物理―选修3-1―复习―广东版―张慧莹
2020-2021学年粤教版高中物理选修3-1：第一章章末复习课
【最新】粤教版高中物理选修3-1：第一章章末复习课学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A处的电场强度大小为E，方向与BC边平行沿B指向C。
如图所示，拿走C处的电荷后，A 处电场强度的情况将是（）A．大小仍为E，方向由A指向B B．大小变为0.5E，方向不变C．大小仍为E，方向沿BA方向D．无法确定2．如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为、4V、－，则下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强E＝V/mB．该匀强电场的场强E＝80 V/mC．d点的电势为－4VD．d点的电势为－V3．如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔(位于P板的中点)射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该()A．使U2加倍B．使U2变为原来的4倍C．使U2变为原来的√2倍D．使U2变为原来的124．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为＋Q的小球P.带电荷量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上．P与M相距L，P、M和N视为点电荷，下列说法正确的是()A．M与N的距离大于LB．P、M和N在同一直线上C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同D．M、N及细杆组成的系统所受合外力为零5．关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功6．如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则（）A．a a＞a b＞a c，v a＞v c＞v b B．a a＞a b＞a c，v b＞v c＞v aC．a b＞a c＞a a，v b＞v c＞v a D．a b＞a c＞a a，v a＞v c＞v b7．如图的直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（）A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功8．如图，两平行的带电金属板水平放置。
高二物理选修3-1静电场复习资料.doc
高二物理选修3-1静电场复习资料高二物理静电场复习资料(一)1、电容器、电容(1)电容器：两个彼此又互相的导体都可构成电容器。
(2)电容：①物理意义：表示电容器电荷本领的物理量。
②定义：电容器所带(一个极板所带电荷量的绝对值)与两极板间的比值叫电容器的电容。
2、电容器的充放电过程(1)充电过程特点(如图1.3 1)①充电电流：电流方向为方向，电流由大到小;②电容器所带电荷量;③电容器两板间电压;④电容中电场强度;当电容器充电结束后，电容器所在电路中电流，电容器两极板间电压与充电电压;⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为(2)放电过程特点(如图1.3 2)：①放电电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小;开始时电流最大②电容器电荷量;③电容器两极板间电压;④电容器中电场强度;⑤电容器的转化成其他形式的能注意：放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。
高二物理静电场复习资料(二)1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动量定理、动能定理、功能原理等力学规律.研究时，主要可以按以下两条线索展开.(1)力和运动的关系牛顿第二定律根据带电粒粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况.(2)功和能的关系动能定理根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等.这条线索同样也适用于不均匀的电场. 要注意分清微观粒子和普通带电微粒：研究微观粒子(如电子、质子、粒子等)在电场中的运动，通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化;研究普通的带电微粒(如油滴、尘埃等)在电场中的运动，必须考虑其重力及运动中重力势能的变化.2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧(1)类比与等效电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比.例如，垂直射入平行板电场中的带电粒子的运动可类比于平抛，带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等.(2)整体法(全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用.电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关.它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运功的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题入口或简化计算.3、处理带电粒子在电场中运动的一般步骤带电粒子在匀强电场中加速和偏转，带电粒子的加速是一种匀变速直线运动，带电粒子的偏转是一种匀变速曲线运动，类似于平抛运动。
2018-2019版物理选修3-1粤教版全程导学笔记课件：第一章 电场 第七节~第八节 精品
二、决定电容的因素
[导学探究] 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电
容器进行如下实验：
(1)如图1所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S，观察电势差
1.电容由电容器本身的构造决定，与 Q、U 无关.由公式 C＝4επrSkd知，影响电容器电 容大小的因素是电介质的相对介电常数 εr、电容器两极板的正对面积 S 和两极板间 的距离 d. 2.C＝QU与 C＝4επrkSd的比较 C＝UQ是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但 C＝QU不变，反映电容器容纳 电荷本领的大小； C＝4επrkSd是电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝1d，反映了影响电容大小的因素.
答案
规律总结
静电计的使用 静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组 成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器上的电势差就 等于静电计上所指示的电势差U，U的大小就从静电计的刻度读出，可 见，静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化.
针对训练 如图5所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组 成的串联电路，开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说 法正确的是 A.带电液滴可能带正电 B.增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从a到b的
答案
2.某平行板电容器充电后所带电荷量为Q＝2×10－6 C，两板间的电压U＝4 V， 则该电容器的电容为__5_×__1_0_－_7_ F，若只将该电容器的板间距离增大，电容 器的电容将_减__小__，若只将两极板错开，使极板正对面积减小，电容器的电 容将_减__小__.
高二物理选修3-1复习提纲归纳与总结.doc
高二物理选修3-1复习提纲归纳与总结高二物理选修3-1复习提纲归纳与总结高二物理选修3-1复习提纲归纳与总结一、知识要点1.电荷电荷守恒2.元电荷：e=。
3.库仑定律：F=。
4.电场及电场强度定义式：E＝，其单位是。
5.点电荷的场强：E＝。
6.电场线的特点：7．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的_____有关8．电场力做功与电势能变化的关系：电荷从电场中的A点移到B点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。
9．电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。
通常把_________的电势能规定为零。
10．电势：14．电势差U：公式：UAB=。
电势差有正负：UAB=-UBA。
11．电势与电势差的比较：UABAB,UBABA12．等势面：电场中的各点构成的面叫等势面。
17．等势面的特点：13．匀强电场中电势差与电场强度的关系：E＝。
14．电容：定义公式C15．带电粒子的加速（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直在线，做运动。
（答案：匀加（减）速直线）（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是______电场或_______电场）。
若粒子的初速度为零，则：_________，v=__________；若粒子的初速度不为零，则：____________，v=______________。
16．带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。
（垂直，匀变速曲线）（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理，沿初速度方向为______________运动，运动时间t=______________.SQ。
粤教版高中物理选修3-1_第一章章末复习课 含答案
【知识体系】①1.60×10－19_C ②F＝k ③E＝④k⑤⑥qU＝mv2 ⑦y＝)⑧tan_θ＝) ⑨C＝⑩C＝εrS4πkd主题1 对电场性质的描述——“力”的描述公式物理意义引入过程适用范围E＝Fq是电场强度大小的定义式F与q成正比，E与F、q无关，反映某点电场力的性质适用于一切电场，q为试探电荷的电荷量，E与F、q无关E＝kQr2是真空中点电荷电场强度的决定式由E＝Fq和库仑定律导出真空中Q为场源电荷的电荷量．由Q和r共同决定E＝Ud是匀强电场中电场强度的决定式由F＝Eq和W＝qU导出匀强电场，d是沿电场线方向的距离【典例1】在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷时，测得A处的电场强度大小为E ，方向与BC边平行沿B指向C如图所示，拿走C处的电荷后，A处电场强度的情况是( )A．大小仍为E，方向由A指向BB．大小仍为E，方向由B指向AC．大小变为，方向未变D．无法确定解析：由点电荷电场强度的性质可知，B、C处点电荷在A点电场强度方向分别沿BA、AC连线方向，又根据矢量的分解与合成知道，B、C处点电荷在A点产生的电场强度的大小均为E，方向分别为B指向A，由A指向C，拿走C处电荷后，只剩下B处点电荷的电场，故选项B正确．答案：B针对训练1.如图所示，以 O 点为圆心，以 R＝0.20 m 为半径的圆与坐标轴交点分别为 a、 b、 c、 d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与 x 轴正方向成θ＝60°角，已知 a、 b、 c 三点的电势分别为 4 V 、4 V、－4 V，则下列说法正确的是( )A．该匀强电场的场强E＝40 V/mB．该匀强电场的场强 E＝80 V/mC．d点的电势为－4 VD．d点的电势为－2 V解析：由题意得，a、c间的电势差为 Uac＝φa－φc＝4－(－4)＝8 V，a、c两点沿电场强度方向的距离为d＝2Rsin θ＝2×0.2×＝m，故该匀强电场的场强E＝＝＝40 V/m.故AB错误．根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U＝Ed，相等距离，电势差相等，因为φa ＝4 V，φc＝－4 V，可知，O点电势为0，而dO＝Oa，则a、O间的①WAB＝qUAB(普遍适用)．②W＝qElcos θ(适用于匀强电场)．③WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解)．④W电＋W非电＝ΔEk(由动能定理求解)．3．电场的形象描述——电场线．(1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在．