部分題型研究靜電力與均衡把質(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湊近A，當(dāng)兩個帶電小球在同一高度相距r時，繩與豎直方向成α角．試求：(1)A球遇到的繩索拉力多大？(2)A球帶電荷量是多少？【思路點撥】(1)對小球A受力分析，受重力、靜電引力和繩索的拉力，依據(jù)三力均衡求出繩索拉力；依據(jù)庫侖定律求出小球A的帶電量．分析：(1)帶負(fù)電的小球A處于均衡狀態(tài)，A遇到庫侖力F′、重力mg以及繩索的拉力T的作用，其協(xié)力為零．所以mg－Tcosα＝0，F(xiàn)′－Tsinα＝0得T＝mg，F(xiàn)′＝mgtanα.cosαqQ依據(jù)庫侖定律F′＝kr2，所以A球帶電荷量為mgr2tanαq＝.kQ答案：(1)A球遇到的繩索拉力F′＝mgtanα2(2)A球帶電荷量是q＝mgrtanαkQ小結(jié)：此題先依據(jù)均衡條件獲得庫侖力，再依據(jù)庫侖定律求出B球的帶電量．?針對性訓(xùn)練1．用兩根長度均為L的絕緣細(xì)線各系一個小球，并懸掛于同一點．已知兩小球質(zhì)量均為m，當(dāng)它們帶上等量同種電荷時，兩細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ，以以下圖．若已知靜電力常量為k，重力加快度為g.求：小球所受拉力的大小；小球所帶的電荷量．分析：(1)對小球進行受力分析，以以下圖．設(shè)繩索對小球的拉力為T，則T＝mgcosθ2Q(2)設(shè)小球在水平方向遇到庫侖力的大小為F，則F＝mgtanθ，又因為：F＝kr2，r＝2Lsinθmgtanθ.所以Q＝2Lsink答案：看法析粒子在電場中的運動一帶電的粒子射入一固定的點電荷Q形成的電場中，沿圖中虛線由a點運動到b點，a、b兩點到點電荷的距離分別是ra、rb，且ra＞rb，若粒子只受電場力，則在這一過程中()A．粒子必定帶正電荷B．電場力必定對粒子做負(fù)功C．粒子在b點的電必定定高于a點的電勢D．粒子在b點的加快度必定小于在a點的加快度【思路點撥】因為粒子運動的軌跡是遠離電荷Q的，所以可以判斷它們應(yīng)當(dāng)是帶同種電荷；再由電場力的方向和粒子運動的方向的關(guān)系，可以判斷做功的狀況；依據(jù)電場線的疏密可以判斷出場強的大小，從而可以判斷出電場力和加快度的大小．分析：A.由粒子的運動的軌跡可以判斷出粒子和點電荷Q之間的作使勁是相互排擠的，所以它們應(yīng)當(dāng)是帶同種電荷，但不用然就是帶正電荷，所以A錯誤．B．因為粒子和點電荷Q之間的作使勁是相互排擠的，而粒子是向著電荷運動的，也就是庫侖力的方向和粒子運動的方向是相反的，由功的公式可以判斷電場力必定對粒子做負(fù)功，所以B正確．所以

C．由A的分析可知，不可以判斷C錯誤．

Q帶的電荷的性質(zhì)，所以不可以判斷

ab點的電勢的高低，D．因為

ra＞rb，依據(jù)

E＝k

Qr2可以判斷

a點的場強要比

b點小，所以粒子在

b點時受的電場力比較大，加快度也就大，所以D錯誤．答案：B小結(jié)：此題是對電場性質(zhì)的察看，依據(jù)粒子的運動的軌跡判斷出粒子和電荷Q所帶的電荷的性質(zhì)，是解決此題的重點，自然還要理解電場線與場強的關(guān)系．?針對性訓(xùn)練2．(多項選擇)一帶電粒子在正電荷形成的電場中，

運動軌跡以以下圖的

abcd

曲線，以下判斷正確的選項是

(BC)A．粒子帶負(fù)電B．粒子經(jīng)過

a點時的速度比經(jīng)過

b點時大C．粒子在a點遇到的電場力比b點小D．粒子在a點時的電勢能比b點大分析：A.軌跡曲折的方向大概指向協(xié)力的方向，知電場力背叛正電荷方向，所以該粒子帶正電．故A錯誤．B．從a到b，電場力做負(fù)功，依據(jù)動能定理，動能減小，a點動能大于b點動能，則點速度大于b點的速度．故B正確．C．b點的電場線比a點電場線密，所以b點的電場強度大于a點的電場強度，所以粒子在a點的電場力比b點?。蔆正確．D．從a到b，電場力做負(fù)功，電勢能增添．所以a點的電勢能小于b點的電勢能．故

