人教版物理选修3-1全套
人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1.答:在天气干躁的季节,脱掉外衣时,由于摩擦,外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时,身体放电,于是产生电击的感觉。
2.答:由于A、B都是金属导体,可挪动的电荷是自由电子,所以,A带上的是负电荷,这是电子由B挪动到A的结果。
其中,A得到的电子数为,与B失去的电子数相等。
3.答:图1-4是此问题的示意图。
导体B中的一局部自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端,右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排挤力,A、B之间产生吸引力。
4.答:此现象并不是说明制造出了永动机,也没有违犯能量守恒定律。
因为,在把A、B分开的过程中要克制A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1.答:根据库仑的发现,两个一样的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以,先把A球与B球接触,此时,B球带电;再把B球与C球接触,那么B、C球分别带电;最后,B球再次与A球接触,B球带电。
2.答:〔注意,原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度!〕3.答:设A、B两球的电荷量分别为、,间隔为,那么。
当用C接触A时,A的电荷量变为,C的电荷量也是;C再与接触后,B的电荷量变为;此时,A、B间的静电力变为:。
在此情况下,假设再使A、B间距增大为原来的2倍,那么它们之间的静电力变为。
4.答:第四个点电荷受到其余三个点电荷的排挤力如图1-6所示。
共受三个力的作用,,由于,互相间间隔分别为、、,所以,。
根据平行四边形定那么,合力沿对角线的连线向外,且大小是。
由于对称性,每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等,且都沿对角线的连线向外。
5.答:带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡,它的受力示意图见图1-7。
静电斥力,又,,所以,第三节1.答:A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2.答:电子所在处的电场强度为,方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为,方向沿着半径指向质子。
人教版高中物理选修3-1库伦定律课件(25页)-PPT优秀课件
5、说明:库伦定律公式和万有引力的公式在形式上 尽管很相似,但是仍是性质不同的两种力。在微观 带电粒子的相互作用中,库仑力比万有引力强多了, 可以把万有引力忽略。
①但一般带电体受到的重力是它和巨大地球之 间的万有引力,通常都比较大,所以就不能忽略。 如:带电小液滴,带电小球等。
②基本粒子像电子、质子、原子核等 , 因为其 本身质量非常小 , 即使与地球之间的万有引力也很 小 , 所以基本粒子受到重力往往也很小 , 所以基本 粒子所受重力往往可忽略不计。
人教版高中物理选修3-1 1.2库伦定律课件(共25张PPT)【PPT 优秀课 件】-精 美版
例7: 两个半径为 0.3 m 的金属球,球心相距 1.0 m
放置,当他们都带 1.5×10−5 C 的正电时,相互作
用力为 F1 ,当它们分别带 +1.5×10−5 C 和
−1.5×10−5 C 的电量时,相互作用力为 F2 , 则
3、 方向:在两点电荷的连线上 , 同种电荷相斥 , 异
种电荷相吸。
A
+
FBA
B
+
FAB
A
-
FBA
B
+
FAB
4、 适用条件:真空中、静止的点电荷。 (以上两个条件是理想化的,在空气中也近似成立)
想一想
(1) 库仑定律中的“点电荷”应该怎样理解?是 不是带电体的体积足够小,就可以看成点电荷?
(2) 在你学过的物理概念中,哪一个概念与“点 电荷”类似?
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的 形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽 略是,就可以看成点电荷。
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最新人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1.答:在天气干躁的季节,脱掉外衣时,由于摩擦,外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时,身体放电,于是产生电击的感觉。
2.答:由于A、B都是金属导体,可移动的电荷是自由电子,所以,A带上的是负电荷,这是电子由B移动到A的结果。
其中,A得到的电子数为,与B失去的电子数相等。
3.答:图1-4是此问题的示意图。
导体B中的一部分自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端,右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排斥力,A、B之间产生吸引力。
4.答:此现象并不是说明制造出了永动机,也没有违背能量守恒定律。
因为,在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1.答:根据库仑的发现,两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以,先把A球与B球接触,此时,B球带电;再把B球与C球接触,则B、C球分别带电;最后,B球再次与A球接触,B球带电。
2.答:(注意,原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度!)3.答:设A、B两球的电荷量分别为、,距离为,则。
当用C接触A时,A的电荷量变为,C的电荷量也是;C再与接触后,B的电荷量变为;此时,A、B间的静电力变为:。
在此情况下,若再使A、B间距增大为原来的2倍,则它们之间的静电力变为。
4.答:第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图1-6所示。
共受三个力的作用,,由于,相互间距离分别为、、,所以,。
根据平行四边形定则,合力沿对角线的连线向外,且大小是。
由于对称性,每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等,且都沿对角线的连线向外。
5.答:带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡,它的受力示意图见图1-7。
静电斥力,又,,所以,第三节1.答:A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2.答:电子所在处的电场强度为,方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为,方向沿着半径指向质子。
人教版物理选修31全套(导学案).doc
人教版物理选修31 全套 (导学案 )第一章静电场§ 1. 1 电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度1、了解元电荷的含义,理解电荷守恒定律的不同表述。