(2)切线方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向．(3)疏密程度：电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)．(4)起点和终点：电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，即电场线不是闭合的曲线．(5)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不能中断，两条电场线也不能相交．【典例2】如图所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E＝1.2×102 V/m，极板间距离d＝5 cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5 cm，B板接地．求：(1)C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？(2)将点电荷q＝2×10－2 C从C匀速移到D时外力做多少功？解析：由于B板接地，则B板电势φ＝0.又因A、B板间的电场为匀强电场，根据公式U＝Ed可计算出C、D两点与B板的电势差．从而可计算出C、D两点的电势．再根据WCD＝qUCD易计算出将q从C匀速移至D时电场力所做的功等于外力做功的多少．(1)因正极板接地，板间各点电势均小于零，则UBD、UCD均大于零，由U＝Ed得：UBD＝EdBD＝1.2×102×0.5×10－2 V＝0.6 V.又UBD＝φB－φD，且φB＝0，所以φD＝－0.6 V，由于dCB＝5 cm－0.5 cm＝4.5 cm＝4.5×10－2 m，所以UCB＝－EdCB＝－1.2×102×4.5×10－2 V＝－5.4 V.又UCB＝φC－φB，φB＝0，得φC＝－5.4 V.所以UCD＝φC－φD＝－5.4 V－(－0.6 V)＝－4.8 V.(2)将点电荷从C匀速移到D时，外力对电荷做了正功，其值和电场力做功相等．W外＝|qUCD|＝|2×10－2×(－4.8)| J＝9.6×10－2 J.答案：(1)φC＝－5.4 V φD＝－0.6 V UCD＝－4.8 V(2)W外＝9.6×10－2 J针对训练2．将电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功3×10－5 J，再将该电荷从B移动到C点，电场力做了1.2×10－5 J的功，则该电荷从A移到B，再从B移到C的过程中，电势能改变了多少？解析：解法一A、C两点的电势差．UAC＝＝ V＝3 V.所以电势能的变化量：ΔEp＝－WAC＝－qUAC＝6×10－6×3 J＝1.8×10－5 J.即电荷的电势能增加．解法二ΔEp＝－WAC＝－qUAC＝－(WAB＋WBC)＝间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该( )A．使U2加倍B．使U2变为原来的4倍C．使U2变为原来的倍D．使U2变为原来的1 2解析：电子先经过加速电场加速，后经偏转电场偏转，根据y＝结论，分析要使U1加倍，想使电子的运动轨迹不发生变化时，两种电压如何变化．设偏转电极的长度为L，板间距离为d，则根据推论可知，偏转距离y＝，要使U1加倍，想使电子的运动轨迹不发生变化时，y不变，则必须使U2加倍，故选项A正确．本题考查了带电粒子在电场中的运动，可以根据动能定理和牛顿第二定律、运动学公式结合推导出y＝.答案：A针对训练3．(多选)如图，静电植绒时，真空中带负电的绒毛一旦与布匹上的黏合剂接触就粘贴在布匹上，则带负电绒毛落向布匹的过程中( )A．做匀速运动B．做加速运动C．电势能逐渐增大D．电势能逐渐减小解析：由题知，绒毛带负电，金属网间的电场强度方向向上，所以绒毛所受的电场力向下，做加速运动，故A错误，B正确；电场力对绒毛做正功，其电势能逐渐减小，故C错误，D正确．答案：BD主题4 平行板电容器1．运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路．(1)确定不变量，分析是电压U不变还是所带电荷量Q不变．(2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化．(3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．(4)用E＝分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化．2．电容器两类动态变化的分析比较．(1)充电后与电源连接，电容器两极板间的电压不变．(2)充电后与电源断开，电容器两极板间的电量不变．【典例4】(多选)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容C的因素，设两极板正对面积S，极板间的距离为d，极板所带电荷量为Q，静电计指针偏角为θ，实验中( )A．保持Q、S不变，增大d，则θ变大，C变小B．保持d、S不变，增大Q，则θ变大，C变大C．保持Q、d不变，减小S，则θ变大，C变小D．保持Q、S、d不变，在两极板间插入电介质，则θ变小，C变小解析：由C＝可知，电容与极板间距离成反比，当保持Q、S不变，增大d时，电容C减小，因电容器的电量Q不变，由电容的定义式C＝分析可知，板间电势差增大，则静电计指针的偏角θ变大，故A正确；当保持d、S不变，增大Q时，由C＝可知，电容C不变，由电容的定义式C＝分析可知，板间电势差增大，则θ变大，B错误；由C＝可知，电容与极板的正对面积成正比，当保持d不变，减小S 时，电容C减小，电容器极板所带的电荷量Q不变，则由C＝分析可知，板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大，故C正确；当保持Q、S、d不变，在两极板间插入电介质，由C＝可知，电容C变大，而由电容的定义式C＝分析可知，板间电势差减小，则θ变小，故D错误．答案：AC针对训练4．(多选)如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连．闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上．下列说法中正确的是( )A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越短D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长解析：电容器充满电荷后，极板间的电压等于电源的电动势．极板间形成了电场，液滴受水平方向的电场力和竖直方向的重力作用，合力为恒力，而初速度为零，则液滴做初速度为零的匀加速直线运动，A项错；电源电动势越大，则液滴受到的电场力也越大，合力越大，加速度也越大，B项对；电源电动势越大，加速度越大，同时位移越小，则运动的时间越短，C对；定值电阻不会影响两极板上电压的大小，则对液滴的运动没有影响，D项错．答案：BC统揽考情本章的考点主要电场的性质和特点、电容问题和带电粒子在电场中的运动三个方面，是历年高考的热点．高考命题角度如下：(1)以选择题的形式考查等量异种电荷或不等量电荷的电场分布于电场强度、电势、电势能的大小比较问题；(2)以选择题的形式考查与电路知识相结合的平板电容器的两类动态分析或带电粒子平衡问题；(3)以计算题的形式考查带电粒子在匀强电场或交变电场中的运动问题．真题例析(20xx·广东卷)(多选)如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为＋Q的小球P.带电量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上．P与M相距L，P、M和N视为点电荷．下列说法正确的是( )A．M与N的距离大于LB．P、M和N在同一直线上C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同D．M、N及细杆组成的系统所受合外力为零解析：由于MN间的库仑力和细杆对小球的作用力沿杆方向，因此当M、N静止时三个电荷一定在同一条直线上，选项B正确；将M、N 及细杆看作一个系统，则＋Q对系统的作用力的合力为零，则有k＝k，解得rMN＝(－1)L，选项A错误，选项D正确；在P点的点电荷产生电场，因电荷是正电荷，沿电场线方向电势逐渐降低，所以M点的电势大于N点的电势，选项C错误．答案：BD针对训练(20xx·广东卷)(多选)如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则( )A．M的带电量比N的大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N的大D．移动过程中匀强电场对M做负功解析：不考虑重力，取整体为研究对象，外力只有匀强电场的电场力，由平衡条件可知M、N所受电场力必等大反向，故M、N必带有等量异种电荷，A错误；隔离出M，因N对其静电引力向右，则电场E 对其电场力必向左，即与场强方向反向，故M带负电，则N带正电，B 正确；静止时，M、N所受合力都为0，C错误；因匀强电场对M的电场力方向与M移动方向成钝角，故D正确．答案：BD1．(20xx·全国Ⅰ卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器( ) A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变解析：电容器电容C＝，云母介质移出，εr减小，C减小；又C ＝，电源恒压，U一定，C减小，故Q减小；电场强度E＝，U不变，故E不变，选项D正确．答案：D2．(20xx·全国Ⅲ卷)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：假设两个电势不同的等势面相交，则交点处的电势就是两个不同的值，这是不可能的，A错误；同一等势面上各点电势相等，而场强不一定相等，C错误；负电荷从高电势处移到低电势处，电势能增加，电场力做负功，D错误．答案：B3．(20xx·全国Ⅰ卷)(多选)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知( )A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小答案：AB4．(20xx·全国Ⅱ卷)如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc.则( )A．aa＞ab＞ac，va＞vc＞vbB．aa＞ab＞ac，vb＞vc＞vaC．ab＞ac＞aa，vb＞vc＞vaD．ab＞ac＞aa，va＞vc＞vb答案：D5.(20xx·全国Ⅰ卷)如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等．则( )A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQB．直线c位于某一等势面内，φM＞φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功解析：由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等可知，φM＞φN＝φP，故过N、P点的直线d位于某一等势面内，则与直线d平行的直线c也位于某一等势面内，选项A错误，B正确；φM＝φQ，则电子由M点运动到Q点，电场力不做功，选项C错误；由于φP＜φM＝φQ，电子由P点运动到Q点，电势能减小，电场力做正功，选项D错误．答案：B6.(20xx·全国Ⅱ卷)如图，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )A．保持静止状态B．向左上方做匀加速运动C．向正下方做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动答案：D。
(粤教版)选修3-1物理：第3章《磁场》章末复习ppt课件
第三章 磁 场
学案7 章末总结
学案7
章末总结
运动
网络构建
专题整合
自我检测
学案7
章末总结
B BS
B
L N
右
网络构建
专题整合
自我检测
学案7
章末总结
B 左
f
I v
B
网络构建
专题整合
自我检测
学案7
章末总结
一、通电导体在安培力作用下运动的判断四法 安培力作用下导体在磁场中运动问题的分析方法 (1)电流元法：把整段通电导体等效为许多小段的直线电流元，用 左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段 通电导体所受合力方向，最后确定其运动方向 . (2)特殊位置法：把通电导体或磁铁转到一个便于分析的特殊位置 后再判断安培力的方向，从而确定其运动方向 . (3)等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形 磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等 效成很多匝的环形电流来分析 . (4)利用结论法：①两通电导线相互平行时无转动趋势，同向电流 相互吸引，反向电流相互排斥；②两者不平行时，有转动到相互 平行且电流方向相同的趋势 .
