《优化课堂》课件：物理粤教版选修3-1 第一章 章末整合

A．点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r 为半径的球 面上，各点的场强都相同 B．正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大 C．取走电场中某点的试探电荷后，该点的场强为零 D．电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强的方 向不一定相同
解析：由点电荷的电场线的特点可知这些点场强大小相等、 Q 方向不同，A错误．由E＝k 2 知E与场源电荷的正负无带电小球，小球质量为
1.0×10－2 kg，所带电荷量为＋2.0×10－8C．现加一水平方向的
匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成 30°角，如图 1－1 所示． 求这个匀强电场的电场强度．(取 g＝10 m/s2)
图 1－1
解：小球在三个共点力的作用下处于平衡状态，受力分析如图 1－2 所示．小球在重力 mg.电场力 F 及绳的拉力 T 作用下处于 平衡状态，则有 F＝mgtan 30° 而 F＝qE，所以电场强度 3 －2 1.0 × 10 × 10 × mgtan 30° 3 N/C E＝ ＝ q 2×10－8 ＝2.89×106 N/C.
图 1－2
【针对训练】 1．如图 1－3 所示，悬挂在 O 点的一根不可伸长的绝缘细 线下端有一个带电荷量不变的小球 A.在两次实验中，均缓慢移 动另一带同种电荷的小球 B，当 B 到达悬点 O 的 正下方并与 A 在同一水平线上时，A 处于受力平 衡，悬线偏离竖直方向的角度为 θ.若两次实验中 B 的电荷量分别为 q1 和 q2，θ 分别为 30° 和 45° ， q2 则q 为( 1 ) 3 D．3 3 图 1－3
负电荷 创造 消灭 总量不变
正电荷
正比
反比 真空中的静止的点电荷
电场力
电荷量
正电荷
密 疏 小
大
电荷始末位置
WAB UAB＝ q
比值
电势 垂直
最快
绝缘 10
6
εS 4πkd
10 0
12
匀速直线运动
初速度为零的匀加速运动
专题一 静电力作用下物体的平衡问题 1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．库仑力与重力、 弹力一样，它也是一种基本力，因此一般的力学规律对它也适 用，在对物体进行受力分析时应一起分析在内． 2．明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平 衡问题，其中仅多了一个静电力而已． 3．求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的 受力分析基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平 面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件去解决．
图 1－4 A．不变 B．减少 C．增加 D．无法判断 解析：由等量异种点电荷的等势面分布特点可知，a 点的 电势低于 b 点电势，将正电荷从 a 点移动到 b 点的过程中电场 力做负功，电势能增加，故 C 正确． 答案：C
【例 3】(2012 年惠州实验中学期中)下列关于电场的叙述 中正确的是( )
试探电荷无关，B、C 错误．负电荷在电场中的受力方向与该点
场强方向相反，故 D 正确． 答案：D
【针对训练】 2．如图 1－5 所示，在点电荷－Q 的电场中， M、N 是两 个等势面．现将一点电荷＋q，从 a 点分别经路径①和路径②(经 过 c 点)移到 b 点，在这两个过程中( )
图 1－5
A．都是电场力做功，沿路径①做的功比沿路径②做的功少
势的差，ΔU＝φA－φB 单位：V
电势能 Ep 电荷在电场中具有的势能 间的电势能的差，ΔE＝EpA－EpB 单位：J
电势差是指电场中两点的电 电势能差是指电荷在电场中两点
3.电场强度与电势差 电场强度 E 反映电场力的性质的物理量 矢量：规定其方向同正电荷受 力的方向一致 本身，与试探电荷 q 无关 单位：N/C 或 V/m 电势差 反映电场能的性质的物理量 标量：仅有大小，没有方向
B．都是电场力做功，沿路径①做的功等于沿路径②所做的功 C．都是克服电场力做功，沿路径①做的功小于沿路径②做的功 D．都是克服电场力做功，沿路径①做的功等于沿路径②做的功
答案：B
专题三 用能量观点处理带电体在电场中的运动 1．只要外力做功不为零，物体的动能就要改变，合外力做 正功，动能增加；合外力做负功，动能减少．此类问题可以使 用动能定理求解． 2．静电力做正功，物体的电势能就要改变，且静电力做的 功等于电势能的减少量，W 电＝Ep1－Ep2.静电力做正功，电势能 减少；静电力做负功，电势能增加．如果只有静电力做功，物 体的动能和电势能之间相互转化，总量保持不变．
E 的大小和方向仅决定于电场 电势差的大小由电场决定，与 放入的电荷无关 单位：V U 联系：①在匀强电场中，U＝Ed 或 E＝ d ②沿电场强度的方向电势降低
4.重力势能与电势能
重力势能
有关的能量 重力势能差是指质点在重力场 中两点间的重力势能的差，数 值上等于质点在这两点间移动 时重力做的功，ΔE＝EpA－EpB ＝W 重 关的能量
A．2 B．3 C．2
kQq 1 kQ q kQ q 解析：tan θ＝ 2 · ＝ · 2＝ 2· 2 ， r mg mg OA·sin θ mg·OA sin θ q2 sin2θ2tan θ2 则 ＝ 2 ＝2 q1 sin θ1tan θ1
答案：C
3.
专题二
电场强度、电场力、电势差、电势能、重力势能之间
电势能
质点在重力场中具有的跟位置 电荷在电场中具有的跟位置有 标量：仅有大小，没有方向，其正负表示其大小 电势能差是指电荷在电场中两 点间的电势能的差，数值上等 于电荷在这两点间移动时电场 力做的功，ΔE＝EpA－EpB＝W 电
【例 2】(2011 年广东六校联考)如图 1－4 所示，O 点为等 量异种点电荷连线的中点，a、b 两点的连线与两电荷连线垂直． 今在外力作用下将带电荷量为＋q 的点电荷从 a 点移动到 b 点． 关于点电荷的电势能，下列说法中正确的是( )
的区别与联系
1.电场强度与电场力
电场强度 E 反映电场力的性质的物理量， F E＝ q
电场力 F
电荷在电场中受的作用力，
F＝qE
F 的大小和方向由电场和放入 E 的大小和方向仅决定于电场 的电荷(电荷量及电性)共同决 本身，与试探电荷 q 无关 定
单位：N/C
单位：N
2.电势差与电势能 电势差
反映电场能的性质的物理量