2、掌握库仑定律,能够解决有关的问题。
3、理解电场强度及其矢量性,掌握电场强度的叠加,并进行有关的计算。
4、知道用电场线描述电场的方法。
理解引入电场线的意义。
【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷,正电荷和负电荷,同种电荷相互,异种电荷相互。
电荷的多少叫做,单位是库仑,符号是C。
所有带电体的带电量都是电荷量 e=的整数倍,电荷量e称为。
s响不大时,可以将带电体视为点电荷。
真正的点电荷是不存在的,这个特点类似于力学中质点的概念。
3、使物体带电有方法:摩擦起电、感应起电、接触起电,其实质都是电子的转移。
4、电荷既不能,也不能,只能从一个物体到另一个物体,或从物体的转移到,在转移的过程中,电荷的总量,这就是电荷守恒定律。
二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小,跟它们的电荷量Q1、Q2积成,跟它们的距离r的成反比,作用力的方向沿着它们的公式 F=其中静电力常量k适用范围:真空中的。
4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表:的乘。
定律共同点区别影响大小的因素万有引力定律(1)都与距离的二次与两个物体、有m1 , m2, r 关,只有力方成反比与两个物体、有库仑定律(2)都有一个常量Q1 , Q2, r关,有力,也有力三、电场强度1、电场和电场强度电场电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质,周围存在电场,电场强度和放入电场中某点的电荷所受的跟该电荷所带的比值叫做该点的电场强度定义式公式:,单位:,或 V/m物理意义是描述电场力的性质的物理量,能够反映电场的强弱相关因素E的大小和的大小无关,是由电场决定的,只与形成电场的电荷和该点有关,与试探电荷无关矢标性电场强度的方向与该点所受电场力的方向相同,与受电场力的方向相反,几个场强叠加时,需按矢量的运算法则,即定则。
最新人教版高中物理选修3-1单元测试题全套及答案
高中物理选修3-1单元测试题全套及答案第一章《静电场》章末检测题(考试时间90分钟,总分120分)一.选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。
每小题给出的四个选项中,只有一题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总分答案A.电场线是电场中实际存在的线B.电场中的任意两条电场线都不可能相交C.顺着电场线的方向,电场强度一定越来越大D.顺着电场线的方向,电场强度一定越来越小2. 下列说法中不正确...的是A.在静电场中沿电场线方向的各点电势一定不相等,场强大小一定不相等B.在静电场中沿电场线方向的各点电势一定降低,场强大小不一定相等C.在静电场中同一等势面上各点电势一定相等,场强大小不一定相等D.在静电场中,点电荷q沿任意路径从a点移至b点,只要a、b在同一等势面上,则电场力一定不做功3. 下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有①场强E=F/q②场强E=U/d③场强E=kQ/r2 ④电场力做功W=UqA.①③B.②③C.②④D.①④4.一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中,在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是A.加速度的大小增大,动能、电势能都增加B.加速度的大小减小,动能、电势能都减少C.加速度增大,动能增加,电势能减少D.加速度增大,动能减少,电势能增加5. 如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离。
用U a、U b、U c和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以判定A. U a>U b>U cB.U a—U b=U b—U cC.E a>E b>E cD.E a=E b=E c6. AB是某电场中的一条电场线,若将一负电荷从A点处自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图所示,则A、B两点的电势高低和场强大小关系是A. ϕϕA B A BE E>>, B. ϕϕA B A BE E><,C.ϕϕA B A BE E<>, D. ϕϕA B A BE E<<,7. 如图所示,有一带电粒子只在电场力作用下沿曲线AB运动,虚线a、b、c、d为电场中的等势面,且ϕϕϕϕa b c d>>>,粒子在A点时初速度v0的方向与等势面d平行,下面说法正确的是A. 粒子带正电荷B. 粒子在运动过程中电势能逐渐减少C. 粒子在运动过程中动能逐渐减少D. 粒子在运动过程中电势能与动能之和逐渐减少8. 如图所示,在E =500V/m 的匀强电场中,a 、b 两点相距d=2cm ,它们的连线跟场强方向的夹角是600,则U ab 等于A.5VB.10VC.-5VD.-10V9. 如图所示,平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施中可行的是A.A 向上移动B.B 板向左移动C.A 、B 之间充满电介质D.使A 板放走部分电荷10. 如图所示,在电场强度为E 、方向水平向右的匀强电场中,A 、B为一竖直线上的两点,相距为L ,外力F 将质量为m 、带电荷量为q 的粒 子从A 点匀速移到B 点,重力不能忽略,则下列说法中正确的是 A .外力的方向水平 B .外力的方向竖直向上C .外力的大小等于qE +mgD .外力的大小等于22()()qE mg11. A 、B 两点各放有电量为+Q 和+2Q 的点电荷,A 、B 、C 、D 四点在同一直线上,且AC=CD=DB 。
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4.匀强电场中电场线分布特点(如图 1-3-6 所示)
图 1-3-6 电场线是平行、等间距的直线,电场方向与电 场线平行. 5.等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及 中垂线上电场强度各有怎样的规律?
(1)等量异种点电荷连线上以中点 O 场强最小, 中垂线上以中点 O 的场强为最大;等量同种点电荷
(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的 比较
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电场线
运动轨迹
(1)电场中并不存在, 是为研究电场方便而
人为引入的. (2)曲线上各点的切 线方向即为该点的场 强方向,同时也是正 电荷在该点的受力方 向,即正电荷在该点 产生加速度的方向
与电荷守恒定律并不矛盾.
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5
一、电荷基本性质的理解 【例 1】 绝缘细线上端固定,
图 1-1-3
下端悬挂一个轻质小球 a,a 的表面镀有铝膜;
在 a 的近旁有一绝缘金属球 b,开始时,a、b 都不
带电,如图 1-1-3 所示.现使 a、b 分别带正、
负电,则(
)
A.b 将吸引 a,吸引后不放开
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要点一 电场强度的理解 1.电场的最基本的性质是对放入其中的电荷 有力的作用,描述这一性质的物理量就是电场强 度.