章末总结
v′
匀速圆 周运动
类平抛
θ θ
C
(2)设粒子在 M 点的速度 v′与 y 轴正方向 的夹角为 θ，如图所示，则： vx tan θ＝ ⑤ v 粒子在 x≥0 的区域内受洛伦兹力作用做 匀速圆周运动，运动轨迹如图所示. ⑥ 设轨迹半径为 R，由几何关系有： 2 3 OM ＝2Rsin θ＝ L ⑦ 3 x＝2Rcos θ ⑧ 2 联解⑤⑥⑦⑧得：x＝ L ⑨ 3
I
D．从上往下看逆时针转动 网络构建
粤教版高中物理选修3-1：第一章 电场 复习课件
谢谢
A．B点的电势为0
B．电场线方向从左向右
C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1
D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2 图1－3
【解析】若运动轨迹为1，则微粒所受的电场力 方向向左。在微粒由A运动到B的过程中，电场 力对微粒做负功，从而导致其动能减小，电势能 增加。若运动轨迹为2，则微粒所受的电场力方 向向右，在微粒由A运动到B的过程中，电场力 对微粒做正功，其动能应增大。综上可知，可能 的轨迹应为曲线1。
A．在电场中顺着电场线移动负电荷，电场力 做正功，电荷电势能减少
B．在电场中逆着电场线移动正电荷，电场力 做正功，电荷电势能减少
C．在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力 做正功，电荷电势能减少
D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力 做负功，电荷电势能增加
【解析】顺着电场线移动正电荷，电场力做 正功，电荷电势能减少；移动负电荷，电场 力做负功，电荷电势能增加，A错，C对。逆 着电场线移动正电荷，电场力做负功，电荷 电势能增加；移动负电荷，电场力做正功， 电荷电势能减小，B、D错。
A点时速度最大
C．小球经过环的最低点时对轨道压力 为3（mg ＋qE）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力 为3（mg －qE）
【解析】 小球由释放运动到轨道最低点的过程中，重 力和电场力对球做正功，机械能增加，A 错；由动能定理(mg ＋qE)R＝12mv2 可知，小球过最低点时速度最大，B 正确；球 在最低点由牛顿第二定律 FN－(qE＋mg)＝mvR2得 FN＝3(mg ＋qE)。故球在最低点对轨道压力为 3(mg＋qE)，C 正确，D 错误。
第一章 电场 复习课件
电势的高低及电势能大小的判断
1.电势高低的判断方法。 （1）沿电场线方向，电势越来越低，电场线由 电势高的等势面指向电势低的等势面。
物理选修3-1全书专题复习精品版
目录第一讲：电场的力的性质---------------------------------------2 第二讲：电荷平衡的基本模型-----------------------------------9 第三讲：电场的能的性质---------------------------------------17 第四讲：带电粒子在电场中的运动-------------------------------29 第五讲：电容器和电容、静电问题------------------------------34 第六讲：电路的基本概念和规律----------------------------------41 第七讲：电学实验一：描绘小灯泡的伏安特性曲线.---------------56二：测金属丝的电阻率--------------------------61 第八讲：闭合电路欧姆定律---------------------------------------70 第九讲：电学实验三：测量电源的电动势和内阻------------------------77 四：练习使用多用电表----------------------------82第十讲：电路中的功率及能量转化问题--------------------------------90 第十一讲：磁场及其对电流的作用--------------------------------------99 第十二讲：磁感应强度和磁通量问题-----------------------------------109 第十三讲：磁场对运动电荷的作用-------------------------------------114 第十四讲：带电粒子在复合场中的运动---------------------------------127 第十五讲：电磁感应-------------------------------------------------136 第十六讲：法拉第电磁感应定律、楞次定律-----------------------------144 第十七讲：电磁感应中的能量转化问题--------------------------------155 第十八讲：自感-----------------------------------------------------161第一讲：电场的力的性质一、两种电荷摩擦起电及解释1．自然界只存在种电荷，和．丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做电荷，毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫做电荷．同种电荷相互，异种电荷相互．2．电荷量：的多少．在国际单位制中，电荷量的单位是，用字母表示，1 μC＝C，1 nC＝ C.3．元电荷：一个电子所带电荷量的绝对值为 C，它是电荷的最小单位．记作e＝ C.(1)任何带电体所带电荷量都是元电荷的倍．(2)质子和电子所带电荷量与元电荷，但不能说电子和质子是元电荷．4．摩擦起电及解释(1)摩擦起电：通过使物体带电的方法．(2)电中性：原子核是由带正电的和不带电的组成；核外有带负电的，正常状态下，原子内的总数等于原子核内的总数，因而通常物体或者物体的任何一部分都不显电性，称之为电中性．(3)摩擦起电的解释当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是得到电子的物体带电，失去电子的物体则带电．深度思考有人说：一个带电体所带的电荷量为4×10－19 C，你认为他这种说法正确吗？为什么？例1关于摩擦起电现象，下列说法正确的是( )A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B．两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电二、电荷守恒定律内容：电荷既不能，也不能，它们只能从一个物体转移到物体，或者从物体的一部分转移到部分，也就是说，在任何自然过程中，电荷的是守恒的．深度思考带等量异种电荷的两小球接触后都不带电了，是电荷消失了吗？此过程中电荷还守恒吗？例2完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开．(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？(1)接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带上与带电体相同性质的电荷．(2)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当两个完全相同的导体接触后，电荷将平均分配，即最后两个导体一定带等量的同种电荷．(3)若两个相同的金属球带同种电荷，接触后电荷量先相加后均分；若带异种电荷，接触后电荷先中和再均分．三、静电感应、感应起电和验电器(或静电计)1．静电感应：当一个带电体靠近不带电的导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或带电体，使导体靠近带电体的一端带电荷，远离带电体的一端带电荷，这种现象叫做感应．2．感应起电：利用静电感应使导体带电的方法．3．验电器(或静电计)(1)验电器(或静电计)(如图1)的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片连成同一导体．图1(2)当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越，张开的角度也越(3)当带电体靠近验电器的金属球时，金属箔片也会张开．因为带电体会使验电器的上端感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开．深度思考(1)带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？(2)如图2所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，由于电荷间的吸引，枕形金属导体中的自由电子向A端移动，而正电荷不移动，所以A端(近端)带______电，B端带______电．(填“正”或“负”)图2例3如图3所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是( )图3A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合(1)静电感应中，电中性导体在两侧同时感应等量异种电荷，感应的过程，就是导体内电荷重新分布的过程．(2)接触起电是由于电荷间作用使导体间的电荷发生转移．例4使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )1．(摩擦起电及解释)(多选)如图4所示，如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，关于这种现象产生的原因，下列说法错误的是( )图4A．人身体上产生电流 B．接触带电造成的C．摩擦起电造成的 D．感应起电造成的2．(电荷守恒定律的理解和应用)有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量Q＝6.4×10－9C，Q B＝－3.2×10－9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移A并转移了多少？3．(对三种起电的理解)如图5是伏打起电盘示意图，其起电原理是( )图5A．摩擦起电 B．感应起电C．接触起电 D．以上三种方式都不是4. (验电器及其原理)如图6所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是( )图6A．两片金属箔片上带异种电荷B．两片金属箔片上均带负电荷C．箔片上有电子转移到玻璃棒上D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起四、探究影响点电荷之间相互作用的因素1．点电荷(1)定义：当一个带电体本身的比它到其他带电体的距离很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的以及均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷．(2)点电荷是的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际．(填“存在”或“不存在”)2．电荷之间的相互作用随电荷量的增大而，随它们之间距离的增大而．深度思考(1)只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看做点电荷吗？(2)点电荷就是元电荷吗？例1关于点电荷，下列说法中正确的是( )A．点电荷就是体积小的带电体B．球形带电体一定可以视为点电荷C．带电少的带电体一定可以视为点电荷D．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷(1)一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定．(2)点电荷的电荷量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍．五、库仑定律1．内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成，与它们之间距离的成反比，作用力的方向沿着．2．公式：F＝k Q1Q2r2，其中k＝ N·m2/C2，叫做静电力常量．3．适用条件：(1) ；(2) ．4．静电力的确定(1)大小计算：利用库仑定律计算静电力时不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入Q1和Q2的绝对值即可．(2)方向判断：利用同种电荷相互，异种电荷相互来判断．深度思考当电荷Q1、Q2间的距离r→0时，由公式F＝k Q1Q2r2可知，两电荷间的相互作用力F→∞.这种说法正确吗？为什么？例2两个完全相同的金属小球A、B(均可视为点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两小球之间相互吸引力的大小是F.今让第三个不带电的相同金属小球先后与A、B两小球接触后移开．这时，A、B两小球之间的相互作用力的大小是( )A.F8B.F4C.3F8D.3F4(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理．(2)两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律，即不论电荷量大小如何，两点电荷间的库仑力大小总是相等的．例3如图1所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( )图1A．等于k Q29r2 B．大于kQ29r2C．小于k Q29r2 D．等于kQ2r2两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看做点电荷；相距较近时不能看做点电荷，此时球体间的作用力会随着电荷的分布而变化．第二讲：电荷平衡的基本模型一．静电力的叠加1．两个点电荷间的作用力 (选填“会”或“不会”)因为第三个点电荷的存在而有所改变．2．两个或者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点电荷的作用力的．例4如图2所示，在A、B两点分别放置点电荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m．如果有一个电子在C点，它所受到的库仑力的大小和方向如何？图2(1)库仑力也称为静电力，它具有力的共性．