aD錯誤．功能關(guān)系在電場中的運用以以下圖，在點電荷＋Q的電場中有A、B兩點，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點由靜止開釋抵達B點時，它們速度大小之比為多少？分析：質(zhì)子和α粒子都是正離子，從A點開釋后將受電場力作用，加快運動到B點，設(shè)AB間的電勢差為U，依據(jù)動能定理得：12對證子：qHU＝2mHvH①12②ααα由①②得vHqHmα2＝＝1vαqαmH答案：將質(zhì)子和α粒子分別從A點由靜止開釋抵達B點時，它們的速度大小之比是2∶1.?針對性訓(xùn)練3．以以下圖，一電子(質(zhì)量為m，電量絕對值為e)處于電壓為U的水平加快電場的左極板A內(nèi)側(cè)，在電場力作用下由靜止開始運動，此后穿過極板B中間的小孔在距水平極板M、N等距處垂直進入板間的勻強偏轉(zhuǎn)電場．若偏轉(zhuǎn)電場的兩極板間距為d，板長為l，求：(1)電子剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0；(2)要使電子能從平行極板M、N間飛出，兩個極板間所能加的最大偏轉(zhuǎn)電壓Umax′.分析：(1)在加快電場中，由動能定理有：12eU＝mv0－0①22eU解①得：v0＝m.②電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，有：平行極板方向：l＝v0t③1eU′2垂直極板方向：y＝2dmt④d要飛出極板區(qū)：y≤2⑤2d2聯(lián)解③④⑤式得：U′≤l2U，2d2即U′max＝l2U.⑥答案：看法析創(chuàng)新研究有這樣一種看法：有質(zhì)量的物體都會在其四周空間產(chǎn)生引力場，在其余有質(zhì)量的物體所產(chǎn)生的引力場中，都要遇到該引力場的引力狀況可以與電場類比，那么，在地球產(chǎn)生的引力場中重力加快度，理量相類比()

而一個有質(zhì)量的物體(即萬有引力)作用，這類可以與電場中以下哪個物A．電勢B．電勢能C．電場強度D．電場力分析：此題的情境比較新，引力場與電場是兩個不一樣樣性質(zhì)的場，但有可比性．引力場的特色是對處于引力場的有質(zhì)量的物體有力的作用即F＝mg，g為重力加快度，這是引力場中力的性質(zhì)．而電場的特色是對處于電場的電荷有力的作用即F＝Eq，E為電場強度．二者都是從力的角度顯示場的重要性質(zhì)．答案：C第二部分典型錯誤釋疑典型錯誤之一忽略對電性的討論真空中兩個靜止點電荷相距10cm，它們之間的相互作使勁大小為9×10－4N，當(dāng)它們合在一同時，成為一個帶電量為3×10－8C的點電荷，問：本來兩個電荷的帶電量各為多少？【錯解】依據(jù)電荷守恒定律：q＋q＝3×10－8C＝a①12r2（10×10－2）2－42－152依據(jù)庫侖定律：q1q2＝kF＝9×109×9×10C＝1×10C＝b以q2＝b代入①式得：q21－aq1＋b＝0q1121－8±9×10－16－4×10－15解得q1＝(a±a－4b)＝(3×10)C.22【分析糾錯】學(xué)生的思想缺少全面性，因兩點電荷有可能同號，也有可能異號．題中僅給出相互作使勁的大小，兩點電荷可能異號，按電荷異號計算．由q1－q2＝3×10－8C＝a.q1q2＝1×10－15C2＝b.2－b＝0，由此解得：q1＝5×10－8C得q1－aq12－8C.q＝－2×10典型錯誤之二因錯誤理解直線運動的條件而犯錯以以下圖，一粒子質(zhì)量為m，帶電量為＋q，以初速度v與水平方向成45°角射向空間勻強電場所區(qū)，粒子恰做直線運動．求這勻強電場最小場強的大小，并說明方向．【錯解】因粒子恰做直線運動，所以電場力恰好等于mg，即電場強度的最小值為：Eminmgq.【分析糾錯】因粒子恰做直線運動，說明粒子所受的合外力與速度平行，但不用然做勻速直線運動，還可能做勻減速運動．受力爭以以下圖，明顯最小的電場強度應(yīng)是：min＝mgsin45°＝2mgv斜向上方．Eq2q，方向垂直于典型錯誤之三因錯誤判斷帶電體的運動狀況而犯錯質(zhì)量為m的物塊，帶正電Q，開始時讓它靜止在傾角α＝60°的固定圓滑絕緣斜面頂3mg端，整個裝置放在水平方向、大小為E＝的勻強電場，以以下圖，斜面高為H，開釋物Q體后，物塊落地的速度大小為()5A.（2＋3）gHB.2gHC．22gHD．22gH3【錯解】好多同學(xué)在做這道題時，一看到“固定圓滑絕緣斜面”就想物體沿圓滑斜面下滑不受摩擦力作用，由動能定理得：H12mgH＋QE＝mv，得v＝（2＋3）gH而錯選A.22【分析糾錯】其實“固定圓滑絕緣斜面”是攪亂要素，只需分析物體的受力就不難發(fā)現(xiàn)，物體根本不會沿斜面下滑，而是沿重視力和電場力協(xié)力的方向做勻加快直線運動，弄清了這一點，就很簡單求得此題正確答案應(yīng)是C.典型錯誤之四因忽略偏轉(zhuǎn)電場做功的變化而犯錯一個動能為E的帶電粒子，垂直于電場線方向飛入平行板電容器，飛出電容器時動k能為2Ek，假如使這個帶電粒子的初速度變成本來的兩倍，那么它飛出電容器時的動能變成()A．8EkB．5EkC．4.25EkD．4Ek【錯解】當(dāng)