2.电场强度是采用比值定义法定义的.即 E =Fq,q 为放入电场中某点的试探电荷的电荷量,F
为电场对试探电荷的静电力.用比值法定义物理量 是物理学中常用的方法,如速度、加速度、角速度、 功率等.
q1q 2 r2
,设想当
r→0
时,得出
F→∞的结论.从
数学角度这是必然的结论,但从物理的角
《库仑定律详解》人教版高二物理选修3-1PPT课件
第一部分(1):提出问题。中国学生应该怎样了解自然科学? 第二部分(2--12):分析问题。指出传统教育的弊病,论述“格物致知精神”在科学上的重要性。 第一层(2~5段):分析中国教育不重视格物致知的社会根源。举例王阳明的格物是格已,这 种观点不能适用于现在的世界。 第二层(6~10段):分析实验精神在科学上的重要性。 第三层(11~12段):分析在这种文化背景下中国学生的现状。 第三部分(13):解决问题。强调我们需要培养实验的精神的意义并对我们这一代提出希望
选文第4段列举明代大哲学家王阳明“格”院子里的竹子的反面例子,阐 述了儒家对实验的态度是把探察外界误认为探讨自己。
第5段继续分析该事例,用以论述中国传统教育埋没了“格物致知”的 真正意义。
第12段,作者通过列举自己在美国大学念物理时,因事先没有准备,做 研究时发现需要自己做主张、出主意而恐慌的亲身经历,阐述了以埋头 读书应付一切,对于实际的需要毫无帮助的道理。证明传统的中国教育 的目的是不正确。
知识点1:库仑定律
3.适用范围:
(1)真空中
(2)静止的
(3)点电荷
① 看成点电荷的条件:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大
小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看作带电的点,
叫做点电荷。 ②点电荷是一种理想化的物理模型。
【类比】点电荷类似于力学中的质点
知识点2:场强叠加
多个点电荷间的库仑力
q1 q3
q2
实验证明:两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以 上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。
高中物理选修3-1课件
Q不变
C
S
4 kd
E不变
十、带电粒子在电场中的运动 :
1、匀变速直线运动:
① 牛顿运动定律
Eq ma
mV
2 t
② 动能定理
1 2
1 2
mV
2 0
qU
2、辐射电场中的匀速圆周运动: k
Qq r
2
m
V r
2
3、匀强电场中的圆周运动(考虑重力)
◆例:单摆(带电小球与绝缘绳)
B
电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动 等效“重力”: G
y L
2
qU
0
1 2
mV
2 0
Y
U U0
tan
L 2d
U U0
4d
④ 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上
Y y L tan
第三四章
电流
一、
电流
I q t
1、电流的形成: 电荷的定向移动 2、电流(强度)定义:
3、电流(微观)决定式:
I n eS V 定
U R
R1 V
R2
R3
R1
R2
R3
V
A
R1
R2 V A
R3
R1 R2 A R3 R2 R3
R1
四、 电功与电功率
1、电功:W qU UIt Pt
◆单位:焦耳(J)、度→千瓦时(瓩时)(KWh)
1度=1000W· 3600S=3.6×106J
2、电功率: P
3、效率:
W t
UI
有用 总
并联电路总电阻小于任一支路电阻 ②、不论串并联,任一电阻变大(变小),总电阻一定变大(变小)
人教版高中物理选修3-1课件:1
点拨
一带正电的质点处于静止状态,则
Eq=mg,又极板始终与电池相连,则极板间
电压不变,由 E U ,d变大,E变小,又
C
S
d
4kd ,d变大,C变小,所以D选项正确。
教材习题答案
1.答:
电容器的相关计算
内容解析
一、电容器 二、电容 三、平行板电容器的电容 四、常见电容器
一、电容器
电容器是一种重要的电学元件,应用广泛。
在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝 缘物质——电介质(空气也是一种电介质),就构 成了一个最简单的电容器,叫做平行板电容器。
平行板电容器
这两个金属板叫做极板 中间的绝缘物质叫做电介质
2.(2000 全国)对于水平放置的电容器, 下列说法正确的是( )BC。D
A.将两板的间距增大,电容将增大
B.将两极板平行错开,使正对面积减小, 电容将减小
C.在下板的内表面放置一面积和极板相等、 厚度小于极板间距的陶瓷,电容将增大
D.在下板的内表面上放置一面积和极板 相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大
C.将两极板正对面积变为2S
D.两极板间充入电介质常数为2的电 介质
6.有两个平行板电容器,它们的电容之 比是3:2,带电量之比是3:1,如果有两个 电子分别从两个电容器的负极板到正极板, 则这两个电子的动能增量之比是多少?