它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的．它具有力的一切性质．(2)当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律．某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力．二、静电力作用下的平衡问题分析静电力平衡的基本方法：(1)明确研究对象；(2)画出研究对象的受力分析图；(3)根据平衡条件列方程；(4)代入数据计算或讨论．例5如图3所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷．两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)．求：图3(1)两线上的拉力F1和F2的大小；(2)支架对地面的压力F N的大小．1．(对点电荷的理解)(多选)下列说法中正确的是( )A．点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是不存在的B．点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体C．根据F＝k Q1Q2r2可知，当r→0时，F→∞D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计2.(库仑定律的理解和应用)两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A.112F B.43F C.34F D．12F3．(静电力的叠加)如图4，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知放在P、Q连线上某点R处的点电荷q受力为零，且PR＝2RQ.则( )图4A．q1＝2q2 B．q1＝4q2C．q1＝－2q2 D．q1＝－4q24．(库仑力作用下的平衡)如图5所示，把质量为3 g的带电小球B用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为Q＝－4.0×10－6 C的带电小球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距r＝20 cm 时，绳与竖直方向成α＝30°角，A、B两球均静止．求B球带的电荷量q.(取g＝10 m/s2)图5三、电场和电场强度1．电场(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的，由电荷产生．是物质存在的两种不同形式．(2)基本性质：对放入其中的电荷有．电荷之间通过相互作用．(3)静电场：电荷周围产生的电场．2．电场强度(1)检验电荷用来检验电场是否存在及其分布情况的电荷．要求：①电荷量要充分；②体积要充分．(2)电场强度①定义：放入电场中某点的检验电荷所受与它的的比值叫做该点的电场强度，简称场强．②物理意义：表示电场的和．③定义式：，单位为牛(顿)每库(仑)，符号为．④方向：电场强度的方向与所受静电力的方向相同，与负电荷所受静电力方向．深度思考(1)由于E＝Fq，所以有人说电场强度的大小与放入的试探电荷受到的力F成正比，与电荷量q的大小成反比，你认为这种说法正确吗？为什么？(2)这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？例1A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A 点的场强为E，则( )A．若在A点换上电荷量为－q的试探电荷，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关例2真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图1所示．求：图1(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强．(1)公式E＝Fq是电场强度的定义式，不是决定式．其中q是试探电荷的电荷量．(2)电场强度E的大小和方向只由电场本身决定，与是否放入试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关．四、点电荷的电场电场强度的叠加1．真空中点电荷周围的场强(1)大小：E＝kQr2．(2)方向：Q为正电荷时，E的方向由点电荷指向；Q为负电荷时，E的方向由无穷远指向．2．电场强度的叠加：电场强度是矢量．如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的．深度思考公式E＝Fq与E＝kQr2有什么区别？例3真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处，放一个带电荷量为q(q≪Q)的点电荷，q 受到的电场力大小为F，则A点的场强为( )A.FQB.FqC．kqr2D．kQr2例4如图2所示，真空中带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距为r，则：图2(1)两点电荷连线的中点O的场强多大？(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算．五、电场线和匀强电场1．电场线的特点(1)电场线是为了形象描述而假想的一条条有方向的，曲线上每点的方向表示该点的电场强度方向．(2)电场线从或无限远出发，终止于或负电荷．(3)电场线在电场中不．(4)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线．2．画出几种特殊的电场线(自己画出电场线)3．匀强电场(1)定义：电场中各点电场强度的大小、方向的电场．(2)特点：①场强方向处处相同，电场线是．②场强大小处处相等，要求电场线疏密程度相同，即电场线．深度思考(1)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗？(2)电场线是物体的运动轨迹吗？例5如图3所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是( )图3A．这个电场可能是负点电荷的电场B．点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大C．正电荷可以沿电场线由B点运动到C点D．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(1)电场线并不是粒子运动的轨迹．带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定．电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向．轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向．(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件①电场线是直线．②带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线．③带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向沿电场线所在的直线．1．(对电场强度的理解)电场中有一点P，下列说法中正确的有( )A．若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点的场强越大，则同一试探电荷在P点受到的电场力越大D．P点的场强方向就是放在该点的试探电荷所受电场力的方向2．(对电场强度的理解)如图4所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则B处场1强多大？如果换用一个q2＝＋4.0×10－7C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？图43．(点电荷的电场电场强度的叠加)如图5所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E，E1与E2之比为( )2图5A．1∶2 B．2∶1 C．2∶ 3 D．4∶ 34．(电场线的特点及应用)下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是( )第三讲：电场的能的性质一、静电力做功、电势能及其关系 1．静电力做功的特点如图1所示，在匀强电场中不论q 经由什么路径从A 点移动到B 点，静电力做的功都 ．说明静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，与电荷经过的路径 (填“有关”或“无关”)．可以证明，对于非匀强电场也是 的．图12．电势能(1)概念：电荷在 中具有的势能．用E p 表示．(2)静电力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的 ．表达式：W AB ＝ ．⎩⎨⎧静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加Ｗ.(3)电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 时电场力做的功． 深度思考(1)在电场中确定的两点移动等量的正、负电荷时，静电力做功和电势能的变化有何差异？ (2)电势能是标量还是矢量？它有正负之分吗？若有，其正负号表示什么？例1 将带电荷量为6×10－6 C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了3× 10－5 J 的功，再从B 移到C ，电场力做了1.2×10－5 J 的功，则： (1)电荷从A 移到B ，再从B 移到C 的过程中电势能共改变了多少？(2)如果规定A 点的电势能为零，则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少？ (3)如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在A 点和C 点的电势能分别为多少？(1)电势能的系统性：电势能由电场和电荷共同决定，但我们习惯说成电场中的电荷所具有的势能．(2)电势能的相对性：电势能是一个相对量，其数值与零势能点的选取有关．例2在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为＋q的物体从A点开始以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度的大小为0.8qEm，物体运动距离l到B时速度变为零．下列说法正确的是( )A．物体克服电场力做功qElB．物体的电势能减少了qElC．物体的电势能增加了qElD．若选A点的电势能为零，则物体在B点的电势能为qEl(1)在匀强电场中，电场力做的功为W＝qEd，其中d为沿电场线方向的位移．(2)功是能量转化的量度，但要理解并区别电场力做功与电势能变化的关系、合外力做功与动能变化的关系(动能定理)，即搞清功与能的变化的对应关系．二、电势与电势差1．电势(1)概念：电荷在电场中某一点的与它的的比值．(2)定义式和单位：φ＝Epq，单位是，符号是．(3)相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷的电势为零，或的电势为零，电势可以是正值，也可以是值，没有方向，因此是标量．2．电势差(1)定义：电场中两点间的电势之差．也叫．(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选择 (填“有关”或“无关”)．(3)公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则U AB＝，U BA＝，可见UAB＝．(4)若选取某点电势为零，比如φB＝0，则A点的电势φA等于A点与B点的电势U AB，即φA＝UAB.(5)电势差是，U AB为正值，说明A点的电势比B点的电势；U AB为负值，说明A点的电势比B点的电势．(6)电势差的单位和电势的单位相同，均为，符号是．深度思考选取不同的零电势点，电场中某点的电势会改变吗？两点之间的电势差会改变吗？答案该点的电势会改变；两点之间的电势差不变．例3如果分别将q1＝1.0×10－8 C和q2＝－2.0×10－8 C的两电荷从无限远移到电场中的A 点和B点，静电力做功分别为W1＝－1.2×10－4 J和W2＝1.6×10－4 J，那么(1)q1在A点的电势能和q2在B点的电势能分别是多少？(2)A点和B点的电势分别是多少？A、B间的电势差U AB为多少？(3)在q1、q2未移入电场前，A点和B点的电势分别是多少？(1)电势和电势能具有相对性，与零电势点的选取有关，电势差与零电势点的选取无关．(2)φ＝E pq 是电势的定义式．电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关．(3)由φ＝E pq求电势时，可将各物理量的“＋”、“－”直接代入计算，这样更方便． 三、电场力做功与电势差的关系 1．关系：W AB ＝ ，U AB ＝ ． 2．适用范围： 电场．例4 在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C 的点电荷从A 点移到B 点，电场力做功为－3×10－5 J ，将此电荷从B 点移到C 点，电场力做功4.5×10－5 J ，求A 点与C 点间的电势差．(1)电场力做功与路径无关，只与始、末两点的位置有关，故W AC ＝W AB ＋W BC . (2)在利用公式U AB ＝W ABq进行有关计算时，有两种处理方案，方案一：各物理量均带正、负号运算，但代表的意义不同．W AB 的正、负号表示正、负功；q 的正、负号表示电性；U AB 的正、负号反映φA 、φB 的高低．计算时W 与U 的角标要对应，即W AB ＝qU AB ，W BA ＝qU BA .方案二：绝对值代入法．W AB 、q 、U AB 均代入绝对值，然后再结合题意判断电势的高低． 四、等势面1．定义：电场中 的各点构成的面． 2．等势面的特点(1)等势面一定跟电场线 ，即跟电场强度的方向垂直． (2)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，电场力 功．(3)电场线总是由 的等势面指向 的等势面，两个不同的等势面 ．3．几种常见电场等势面(如图2所示)图2深度思考分析上面几种常见电场等势面的特点，我们是否可以根据等势面的分布情况比较各点场强的大小？例5位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图3所示，图中实线表示等势线，则( )图3A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷在e点的电势能大于在f点的电势能等势面的应用(1)利用等势面和电场线垂直以及沿电场线电势降低的特点可判断电场线的方向．。
2018-2019版物理选修3-1粤教版全程导学笔记文档：第一
微型专题3带电粒子在电场中的运动[学习目标] 1.会利用动力学和功能观点分析带电粒子在电场中的直线运动.2.会利用运动的合成与分解方法分析带电粒子在电场中的类平抛运动.3.会分析带电粒子在交变电场及复合场中的运动．一、带电粒子在电场中的直线运动1．带电粒子在电场中做直线运动(1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的电场力与其他力平衡．(2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向同向．(3)匀减速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向反向．2．讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法(1)力和加速度方法——牛顿运动定律、匀变速直线运动公式；(2)功和能方法——动能定理；(3)能量方法——能量守恒定律．例1如图1所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m、电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰好为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：图1(1)小球到达小孔处的速度大小；(2)极板间电场强度大小；(3)小球从开始下落到运动到下极板处所用的时间．答案 (1)2gh (2)mg (h ＋d )qd(3)h ＋d h2h g解析 (1)小球从静止开始下落到小孔的过程做自由落体运动，由v 2＝2gh ，得v ＝2gh . (2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，由牛顿第二定律得：mg －qE ＝ma 由运动学公式知：0－v 2＝2ad 整理得电场强度大小E ＝mg (h ＋d )qd(3)由h ＝12gt 12，0＝v ＋at 2，t ＝t 1＋t 2整理得t ＝h ＋dh2h g. 二、带电粒子在电场中的类平抛运动1．分析带电粒子在电场中做类平抛运动的方法：利用运动的合成与分解把曲线运动转换为直线运动．利用的物理规律有：牛顿运动定律结合运动学公式、动能定理、功能关系等． 2．分析此类问题要注意：粒子在哪个方向不受力，在哪个方向受电场力，粒子的运动轨迹向哪个方向弯曲．例2 长为L 的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q 、质量为m 的带电粒子，以初速度v 0紧贴左极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从右极板边缘射出，射出时速度恰与右极板成30°角，如图2所示，不计粒子重力，求：图2(1)粒子末速度的大小； (2)匀强电场的场强； (3)两板间的距离．答案 (1)23v 03 (2)3m v 023qL (3)36L解析 (1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v ＝v 0cos 30°＝23v 03. (2)粒子在匀强电场中做类平抛运动， 在水平方向上：L ＝v 0t ， 在竖直方向上：v y ＝at ， v y ＝v 0tan 30°＝3v 03， 由牛顿第二定律得：qE ＝ma解得：E ＝3m v 023qL.(3)粒子做类平抛运动，在竖直方向上：d ＝12at 2，解得：d ＝36L .三、带电粒子在交变电场中的运动例3 在如图3所示的平行板电容器的两板A 、B 上分别加如图4甲、乙所示的两种电压，开始B 板的电势比A 板高．在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动．若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况，并定性画出相应的v －t 图象．图3甲 乙图4答案 见解析解析 t ＝0时，B 板电势比A 板高，在电场力作用下，电子向B 板(设为正向)做初速度为零的匀加速直线运动．(1)对于题图甲，在0～12T 内电子做初速度为零的正向匀加速直线运动，12T ～T 内电子做末速度为零的正向匀减速直线运动，然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图(a)所示．(2)对于题图乙，在0～T 2内做类似(1)0～T 的运动，T2～T 电子做反向先匀加速、后匀减速、末速度为零的直线运动．然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图(b)所示．(a) (b)1．当空间存在交变电场时，粒子所受电场力方向将随着电场方向的改变而改变，粒子的运动性质也具有周期性．2．研究带电粒子在交变电场中的运动需要分段研究，并辅以v －t 图象．特别注意带电粒子进入交变电场时的时刻及交变电场的周期．针对训练1 (多选)带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图5所示．带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是( )图5A ．微粒在0～1 s 内的加速度与1～2 s 内的加速度相同B ．微粒将沿着一条直线运动C ．微粒将做往复运动D ．微粒在第1 s 内的位移与第3 s 内的位移相同 答案 BD解析 设微粒的速度方向、位移方向向右为正，作出微粒的v －t 图象如图所示．由图可知B 、D 选项正确．四、带电粒子在电场(复合场)中的圆周运动例4 如图6所示，半径为r 的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E 的匀强电场与环面平行．一电荷量为＋q 、质量为m 的小球穿在环上，可沿环做无摩擦的圆周运动，若小球经A 点时，速度v A 的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，求：图6(1)速度v A 的大小；(2)小球运动到与A 点对称的B 点时，对环在水平方向的作用力的大小． 答案 (1)qErm(2)6qE 解析 (1)在A 点，小球在水平方向只受电场力作用，根据牛顿第二定律得：qE ＝m v A 2r所以小球在A 点的速度v A ＝qEr m. (2)在小球从A 运动到B 的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等于小球动能的增加量， 即2qEr ＝12m v B 2－12m v A 2小球在B 点时，根据牛顿第二定律，在水平方向上有F B －qE ＝m v B 2r解以上两式得小球在B 点受到环的水平作用力为：F B ＝6qE .由牛顿第三定律知，球对环在水平方向的作用力大小F B ′＝6qE .解决电场(复合场)中的圆周运动问题，关键是分析向心力的来源，向心力的提供有可能是重力和电场力的合力，也有可能是单独的重力或电场力.有时可以把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动，找出等效“最高点”和“最低点”.针对训练2 如图7所示，ABCD 为放在E ＝1.0×118 V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中BCD 部分是直径为20 cm 的半圆环，水平轨道AB ＝15 cm ，直径BD 垂直于AB ，今有m ＝10 g 、q ＝＋1.0×10－4 C 的小球从静止由A 点沿轨道运动，它运动到图中C 处时的速度是______ m/s ，在C 处时对轨道的压力是______ N ；要使小球能运动到D 点，开始时小球的位置应离B 点________m.图7答案 3 0.40 0.25解析 从A 点运动到C 点，由动能定理得Eq (AB ＋CO )－mg OB ＝12m v C 2可得v C ＝3 m/s ；在C 处由F N －Eq ＝m v C 2R 得F N ＝0.4 N ，根据牛顿第三定律得在C 处时对轨道的压力为0.4 N ；要使小球能运动到D 点,v D ＝gR ＝1 m/s ，由Eq ·A ′B －mg ·BD ＝12m v D 2,得A ′B ＝0.25 m.1. (多选)如图8所示，两平行金属板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过两平行金属板，则在此过程中，该粒子( )图8A ．所受重力与电场力平衡B ．电势能逐渐增加C ．动能逐渐增加D ．做匀变速直线运动答案 BD解析 对带电粒子受力分析如图所示，F 合≠0，则A 错误．由图可知电场力与重力的合力方向与v 0方向相反，F 合对粒子做负功，其中mg 不做功，Eq 做负功，故粒子动能减少，电势能增加，B 正确，C 错误．F 合恒定且F 合与v 0方向相反，粒子做匀减速运动，D 项正确．2．(多选)如图9(a)所示，A 、B 表示真空中水平放置的相距d 的平行金属板，板长为L ，两板加电压后板间的电场可视为匀强电场．现在A 、B 两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压，在t ＝0时恰有一质量为m 、电荷量为＋q 的粒子在左侧板间中央沿水平方向以速度v 0射入电场，忽略粒子的重力，则下列关于粒子运动状态的表述中正确的是( )图9A ．粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动B ．粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动C ．只要周期T 和电压U 0的值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出D ．粒子不可能沿与板平行的方向飞出 答案 BC3.如图10所示，半径为R 的光滑圆环竖直置于场强为E 的水平方向的匀强电场中，质量为m 、带电荷量为＋q 的空心小球穿在环上，当小球从顶点A 由静止开始下滑到与圆心O 等高的位置B 时，求小球对环的压力(重力加速度为g )．图10答案 2mg ＋3Eq 方向水平向右解析 小球从A 运动到B 的过程中，重力做正功，电场力做正功，动能增加，由动能定理有mgR ＋EqR ＝12m v 2在B 点小球受到重力mg 、电场力F 和环对小球的弹力F 1三个力的作用，沿半径方向指向圆心的合力提供向心力，则F 1－Eq ＝m v 2R联立以上两式可得F 1＝2mg ＋3Eq根据牛顿第三定律知小球对环的压力F 1′＝2mg ＋3Eq ，方向水平向右．4.如图11所示，阴极A 受热后向右侧空间发射电子，电子质量为m ，电荷量为e ，电子的初速率有从0到v 的各种可能值，且各个方向都有．与A 极相距l 的地方有荧光屏B ，电子击中荧光屏时便会发光．若在A 和B 之间的空间里加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场，电场强度为E ，不计粒子间相互作用，求B 上受电子轰击后的发光面积．图11答案 2ml v 2πEe解析 阴极A 受热后发射电子，这些电子沿各个方向射向右边匀强电场区域，且初速率从0到v 各种可能值都有．取两个极限情况如图所示．沿极板竖直向上且速率为v 的电子，受到向右的电场力作用做类平抛运动打到荧光屏上的P 点． 竖直方向上y ＝v t ， 水平方向上l ＝12·Ee m t 2.解得y ＝v2ml Ee. 沿极板竖直向下且速率为v 的电子，受到向右的电场力作用做类平抛运动打到荧光屏上的Q 点，同理可得 y ′＝v2mlEe. 故在荧光屏B 上的发光面积S ＝y 2π＝2ml v 2πEe.一、选择题(1～6题为单选题，7～9题为多选题)1.如图1所示，两平行金属板带有等量异种电荷，从负极板处静止释放一个电子(不计重力)，设其到达正极板时的速度为v 1，加速度为a 1.若将两极板间的距离增大为原来的2倍，此时电场强度与原来相同．再从负极板处静止释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v 2，加速度为a 2，则( )图1A ．a 1∶a 2＝1∶1，v 1∶v 2＝1∶2B ．a 1∶a 2＝2∶1，v 1∶v 2＝1∶2C ．a 1∶a 2＝2∶1，v 1∶v 2＝2∶1D ．a 1∶a 2＝1∶1，v 1∶v 2＝1∶ 2 答案 D解析 增大两极板间的距离时，场强不变，电子在电场中受到的电场力不变，故a 1∶a 2＝1∶1.由动能定理Ue ＝12m v 2得v ＝2Uem，因两极板间的距离增大为原来的2倍，由U ＝Ed 知，电势差U 增大为原来的2倍，故v 1∶v 2＝1∶ 2.2.如图2所示，在竖直放置间距为d 的平行板电容器中，存在电场强度为E 的匀强电场．有一质量为m 、电荷量为＋q 的小球从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g ，不计空气阻力．则小球运动到负极板的过程( )图2A ．加速度大小为a ＝qEm ＋gB ．所需的时间为t ＝ dmEqC ．下降的高度为y ＝d2D ．电场力所做的功为W ＝Eqd 答案 B解析 小球在电场中的受力分析如图所示，小球所受的合外力为F ＝(Eq )2＋(mg )2，所以由牛顿第二定律得小球的加速度为a ＝Fm ＝⎝⎛⎭⎫Eq m 2＋g 2，A 错误；小球在水平方向的加速度a 1＝qE m ，由运动学公式d 2＝12a 1t 2，所以t ＝mdqE，故B 正确；小球在竖直方向上做自由落体运动，所以下降的高度y ＝12gt 2＝mgd 2Eq ，故C 错误；由做功公式得W ＝Eqd2，故D 错误．3．如图3所示，从F 处释放一个无初速度的电子(重力不计)向B 板方向运动，下列说法错误的是(设电源电动势为U )( )图3A ．电子到达B 板时的动能是Ue B ．电子从B 板到达C 板动能变化量为零 C ．电子到达D 板时动能是3Ue D ．电子在A 板和D 板之间做往复运动 答案 C解析 电子在AB 之间做匀加速运动，且eU ＝ΔE k ，选项A 正确；电子在BC 之间做匀速运动，选项B 正确；在CD 之间做匀减速运动，到达D 板时，速度减为零，然后反向运动，在A 板和D 板之间做往复运动，选项C 错误，选项D 正确．