解: C1:C2=3:2 Q1:Q2=3:1
C
Q U
, 则U
Q C
可以推出U1:U2=2:1
则a和b的比荷之比是:( D )。
A.1:2 B.1:8
新课标人教版高中物理选修3-1全套精品教案
高中物理选修3-1全册精品教案目录第一章静电场 ................................................................... - 2 -1.1电荷及其守恒定律........................................................ - 2 -1.2库仑定律................................................................ - 5 -1.3.1电场强度.............................................................. - 7 -1.3.2专题:静电平衡....................................................... - 12 -1.4电势能电势........................................................... - 15 -1.5电势差................................................................. - 17 -1.6电势差与电势强度的关系................................................. - 19 -1.7电容器与电容........................................................... - 21 -1.8带电粒子在电场中的运动................................................. - 23 - 第二章、恒定电流 .............................................................. - 26 -2.1、导体中的电场和电流(1课时).......................................... - 26 -2.2、电动势(1课时)...................................................... - 28 -2.3、欧姆定律(2课时).................................................... - 30 -2.4、串联电路和并联电路(2课时).......................................... - 32 -2.5、焦耳定律(1课时).................................................... - 34 - 第三章磁场 ................................................................... - 37 -3.1 磁现象和磁场(1课时)................................................ - 37 -3.2 、磁感应强度(1课时)................................................ - 39 -3.3 、几种常见的磁场(1.5课时)........................................... - 41 -3.4 、磁场对通电导线的作用力(1.5课时)................................... - 44 -3.5、磁场对运动电荷的作用(1课时)........................................ - 47 -3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动(2课时+1练习)............................................................. - 49 -第—章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标(—)知识与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.(二)过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全第一章 静电场第1课时 库仑定律、电场力的性质考点1.电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
例如:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引;电荷的基本性质:能吸引轻小物体1. 元电荷:电荷量c e 191060.1-⨯=的电荷,叫元电荷。
说明:任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2.使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种:①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。
3电荷守恒定律:电荷既不能被创造,又不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,电荷的总量保持不变。
考点2.库仑定律1. 内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
2. 公式:叫静电力常量)式中,/100.9(229221C m N k rQ Q kF ⋅⨯== 3. 适用条件:真空、点电荷。
4. 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
考点3.电场强度 1.电场⑴ 定义:存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
⑵ 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
⑶ 静电场:静止的电荷产生的电场 2.电场强度⑴ 定义:放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度。
⑵ 定义式:q FE =E 与F 、q 无关,只由电场本身决定。
⑶ 单位:N/C 或V/m 。
⑷ 电场强度的三种表达方式的比较(5)矢量性:规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向,或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
(6)叠加性:多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫做电场强度的矢量叠加,电场强度的叠加遵从平行四边形定则。