4.如图4，带有等量异种电荷的两极板相距l .在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q (q ＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为－q 的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M ∶m 为( )图4A ．3∶2B ．2∶1C ．5∶2D ．3∶1答案 A解析 因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面，电荷量为q 的粒子通过的位移为25l ，电荷量为－q 的粒子通过的位移为35l ，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a 1＝qE M ，a 2＝qEm ，由运动学公式有 25l ＝12a 1t 2＝qE 2M t 2① 35l ＝12a 2t 2＝qE 2m t 2② ①②得M m ＝32.故选A. 5.如图5所示，静止的电子在加速电压U 1的作用下从O 经P 板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U 2的作用下偏转一段距离．现使U 1加倍，要想使电子射出电场的位置不发生变化，应该( )图5A ．使U 2变为原来的2倍B ．使U 2变为原来的4倍C ．使U 2变为原来的2倍D ．使U 2变为原来的12倍答案 A解析 电子加速有qU 1＝12m v 02电子偏转有y ＝12·qU 2md (lv 0)2联立解得y ＝U 2l 24U 1d，故选A.6.如图6所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，不计粒子重力，那么( )图6A ．经过加速电场的过程中，静电力对氚核做的功最多B ．经过偏转电场的过程中，静电力对氚核做的功最多C ．三种原子核打在屏上的速度一样大D ．三种原子核都打在屏的同一位置上 答案 D7．如图7甲所示，两水平金属板间距为d ，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t ＝0时刻，质量为m 的带电微粒以初速度v 0沿中线射入两板间，0～T3时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g .关于微粒在0～T 时间内运动的描述，正确的是( )图7A ．末速度大小为2v 0B ．末速度沿水平方向C ．重力势能减少了12mgdD ．克服电场力做功为mgd 答案 BC解析 因0～T 3时间内微粒匀速运动，故E 0q ＝mg ；在T 3～2T3时间内，粒子只受重力作用，做平抛运动，在t ＝2T 3时刻的竖直速度为v y 1＝gT 3，水平速度为v 0；在2T3～T 时间内，由牛顿第二定律2E 0q －mg ＝ma ，解得a ＝g ，方向向上，则在t ＝T 时刻，v y 2＝v y 1－g ·T3＝0，粒子的竖直速度减小到零，水平速度为v 0，选项A 错误，B 正确；微粒的重力势能减小了ΔE p ＝mg ·d 2＝12mgd ，选项C 正确；从射入到射出，由动能定理可知，12mgd －W 电＝0，可知克服电场力做功为12mgd ，选项D 错误.8.如图8所示，一电子(不计重力)沿x 轴正方向射入匀强电场，在电场中的运动轨迹为OCD ，已知O A ＝A B ，电子经过C 、D 两点时竖直方向的分速度为v Cy 和v Dy ；电子在OC 段和OD 段动能的变化量分别为ΔE k1和ΔE k2，则( )图8A ．v Cy ∶v Dy ＝1∶2B ．v Cy ∶v Dy ＝1∶4C ．ΔE k1∶ΔE k2＝1∶3D ．ΔE k1∶ΔE k2＝1∶4答案 AD解析 电子沿Ox 轴射入匀强电场，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，已知OA ＝AB ，则电子从O 到C 与从C 到D 的时间相等．电子在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则有v Cy ＝at OC ，v Dy ＝at OD ，所以v Cy ∶v Dy ＝t OC ∶t OD ＝1∶2，故A 正确，B 错误；根据匀变速直线运动的推论可知，在竖直方向上：y OC ∶y OD ＝1∶4，根据动能定理得ΔE k1＝qEy OC ，ΔE k2＝qEy OD ，则得，ΔE k1∶ΔE k2＝1∶4.故C 错误，D 正确．9.如图9所示，两金属板(平行)分别加上如下列选项中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的U －t 图象应是(设两板距离足够大)( )图9答案 BC解析 由A 图象可知，电子先做匀加速运动，12T 时速度最大，从12T 到T 内做匀减速运动，T 时速度减为零．然后重复一直向一个方向运动不往返．由B 图象可知，电子先做匀加速运动，14T 时速度最大，从14T 到12T 内做匀减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向匀加速运动，34T 时速度最大，从34T 到T 内做匀减速运动，T时速度减为零，回到出发点．然后重复往返运动．由C 图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，14T 时速度最大，从14T 到12T 内做加速度增大的减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向做加速度减小的加速运动，34T 时速度最大，从34T 到T 内做加速度增大的减速运动，T 时速度减为零，回到出发点．然后重复往返运动．由D 图象可知，电子先做匀加速运动，从12T 到T 内做匀速运动，然后重复加速运动和匀速运动一直向一个方向运动．故选B 、C. 二、非选择题10.一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图10所示．AB 与电场线夹角θ＝30°，已知带电微粒的质量m ＝1.0×10－7 kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20 cm.(取g ＝10 m/s 2，结果保留两位有效数字)求：图10(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． (2)电场强度的大小和方向．(3)要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 答案 见解析解析 (1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，受力分析如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度v A 方向相反，微粒做匀减速运动．(2)因为qE ＝mg tan θ＝mgtan 30°＝3mg .所以电场强度E ≈1.7×118 N/C ，电场强度的方向水平向左．(3)微粒运动到B 时的速度v B ＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得， －mg sin θ L ＝0－12m v A 2，代入数据，解得v A ≈2.8 m/s. 11.如图11所示，长L ＝0.20 m 的不可伸长的绝缘丝线的一端拴一质量为m ＝1.0×10－4 kg 、带电荷量为q ＝＋1.0×10－6 C 的小球，另一端连在一水平轴O 上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E ＝2.0×118 N/C .现将小球拉到与轴O 在同一水平面上的A 点，然后无初速度地将小球释放，取g ＝10 m /s 2.求：图11(1)小球通过最高点B 时速度的大小；(2)小球通过最高点B 时，丝线对小球拉力的大小． 答案 (1)2 m/s (2)3.0×10－3 N解析 (1)小球由A 运动到B ，其初速度为零，电场力对小球做正功，重力对小球做负功，丝线拉力不做功，则由动能定理有： qEL －mgL ＝m v B 22v B ＝2(qE －mg )Lm＝2 m/s. (2)设小球到达B 点时，受重力mg 、电场力qE 和拉力F T B 作用， mg ＝1.0×10－4×10 N ＝1.0×10－3 NqE ＝1.0×10－6×2.0×118 N ＝2.0×10－3 N因为qE >mg ，而qE 方向竖直向上，mg 方向竖直向下，小球做圆周运动，其到达B 点时向心力的方向一定指向圆心，由此可以判断出小球一定受丝线的拉力F T B 作用，由牛顿第二定律有：F T B ＋mg －qE ＝m v B 2LF T B ＝m v B 2L＋qE －mg ＝3.0×10－3 N.12.虚线PQ 、MN 间存在如图12所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m ＝2.0×10－11kg 、电荷量为q ＝＋1.0×10－5 C ，从a 点由静止开始经电压为U ＝100 V 的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN 的某点b (图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．已知PQ 、MN 间距为20 cm ，带电粒子的重力忽略不计．求：图12(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v 1； (2)水平匀强电场的场强大小； (3)ab 两点间的电势差．答案 (1)1.0×118 m /s (2)1.7×118 N/C (3)400 V 解析 (1)由动能定理得：qU ＝12m v 12代入数据得v 1＝1.0×118 m/s.(2)粒子沿初速度方向做匀速运动：d ＝v 1t 粒子沿电场方向做匀加速运动：v y ＝at 由题意得：tan 30°＝v 1v y由牛顿第二定律得：qE ＝ma 联立以上各式并代入数据得： E ＝3×118 N /C≈1.7×118 N/C. (3)由动能定理得：qU ab ＝12m (v 12＋v y 2)－0联立以上各式并代入数据得：U ab ＝400 V .。
粤教版高中物理选修3-1第一章电场章末总结课件
WAP
ห้องสมุดไป่ตู้
φA＝__q__(P为零电势点)
电势 标量，有正负，与零电势点的选取_有__关___
WAB
UAB＝ φA － φB ＝__q___
静 电
电场能
电势
差
标量，有正负
等势面：形象地描述电场中电势的分布
场
沿场强的方向电势降落最快
电场强度与电势差的关
U
系 静电力做功
在匀强电场中：E＝__d___ WAB＝_q_U_A_B_
WAB＝ EpA －__E_pB__
带电粒子 加速：利用 动能定理 或 牛顿第二定律结合运动学公式 求
静 在电场中
电 的运动 解
平抛运动规律
场
偏转：利用
Q 求解
电容定义式：C＝__U___
电容器的电容
εrS
电容大小决定式：C＝ 4πkd (平行板电容器)
第一章 电 场
章末总结
知识网络
库仑定
律
静
电 静电力 电场强
场
度
条件：真空中的_点__电__荷__ 大小：F＝_k_q_r1_q2_2__
F 大小：E＝_q__，点电荷场强E＝krQ2
方向： 正电荷 所受电场力的方向
电场 线
意义：表示电场 强弱 、__方__向__ 特点：不闭合、不相交、垂直于等势面
粤教版高中物理选修3-1第三章磁场复习课.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）姓名__________班级_______选修3—1第三章复习课【旧知检测】1．空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图8所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 为运动的最低点．不计重力，则（ ）A ．该离子带负电B ．A 、B 两点位于同一高度C ．C 点时离子速度最大D ．离子到达B 点后将沿原曲线返回A 点【考点呈现】第三章知识系统回顾【尝试练】一、基础知识回顾1．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
2．磁极间的相互作用是通过 而发生的。
3．通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家 发现的．如图，当导线中通有图示的电流时，小磁针Ｎ极将向转动。
4．磁感线与电场线的联系与区别：电场线 磁感线1．电场线从 出发，终止于 ，电场线是 的曲线，正、负电荷可单独存在． 1．在磁体内部，磁感线是从 极指向 极，外部是从 出发从 进去，磁感线是 的曲线，N 、S 极是不可分割的．2． 电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的 方向2．小磁针在磁场中静止时 极的指向或 极的受力方向与该点的N Ｓ Ｉ一致，也与该点所在电场线的 方向一致． 方向一致，也与该点所在磁感线的 方向致．3．电场中任何两条电场线都 相交． 3．磁场中任何两条磁感线都 相交．4．电场线的疏密表示电场的 ． 4．磁场线的疏密表示磁场的 ．5．安培定则是用来判断 方向与 方向之间的关系．具体做法是：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指的指向跟 的方向一致，则弯曲的四指所指的方向表示 的环绕方向．而在判断环形电流的磁感线与电流方向的关系时，右手弯曲的四指和 方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的 方向．6．磁场的强弱和方向用 来描述，它是矢量，它的方向规定为 ，它的定义式为7．磁场对电流的作用力（安培力）大小为F=BIL sin θ（注意：L 为有效长度，电流与磁场方向应．F 的方向可用 定则来判定．当电流与磁场方向平行时，安培力等于 ．8．磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）大小为f=qvB （注意：电荷的速度方向与磁场方向应（ ）．f 的方向可用 定则来判定．当电荷的速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力等于 ．9．当带电粒子垂直进入匀强磁场，只受洛伦兹力作用时，粒子将做 运动，运动半径为，运动周期为【巩固练】1. 试判断下列通电导线的受力方向 × × × × ． ． ． ．× × × × ． ． ． ．× × × × ． ． ． ．× × × × ． ． ． ． 2. 试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．Ｉ × B BB F × F ×B【拓展练】1．图2所示，三根通电直导线P 、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度B=KI/r ，I 为通电导线的电流强度，r为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方向是（ ）A ．垂直R ，指向y 轴负方向B ．垂直R ，指向y 轴正方向C ．垂直R ，指向x 轴正方向D ．垂直R ，指向x 轴负方向2．两条直导线相互垂直，如图3所示，但相隔一个小距离，其中AB 是固定的，另一条CD 能自由转动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时，CD 导线将（ ）A ．逆时针方向转动，同时离开导线ABB ．顺时针方向转动，同时离开导线ABC ．逆时针方向转动，同时靠近导线ABD ．顺时针方向转动，同时靠近导线AB【当堂小测】1．质量为m 、有效长度为L 、电流强度为I 的通电导体棒，水平静止在倾角为α的绝缘斜面上，整个装置处在匀强磁场中，在如图4所示四种情况下，导体与轨道间的摩擦力可能为零的是（ ）2． 长为L ，间距也为L 的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图5所示，磁感应强度为B ，今有质量为m 、带电量为-q 的离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场．欲使离子打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是（ ）A ．m qBL v 4<B ．m qBL v >C ．m qBL v 45>D ．mqBL v m qBL 454<< 【课后练习】1．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的通电直导体棒，棒内电流大小为I ，方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系. （1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大.。
2018-2019版物理选修3-1粤教版全程导学笔记文档：第一
第一节认识静电[学习目标] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．一、起电方法的实验探究[导学探究](1)用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带何种电荷？用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带何种电荷？使玻璃棒和橡胶棒带电的原因是什么？图1(2)如图1所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的．①把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？②这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片有什么变化？③再让A和B接触，又会看到什么现象？(3)带正电的导体A与不带电的导体B接触，使导体B带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？答案(1)玻璃棒带正电，橡胶棒带负电．丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子向丝绸上转移，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电；毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子向橡胶棒转移，橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电．(2)①C移近导体A，两侧金属箔片都张开；②金属箔片仍张开，但张角变小；③A、B接触，金属箔片都闭合．(3)正电荷．在这个过程中，有电子从物体B转移到物体A，物体B失去电子而带正电．[知识梳理]电荷及三种起电方式(1)两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(2)物体带电的三种方式：即摩擦起电、接触起电、感应起电．其实质都是电子的转移．①摩擦起电：当两个不同物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电．②接触起电：一个带电物体接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电．③感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电．二、电荷守恒定律[导学探究](1)物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19 C吗？(2)在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？答案(1)物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19 C的整数倍．由于4×10－19 C 是1.60×10－19 C的2.5倍，所以带电荷量不能是4×10－19 C.(2)摩擦起电的过程并没有创造电荷，只是电子发生了转移．[知识梳理]1．电荷量：电荷的多少叫电荷量，国际单位是库仑，简称库．用符号C表示．2．元电荷：电荷量e叫做元电荷．任何带电体的电荷量都是e的整数倍．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的．粗略计算中，e＝1.6×10－19_C.特别提醒：(1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分．(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷．(3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷．3．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分．在转移过程中，电荷的代数和不变．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，证明正电荷从丝绸转移到玻璃棒上．(×)(2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程．(√)(3)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷，说明通过摩擦可以创造电荷．(×)(4)电子的电荷量e 的数值最早是由库仑通过实验测出的．( × )(5)元电荷就是质子或电子．( × )(6)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍．( √ )2．带正电的物体C 靠近不带电的枕形导体AB ，如图2所示，A 端将带________电，B 端带________电．图2答案 负 正一、对三种起电方式的理解三种起电方式的比较例1 如图3所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A ，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B ，导体B 用导线经开关接地，现把S 先合上再断开，再移走A ，则导体B ( )图3A ．不带电B ．带正电C ．带负电D ．不能确定答案 C解析根据静电感应现象和电荷间的相互作用，可判断导体B带负电，故选C.针对训练1如图4所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是()图4A．只有M端验电箔张开，且M端带正电B．只有N端验电箔张开，且N端带正电C．两端的验电箔都张开，且N端带负电，M端带正电D．两端的验电箔都张开，且两端都带正电答案 C解析MN的两端感应出等量异种电荷，所以两端的验电箔都张开，根据“近异远同”的特点，M端带正电，N端带负电，故选项C正确．感应起电的判断方法1．当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，如图5甲所示．2．导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示．图5二、对电荷守恒定律的理解1．使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或物体内部电荷的重新分布．2．电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的过程．例2完全相同的两金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开．(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？答案(1)2∶3(2)2∶1解析 (1)设A 、B 带电荷量均为q ，则A 、C 接触后，A 、C 带电荷量为q A ＝q C ＝12q . C 与B 球接触后，B 、C 所带电荷量为q B ＝q C ′＝q ＋12q 2＝34q . 故A 、B 带电荷量大小之比为q A q B ＝12q 34q ＝23. (2)设A 带正电，B 带负电，且所带电荷量大小均为Q .则C 与A 接触后，A 、C 带电荷量为Q A ＝Q C ＝＋12Q . C 与B 接触后，B 、C 带电荷量为Q B ＝Q C ′＝12Q －Q 2＝－14Q ， 故A 、B 带电荷量大小之比为Q A Q B ＝12Q 14Q ＝21.两金属导体接触后电荷量的分配规律1．当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电(无法确定电荷量的多少)或均呈电中性．2．若使两个完全相同的金属球接触后再分开(带电荷量大小分别为q 1、q 2)，则有针对训练2 (多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷 1.6×10－15 C ，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C ．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是( )A ．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB ．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C C ．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD ．丙物体一定带有负电荷8×10－16C答案AD解析由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷；乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒定律可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．三、验电器的原理和使用验电器的两种应用方式及原理(1)带电体接触验电器：当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越大，张开的角度也越大．(2)带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开．例3使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()答案 B解析把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷．故选项B正确．1．(多选)关于摩擦起电和感应起电的理解，下列说法中正确的是()A．摩擦起电说明电荷能够被创造B．摩擦起电现象说明通过摩擦可以使电荷从一个物体转移到另一个物体上C．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了D．感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分答案BD2．用丝绸摩擦两根玻璃棒，手持一根玻璃棒，靠近被吊起的另一根玻璃棒时，现象如图6甲箭头所示远离．而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时，现象如图乙箭头所示靠近．那么()图6A．图甲中两玻璃棒互相吸引B．图乙中橡胶棒与玻璃棒互相排斥C．图甲、乙中的玻璃棒带异种电荷D．图乙表明异种电荷互相吸引答案 D3.如图7所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是()图7A．两片金属箔片上带异种电荷B．两片金属箔片上均带负电荷C．金属箔片上有电子转移到玻璃棒上D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起答案 C解析丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片均带正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒转移；移走玻璃棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起．选项C正确．4．有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有的电荷量为Q A＝6.4×10－9 C、Q B＝－3.2 ×10－9 C，让两个金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？