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最新人教版高中物理选修3-1复习资料全套带答案高中物理第一章静电场章末总结新人教版选修3-1第一部分题型探究静电力与平衡把质量m的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q的带正电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r时,绳与竖直方向成a角•试求:(1)A球受到的绳子拉力多大?(2)A球带电荷量是多少?【思路点拨】(1)对小球A受力分析,受重力、静电引力和绳子的拉力,根据三力平衡求出绳子拉力;(2)根据库仑定律求出小球A的带电量.解析:⑴带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力F'、重力mg以及绳子的拉力T的作用,其合力为零.因此mg-Tcos a =0, F' -Tsin a =0e nig ,得丁= ------ ,F = mg tan a.cos a(2)根据库仑定律F ‘ =k^r,2所以A球带电荷量为q";,:答案:(1) A球受到的绳子拉力F,=mgtan a/、 4皿i 卄冃口mgr2tan a(2) A球带电荷量是q= —小结:本题先根据平衡条件得到库仑力,再根据库仑定律求出B球的带电量.a针对性训练1.用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球,并悬挂于同一点.已知两小球质量均为m,当它们带上等量同种电荷时,两细线与竖直方向的夹角均为0,如图所示.若己知静电力常量为k,重力加速度为g.求:(1)小球所受拉力的大小;⑵小球所带的电荷量.解析:(1)对小球进行受力分析,如图所示.设绳子对小球的拉力为T,则"严(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F,贝!) F=mgtan 0 ,又因为:F=k —, r=2Lsin 0 r所以Q = 2Lsi 吧严卜答案:见解析粒子在电场屮的运动一带电的粒子射入一固定的点电荷Q 形成的电场中,沿图屮虚线由a 点运动到b 点,a 、b 两点到点A. 粒子一定带正电荷B. 电场力一定对粒子做负功C. 粒子在b 点的电势一定高于a 点的电势D. 粒子在b 点的加速度一定小于在a 点的加速度【思路点拨】由于粒子运动的轨迹是远离电荷Q 的,所以可以判断它们应该是带同种电荷;再由电场力的方向和粒子运动的方向的关系,可以判断做功的情况;根据电场线的疏密可以判断出场强的大小,进而可以判断出电场力和加速度的大小.解析:A. rh 粒子的运动的轨迹对以判断出粒子和点电荷Q 之间的作用力是互相排斥的,所以它们应该 是带同种电荷,但不一定就是带正电荷,所以A 错误.B. 由于粒子和点电荷Q 之间的作用力是互相排斥的,而粒子是向着电荷运动的,也就是库仑力的方 向和粒子运动的方向是相反的,由功的公式可以判断电场力一定对粒子做负功,所以B 正确.C. 由A 的分析可知,不能判断Q 带的电荷的性质,所以不能判断ab 点的电势的高低,所以C 错误.D. 由于r a >n,根据E=k2可以判断a 点的场强要比b 点小,所以粒子在b 点时受的电场力比较大, r加速度也就大,所以D 错误.答案:B小结:本题是対电场性质的考查,根据粒子的运动的轨迹判断出粒子和电荷Q 所带的电荷的性质,是 解决本题的关键,当然还要理解电场线与场强的关系.»针对性训练2. (多选)一带电粒子在正电荷形成的电场中,运动轨迹如图所示的abed 曲线,下列判断正确的是(BC)A. 粒子带负电B. 粒子通过a 点时的速度比通过b 点时大C. 粒子在a 点受到的电场力比b 点小则在这一过程中(若粒子只受电场力,D.粒子在a点时的电势能比b点大解析:A.轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向,知电场力背离正电荷方向,所以该粒子帯正电.故A 错误.B.从a到b,电场力做负功,根据动能定理,动能减小,a点动能大于b点动能,则a点速度大于b 点的速度.故B正确.C.b点的电场线比a点电场线密,所以b点的电场强度大于a点的电场强度,所以粒子在a点的电场力比b点小.故C正确.D.从a到b,电场力做负功,电势能增加.所以a点的电势能小于b点的电势能.故D错误.功能关系在电场中的运用如图所示,在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和a粒子(带电荷量是质子的2倍,质量是质子的4倍)分别从A点由静止释放到达B点时,它们速度大小之比为多少?解析:质子和a粒子都是正离子,从A点释放后将受电场力作用,加速运动到B点,设AB间的电势差为U,根据动能定理得:对质子:qnU=^mnVH①对a粒子:q a U=^maVa②答案:将质子和a粒子分別从A点由静止释放到达B点时,它们的速度大小Z比是£: 1.»针对性训练3.如图所示,一电子(质量为in,电量绝对值为e)处于电压为U的水平加速电场的左极板A内侧,在电场力作用下由静止开始运动,然后穿过极板B中间的小孔在距水平极板M、N等距处垂直进入板间的匀强偏转电场.若偏转电场的两极板间距为d,板长为1,求:(1)电子刚进入偏转电场时的速度vo;(2)要使电子能从平行极板M、N间飞出,两个极板间所能加的最大偏转电压•令 習 厂 M解析:(1)在加速电场屮,由动能左理有:eU=^mvo —0©(2)电子在偏转电场屮做类平抛运动,有: 平行极板方向:要飞出极板区:联解③④⑤式得:「即 U‘ .ax=-^-U. @答案:见解析创新探究有这样一种观点:有质量的物体都会在英周围空间产生引力场,而一个有质量的物体在英他有质量 的物体所产生的引力场中,都要受到该引力场的引力(即万有引力)作用,这种情况可以与电场类比,那么, 在地球产生的引力场中重力加速度,可以与电场中下列哪个物理量相类比()A. 电势B.电势能C.电场强度D.电场力解析:本题的情境比较新,引力场与电场是两个不同性质的场,但有可比性.引力场的特点是对处于 引力场的有质量的物体有力的作用即F=n )g, g 为重力加速度,这是引力场中力的性质.而电场的特点是 对处于电场的电荷有力的作用即F=Eq, E 为电场强度.两者都是从力的角度显示场的重要性质.答案:C第二部分典型错误释疑典型错误之一忽视对电性的讨论真空中两个静止点电荷相距10 cm,它们之间的相互作用力大小为9X1(E" N,当它们合在一起吋, 成为一个带电量为3X10—8 C 的点电荷,问:原來两个电荷的带电量各为多少?【错解】根据电荷守恒定律:qi + q 2=3X10-8 C=a©2 [ /\ —2 x 2根据库仑定律:q 】q2=〒F=—— X9X10-4 C 2=1X1O -15 C 2=bh以q2飞代入①式得:qf )+ b = 01 =Vot ③ leU'2 C ④垂直极板方向: 解①得:②解得 qi=-(a±-\/a 2 —4b ) =~(3X 10_s ±^/9X 10_1(,—4X 10_I :,)C.【分析纠错】学生的思维缺乏全面性,因两点电荷有对能同号,也有可能异号.题中仅给出相互作用 力的大小,两点电荷可能异号,按电荷异号计算.由 qi —Q2=3X 10 s C=a.q 】q2=l X 10-11 C 2 = b.得 qf —aqi — b=0,由此解得:q 】 = 5X10 8 Cq 2=-2X10-8 C.典型错误之二因错误理解直线运动的条件而出错如图所示,一粒子质量为m,带电量为+ q,以初速度v 与水平方向成45°角射向空间匀强电场区 域,粒子恰做直线运动.求这匀强电场最小场强的大小,并说明方向.【错解】因粒子恰做直线运动,所以电场力刚好等于mg ,即电场强度的最小值为:歸=才.【分析纠错】因粒子恰做直线运动,说明粒子所受的合外力与速度平行,但不一定做匀速直线运动, 还可能做匀减速运动.受力图如图所示,显然最小的电场强度应是:厂 mgs in 45°亠宀工士〒“宀,亠 Emin= ------------- = —,方I 口J 垂直于V 斜冋上方. q 2q典型错误之三因错误判断带电体的运动情况而出错质量为m 的物块,带正电Q,开始时让它静止在倾角u=60°的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置 放在水平方向、大小为的匀强电场,如图所示,斜面高为H,释放物体后,物块落地的速度大小 为()【错解】不少同学在做这道题时,一看到“固定光滑绝缘斜而”就想物体沿光滑斜而下滑不受摩擦力作 A.J72+&) gH C. 2V2gH41用,由动能定理得:mgH+QE#=$Tiv2,得v=p(2+羽)gH而错选A.【分析纠错】其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素,只要分析物体的受力就不难发现,物体根本不 会沿斜面下滑,而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动,弄清了这一点,就很容易求得本题 正确答案应是C.典型错误之四 因忽视偏转电场做功的变化而出错一个动能为Ek 的带电粒子,垂直于电场线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2应,如果 使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍,那么它飞出电容器吋的动能变为()A. 8EuB. 5EkC. 4.25EkD. 4Ek【错解】当初动能为Ek 时,未动能为2Ek ,所以电场力做功为W=E k ;当带电粒子的初速度变为原來 的两倍时,初动能为4比,电场力做功为W=Ek ;所以它飞出电容器时的动能变为5Ek,即B 选项正确.【分析纠错】因为偏转距离为丫=跻,所以带电粒子的初速度变为原来的两倍时,偏转距离变为》, 所以电场力做功只有W=0.25Ek,所以它飞出电容器时的动能变为4. 25E k ,即C 选项正确.高中物理第二章恒定电流章末总结新人教版选修3-1 原理测电阻率 描述小灯泡的伏安特性曲线 测电池的便用多用表第一部分题型探究将复杂的研究对象转换成简单的物体 模型解决实际问题在国庆日那天,群众游行队伍中的国徽彩车,是由一辆电动车装扮而成,该电动车充一次电可以走 100 km 左右.假设这辆电动彩车总质量为6. 75X 103 kg,当它匀速通过天安门前500 m 长的检阅区域时 用时250 s,驱动电机的输入电流I = 10 A,电压为300 V,电动彩车行驶时所受阻力为车重的0. 02倍.g 取10 m/s 2,不计摩擦,只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量,求:(1) 驱动电机的输入功率;(2) 电动彩车通过天安门前时的机械功率;龄规律 电路的连接开艾猜动变阻器恆定电流 导线I 控制件 111源 ① 电開定鏗② 部分电路欧姆定律③ 焦耳定律®闭合电路欧姆定禅 用电器 电浣表电压表多用表(3)驱动电机的内阻和机械效率. 【思路点拨】转换对象彩车一“非纯电阻电路”模型思路立现把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电路进行处理,抓住了问题的实质,忽略了次要因素,看似复杂的问题变得非常容易解析:(1)驱动电机的输入功率:P 入=UI = 300 VX10 A = 3 000 W.V(2)电动彩车通过天安门前的速度v =?=2 m/s,电动彩车行驶时所受阻力为Fr=0. 02mg=0. 02X6. 75X 103X 10 N=l. 35X10’ N;电动彩车匀速行驶吋F=Ff, 故电动彩车通过天安门前时的机械功率P 机=Fv = 2 700 W.(3)设驱动电机的内阻为R,由能量守恒定律得:1)入七=P机t +『Rt,解得驱动电机的内阻R=3 Q,驱动电机的机械效率H XI00%=90%.1入答案:(1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Q 90%小结:电动彩车是由电动机驱动的,其含电动机的电路是一非纯电阻电路模型,处理此类问题常用能量守恒定律列式求解.a针对性训练1.有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过测量钻孔中的电特性反映地下的有关情况.如图为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10 cm•设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率P =0.314 Q・m. 现在在钻孔的上表面和底部加上电压测得U =100 V, 1 = 100 mA,求该钻孔的深度.解析:设该钻孔内的盐水的电阻为R,由R=p得R jo男Q=io‘ Q・由电阻定律得:深度hRS 103X3. 14X0. I2=i =—= -----------------------P 0.314答案:100 m含电容电路的分析与计算方法(多选)如图所示,乩、R2、R3、出均为可变电阻,G、C2均为电容器,电源的电动势为E,内阻r^O. 若改变四个电阻中的一个阻值,贝9()m= 100 m.&所带的电量都增加 C2所带的电量都增加 C2所帯的电量都增加C2所带的电量都增加【思路点拨】由电路图可知,电阻R2、&、串联接入电路,电容器G 并联在电阻R2两端,电容器C2 与心、出的串联电路并联;根据电路电阻的变化,应用欧姆定律及串联电路特点判断电容器两端电压如何 变化,然后由Q=CU 判断出电容器所带电荷量如何变化.解析:Ri 上没有电流流过,R 】是等势体,故减小R 】,G 两端电压不变,C2两端电压不变,G 、C2所带的 电量都不变,选项A 错误;增大G 、C2两端电压都增大,G 、G 所带的电量都增加,选项B 正确;增大 心,G 两端电压减小,C2两端电压增大,G 所带的电量减小,C2所带的电量增加,选项C 错误;减小心,G 、 C2两端电压都增大,C 】、C2所带的电量都增加,选项D 正确.答案:BD小结:解决含电容器的直流电路问题的一般方法:(1) 通过初末两个稳定的状态來了解中间不稳定的变化过程.(2) 只有当电容器充、放电时,电容器支路中才会有电流,当电路稳定时,电容器对电路的作用是断 路.(3) 电路稳定时,与电容器串联的电阻为等势体,电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压.(4) 在计算电容器的帶电荷量变化吋,如果变化前后极板帯电的电性相同,那么通过所连导线的电荷 量等于始末状态电容器电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于 始末状态电容器电荷量之和.a 针对性训练2. (多选)如图所示电路中,4个电阻阻值均为R,电键S 闭合时,有质量为叭带电量为q 的小球静 止于水平放置的平行板电容器的正中间.现断开电键S,则下列说法正确的是(AC)A. 小球带负电B. 断开电键后电容器的帯电量增大C. 断开电键后带电小球向下运动0.断开电键后带电小球向上运动解析:带电量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正屮间,说明所受电场力向上,小球带负 电,选项A 正确;断开电键后电容器两端电压减小,电容器的带电量减小,带电小球所受电场力减小,带 电小球向下运动,选项C 正确、D 错误.A. 减小Ri, B. 增大R2, C. 增大 D. 减小Ri, G 、 C 】、 /?ft创新情景探究角速度计可测量航天器自转的角速度3,其结构如图所示.当系统绕OCT 转动时,元件A 在光滑 杆上发生滑动,并输出电压信号成为航天器的制导信号源.已知A 质量为m,弹簧的劲度系数为k,原长 为I 』,电源电动势为E,内阻不计.滑动变阻器总长为L,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器滑动头P 在中点,与固定接点Q 正对,当系统以角速度3转动时,求:(1) 弹簧形变量x 与3的关系式;(2) 电压表的示数U 与角速度(Q 的函数关系.【思路点拨】当系统在水平面内以角速度3转动时,由弹簧的弹力提供元件A 的向心力,根据牛顿 第二定律得到角速度3与弹簧仲长的长度x 的关系式.根据串联电路电压与电阻成正比,得到电压U 与x的关系式,再联立解得电压U 与角速度3的函数关系.解析:(1)根据牛顿第二定律,有:F r .=ma = mw 2R, 而 F n = kx = m 2 (Lo + x),2m 3 *L 0(k —mco 2) 答案:见解析.小结:本题是一道典型的理论联系实际的题目,也是一道力学、电学的综合题,关键是要弄懂滑动变 阻器上当滑动头P 滑动时的电阻关系.»针对性训练3. 如图所示,图甲是我市某中学在研究性学习活动中,吴丽同学自制的电子秤原理示意图.目的是 利用理想电压表的示数指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计•・滑 动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当托盘屮没有放物体时,滑动触头恰好指在变阻器R 的最上端,此吋 电压表示数为零.设变阻器总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为「限流电阻阻值为R 。
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-1[人教版]
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-1[人教版]第一章静电场全章概述本章主要研究静电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题。
场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。
正确理解场强和电势的物理意义,是掌握好本章知识的关键。
本章的其他内容,如导体在电场中的静电感应现象和静电平衡问题,实质上是电场中力的性质研究的继续;电势差、电场力的功、电势能的变化等是电场的能的性质讨论的延伸;带电粒子在电场中的运动问题则是电场中上述两性质的综合运用。
本章的内容是电学的基础知识,也是学习以后各章的准备知识。
新课标要求1.掌握库仑定律和电荷守恒定律。
2.了解电场、电场强度及电场线,能进行电场强度的计算,特别是在匀强电场中的计算。
3.掌握电场力做功与电势能的关系,理解电势,能画出等势面。
4.根据做功原理,能够计算两点间的电势差。
5.理解电势差与电场强度的关系,能进行简单计算。
6,了解电容器的构成及常用的电容器,掌握平行板电容器的性质。
7.掌握带电粒子在电场中的加速及偏转,并会对其进行计算。
新课程学习1.1 电荷及其守恒定律★新课标要求(一)知识与技能知道各种起电方法及实质,认识元电荷,掌握电荷守恒定律的内容。
(二)过程与方法结合具体事实理解概念及定律,化抽象为具体。
(三)情感、态度与价值观体会生活中的静电现象,提高抽象思维水平。
培养学生对实验的观察和分析的能力★教学重点掌握电荷的基本性质与电荷守恒定律。
★教学难点电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用。
★教学方法实验归纳法、讲授法★教学用具:静电感应演示器、玻璃棒、丝绸,多媒体辅助教学设备★教学过程(一)引入新课教师:初中学过自然界有几种电荷,它们间的相互作用如何?电荷的多少用什么表示?学生:自然界只存在两种电荷,同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。
教师:一般情况下物体不带电,不带电的物体内是否存在电荷?如何使物体带电?学生:不带电的物体内存在电荷,且存在等量正、负电荷,在物体内中和,对外不显电性。
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第一章静电场§电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度1、了解元电荷的含义,理解电荷守恒定律的不同表述。
2、掌握库仑定律,能够解决有关的问题。
3、理解电场强度及其矢量性,掌握电场强度的叠加,并进行有关的计算。
4、知道用电场线描述电场的方法。
理解引入电场线的意义。
【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷,正电荷和负电荷,同种电荷相互,异种电荷相互。
电荷的多少叫做,单位是库仑,符号是C。
所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍,电荷量e称为。
s响不大时,可以将带电体视为点电荷。
真正的点电荷是不存在的,这个特点类似于力学中质点的概念。
3、使物体带电有方法:摩擦起电、感应起电、接触起电,其实质都是电子的转移。
4、电荷既不能,也不能,只能从一个物体到另一个物体,或从物体的转移到,在转移的过程中,电荷的总量,这就是电荷守恒定律。
二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小,跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成,跟它们的距离r的成反比,作用力的方向沿着它们的。
公式F= 其中静电力常量k适用范围:真空中的。
(1)FE q=是电场强度的定义式,适用于 的静电场。
(2)2QE kr =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式,只适用于 在真空中形成的电场。
(3)UE d=是匀强电场中场强的计算式,只适用于 ,其中,d 必须是沿 的距离。
3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则,即按平行四边形定则进行运算。
四、电场线(1)电场线:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致,这样的曲线就叫做电场线。
电场线是人们为了描述 而人为地画出来的,电场中并非真正存在着这样一些曲线。
它可以形象直观地反映电场的 和 。
(2)电场线的性质:电场线起始于 (或无穷远处);终止于 (或无穷远处)。
其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。
疏密程度反映了电场的 ,电场线密集的地方场强 ;电场线稀疏的地方场强 。
在没有电荷的空间,电场线不能 ,两条电场线不能 。
(3)与电势的关系:在静电场中,电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。
顺着电场线的方向电势越来 ,但顺着电场线的方向场强 越来越小。
(4)电场线和电荷在电场中的运动轨迹是 的,它们只有在一定的条件下才能重合。
即:①电场线是 。
②电荷的初速度为零或不为零,但速度方向和电场线 。
③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。
只有同时满足这三个条件,轨迹才和电场线重合。
【典型例题】例1:如图1-1所示,有两个带电小球,电量分别为+Q 和+9Q ,在真空中相距。
如果引进第三个带电小球,正好使三个小球都处于平衡状态,第三个小球带的是哪种电荷应放在什么地方电量是Q 的几倍A CB (图1-1)(1)审题(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)(2)分析(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)(3)解题过程例2:(2004·广西模拟)如图1-2所示,初速度为υ的带电粒子,从A 点射入电场, 沿虚线运动到B 点,判断: (1)粒子带什么电(2)粒子加速度如何变化(3)画出A 、B 两点的加速度方向。
图1-2(1)审题(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)(2)分析(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)(3)解题过程例3:如图1-3所示,A 、B 两点放有电荷量+Q 和+2Q 的点电荷,A 、B 、C 、D 四点在同一直线上,且AC=CD=DB ,将一正电荷从C 点沿直线移到D 点,则( )A 、电场力一直做正功B 、电场力先做正功再做负功C 、电场力一直做负功图1-3D 、电场力先做负功再做正功(1)审题(写出或标明你认为的关键态及过程)(2)分析(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)(3)解题过程【针对训练】1、真空中有两个相同的金属小球A 和B ,相距为r ,带电量分别是q 和2q ,但带何种电荷未知,它们之间的相互作用力大小为F ,有一个跟A 、B 相同的不带电的金属球C ,当C 跟A 、B 依次各接触一次后移开,再将A 、B 间距离变为2r ,那么A 、B 间的作用力大小可能是( )A 、5F/64B 、5F/32C 、3F/64D 、3F/162、如图1-4所示,绝缘的细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜,在a 的近旁有一绝缘金属球b ,开始时,a 、b 都不带电,如图所示,现使b 带电则( )A 、a 、b 间不发生相互作用B 、b 将吸引a ,吸住后不放开C 、b 立即把a 排斥开D 、b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开3、有关电场强度的理解,下述正确的是( )A 、由FE q可知,电场强度E 跟放入的电荷q 所受的电场力成正比。
B 、当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C 、由E=Kq/r 2可知,在离点电荷很近,r 接近于零,电场强度达无穷大 D 、电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关。
4、一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q 的正电荷,另一电荷量为q的带正电的点电荷放在球心O 上,由于对称性,点电荷的受力为零,现在球壳上挖去半径为r 的小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为 (已知静电力常量为k ),方向【能力训练】1、如图1-5所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a 、b 两点,用Ea 、Eb 分别表示两处场强的大小,则( )A 、a 、b 两点的场强方向相同B 、因为电场线由a 指向b ,所以Ea >EbC 、因为电场线是直线,所以D 、因为不知道a 、b 附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea 、Eb 的大小关系。
2、在x 轴上有两个点电荷,一个带正电Q 1,另一个带负电-Q 2,且Q 1=2Q 2,用E 1和E 2分别表示两个点电荷所产生的场强大小,则在x 轴上( )A 、E 1=E 2之点只有一个,该处的合场强为零B 、E 1=E 2之点共有两处,一处合场强为零,另一处合场强为2E 2C 、E 1=E 2之点共有三处,其中两处合场强为零,另一处合场强为2E 2D 、E 1=E 2之点共有三处,其中一处合场强为零,另两处合场强为2E 2 3、如图1-6所示,用两根细绳把两个带同 种电荷的小球悬挂在一点,A 球质量大于 B 球的质量,A 球所带的电荷量大于B 球 所带的电荷量。
两球静止时,A 、B 两球处在同一水平面上,悬线与竖直线的偏角分别为α和β,则( ) A 、α>β B、α<β C、α=β D、无法确定4、如图1-7所示,直线A 、B 是一条电场线,在其上某点P 处由静止开始释放一负试探电荷时,它沿直线向B 处运动,对此现象,下列判断正确的是(不计电荷重力)A 、电荷一定向B 做匀加速运动 B 、电荷一定向B 做加速度越来越小的运动C 、电荷一定向B 做加速度越来越大的运动 图1-7D 、电荷向B 做加速运动,加速度的变化情况不5、如图所示,A 、B 为带电量分别是Q 和-Q 的两个等量异种点电荷,c 、d 为A 、 B 连线上的两个点,且Ac=Bd ,则c 、d 两点电场强度6、如图1-9所示,半径为r 的圆与坐标轴的交点分别为a 、b 、c 、d ,空间有与x 轴正方向相同的匀强电场,同时,在0点固定一个电荷量为+Q 的点电荷,如果把一个带电量为-q 的试探电荷放在c 点,则恰好处于平衡,那么该匀强电场的场强大小为 ,a 、d 两点的合场强大小分别为 、 。
7、(2004·广东)已经证实,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为23e ,下夸克带电为13e -,e 为电子所带电荷量的大小,如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离为L ,L=×10-15m 。
试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力( )8、两个质量都为m 的小球可视为质量,用长度都是L 的绝缘细线悬挂在同一点,使它们带上等量同种电荷,平衡时两悬线的夹角为2θ,求每个小球所带的电量。
9、一粒子质量为m ,带电量为+q ,以初速度V ,跟水平方向成45°角斜向上进入匀强电场区域,粒子恰沿直线运动,求这匀强电场场强的最小值,并说明其方向。
图1-810、用三根长均为L 的细丝线固定两个质量为m 、带电量分别为q 和-q 的小球,如图1-10所示,若加一个水平向左的匀强电场,使丝线都被拉紧且处于平衡状态,则所加电场E 的大小应满足什么条件§ 电场能的性质【学习目标】1、理解电场力做功特点,掌握电场力做功和电势能的变化的关系2、理解电势能、电势的概念及相互关系。
3、理解等势面的概念及等势面和电场线的关系。
4、理解电势差的定义及正负值的定义。
5、会用./AB A B AB U W qϕϕ=-=AB 及U 进行有关计算6、理解匀场电场中电势差跟电场强度的关系AB U Ed =7、会用AB U Ed =或/AB E U d =解决有关问题【自主学习】的参考点(标准点)的选取 。
(2)电势是相对量,它的大小和电势零点选取(3)在选取了参考点以后,在确定的电场中的确定点的电势是 ,和该点有无试探电荷无关。
(4)正电荷由静止开始仅在电场力作用下一定由 电势处向 电势处运动;负电荷由静止开始仅在电场力的作用下一定由向 运动。
二、电场力的功 1、特点电场力做功与路径 ,只与 有关。
2、计算方法(1)由公式W =q E ·s (s 为电荷初末位置在电场方向上的位移) (2)由公式AB AB W qU =(AB U 为电荷初末位置间电势差的大小)(3)由电场力做功和电势能的变化的关系:(.AB PA PB PA PB W E E E E =-分别是电荷电场中A 、B 两点的电势能) (4)由动能定理K W W E +=V 电场力其他力三、等势面1、定义:电场中 构成的面叫等势面。
2、等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直,且从 等势面指向 等势面。
(2)电场线越密的地方,等势面也 。
(3)沿等势面移动电荷,电场力 做功,沿电场线移动电荷,电场力 做功。
(4)电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具(5)实际中测量等电势点较容易,所以往往通过描绘等势线来确定电场线。
四、电势差与电场强度的关系1、匀强电场中电势差U 和电场强度E 的关系式为U =2、说明(1)U =E d 只适用匀强电场的计算,对非匀强场可以用来定性分析,如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时,E 越大处,d ,即等势而越 (2)式中d 的含义是某两点 距离或两点所在等势面间的距离。