答案电子由球B转移到球A 3.0×1010个解析接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，中和A球上的一部分正电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净正电荷，B球上的电子会继续转移到A球，直至两球带上等量的正电荷．在接触过程中，电子由球B转移到球A.接触后两小球各自的带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92 C ＝1.6×10－9 C. 共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q B ′＝3.2×10－9 C ＋1.6×10－9 C ＝4.8×10－9 C. 转移的电子数为n ＝ΔQ e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C ＝3.0×1010个．一、选择题(1～7题为单选题，8～11题为多选题)1.如图1所示，某次实验老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑，发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速的向空中散开，下列说法正确的是( )图1A ．锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电B ．锡箔屑被吸引过程是减速过程C ．最后锡箔屑散开主要是因为碰撞导致D ．散开时锡箔屑带正电答案 D解析 带电体具有吸引轻小物体的性质，锡箔屑被吸引接触而带正电，故A 错误；锡箔屑被吸引过程是加速过程，故B 错误；最后锡箔屑散开主要是因为锡箔屑带正电，同种电荷相互排斥导致，故C 错误，D 正确．2．下列说法正确的是( )A ．物体所带的电荷量可以为2×10－19 CB ．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C ．摩擦起电的过程，是靠摩擦产生了电荷D ．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体 答案 D解析 元电荷数值为1.60×10－19 C ，物体所带电荷量是元电荷的整数倍，故A 项错；物体不带电，是由于其内部正、负电荷的数量相等，对外不显电性，故B 项错；电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不会创造电荷，而是一个物体失去电子，另一个物体得到电子的过程，故C 项错；自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D 正确．3．保护知识产权，抑制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患．某同学有一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是9.________×10－18 C，拿去问老师．如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个()A．9.2×10－18 C B．9.4×10－18 CC．9.6×10－18 C D．9.8×10－18 C答案 C4.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的附近有一固定绝缘金属球b.开始时，a、b都不带电，如图2所示，现使a、b分别带正、负电，则下列说法可能正确的是()图2A．b将吸引a，吸引后不放开B．b先吸引a，接触后又把a排斥开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开答案 B解析因a带正电、b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触，若a、b原来带电荷量不相等，当小球a与b接触后，两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷，a被排斥开；若a、b原来带电荷量相等，则a、b接触后电荷中和而都不带电，a、b将自由分开，故B正确．5.如图3所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是()图3A．导体P的a端不带电，b端带负电荷B．导体P的a端带正电荷，b端不带电C．导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等D．导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量答案 B解析导体P接地时与大地组成一个新的导体，a为靠近Q的一端，而大地为远离Q的一端，由于静电感应，靠近Q的一端会带上与Q电性相反的电荷，即带上正电荷，大地端则带上与Q电性相同的电荷，b端则不带电，故B正确．6．如图4所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是()图4A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且Q A＞Q BB．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A＜Q BD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且Q A＝Q B答案 D解析导体原来不带电，在带正电的导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B 部分转移，使B部分带了多余的电子而带负电；A部分少了电子而带正电．根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，故只有D正确．7．吉尔伯特制作了第一只验电器，后来，英国人格雷改进了验电器，其结构如图5所示．验电器原来带正电，如果用一根带大量负电的金属棒接触验电器的金属球，金属箔片的张角将()图5A．先变小后变大B．变大C．变小D．先变大后变小答案 A解析带大量负电的金属棒接触验电器的金属球时，验电器上所带的正电荷先被负电荷中和，验电器所带电荷量减少，金属箔片张角变小；中和后，多余的负电荷又会转移到验电器上，使金属箔片的张角再次变大．8．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验的结果如图6所示，由此对摩擦起电的说法正确的是()图6A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量都不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电种类可能不同答案CD9．有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据() A．4.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CB．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CC．6.0×10－5 C,3.0×10－5 C,3.0×10－5 CD．5.0×10－5 C,5.0×10－5 C,5.0×10－5 C答案AC解析三个球同时接触后各带有4.0×10－5 C的电荷量，A正确；根据电荷守恒定律，接触前、后三球的总电量不变，B、D错误；将B球先与A球接触，再与C球接触，分开后A、B、C各带有6.0×10－5C、3.0×10－5 C和3.0×10－5 C的电荷量，C正确．故选A、C.10.用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图7所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()图7A．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和B．摩擦使笔套带电C．笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷D．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力答案BCD11.如图8所示，把架在绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C 附近，导体的A 端感应出正电荷，B 端感应出负电荷，关于使导体带电的以下说法中正确的是( )图8A ．如果用手摸一下导体的B 端，B 端负电荷将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C ，导体将带正电B ．如果用手摸一下导体的A 端，大地的自由电子将经人体流入导体与A 端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C ，导体将带负电C ．如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C ，导体将不带电D ．无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C ，导体将带正电 答案 AD解析 无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连，由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，手指离开，移去带电体C ，导体所带正电不变． 二、非选择题12．多少个电子的电荷量等于－3.2×10－5 C ？干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了－4.8×10－5 C 的电荷．此人身上有多少个剩余电子？他的质量因聚集电子而增加了多少？(电子质量m e ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝－1.6×10－19C)答案 2.0×1014个 3.0×1014个 2.73×10－16kg解析 －3.2×10－5 C 电荷量含有的电子数为n ＝q e ＝－3.2×10－5C －1.6×10－19C＝2.0×1014个； －4.8×10－5 C 的电荷量含有的电子数为n ′＝q ′e ＝－4.8×10－5 C －1.6×10－19C＝3.0×1014个， 增加的质量为M ＝n ′m e ＝3.0×1014×9.1×10－31kg ＝2.73×10－16kg.13．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中A 小球带有3×10－3 C 的正电荷，B 小球带有2×10－3 C 的负电荷，小球C 不带电．先让小球C 与小球A 接触后分开，再让小球B 与小球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，试求这时三个小球的带电荷量分别为多少？答案 q A ＝－2.5×10－4 C q B ＝6.25×10－4 C q C ＝6.25×10－4 C解析 C 、A 接触后分开，A 、C 带电荷量均为3×10－32C ＝1.5×10－3 C ，再让小球B 与小球A 接触后分开，A 、B 带电荷量均为1.5×10－3－2×10－32C ＝－2.5×10－4 C ，最后让小球B与小球C 接触后分开，B 、C 带电荷量均为1.5×10－3－2.5×10－42C ＝6.25×10－4 C ，故最终三个小球的带电荷量分别为q A ＝－2.5×10－4 C ，q B ＝6.25×10－4 C ，q C ＝6.25×10－4 C.。
粤教版高中物理选修3-1第二章电路复习课.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）学号：_______ 姓名：_______第二章电路复习课【旧知检测】1、R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V，若将它们串联，加在电路两端的最大电压是多少？【考点呈现】图像分析，电路分析与计算、电学实验【回顾练习】一、伏安特性曲线1、如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是()A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻二、电路分析与计算2、如图所示的电路中，三个相同的灯泡额定功率是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A．40 W B．60 WC．80 W D．120 W3、图中电源电动势E＝12 V，内电阻r＝0.5 Ω。
将一盏额定电压为8 V，额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻为0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min。
问：（1）电源提供的能量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？（4）电动机的效率为多少？三、实验4、有一小灯泡上标有“6V ，0.1A ”的字样，现要测量灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：有一小灯泡上标有A ．电压表（0～5V ，内阻2.0 k Ω）B ．电压表（0～10V ，内阻3.0 k Ω）C ．电流表（0～0.3A ，内阻3.0Ω）D ．电流表（0～6A ，内阻1.5Ω）E ．滑动变阻器（30Ω，2A ）F ．学生电源（直流9V ）及开关、导线等（1）实验中所用的器材为 （填字母代号）。
（2）给灯泡加的电压由零逐渐增大到220V ，在此过程中，电压（U ）和电流（I ）的关系可用图线表示，题中给出的四个图线中，符合实际的是( )【巩固练】5、如图所示，滑动变阻器R 1的最大值是200 Ω，R 2＝R 3＝300 Ω，A、B 两端电压U AB ＝8 V.(1)、当开关S 断开时，移动滑动片P ，通过R 2 的电流范围是多少？(2)、当S 闭合时，移动滑动片P ，通过R 2 的电流变化范围又是多少？（3）、求出P 在中点处时两端获得的电压。
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有针对性的讲解。
二、关于电势及电势能
电势Φ是电场本身的一种特性，与检验电荷
存在与否无关．Φ是标量．规定：无限远处
的电势为零．电势的正负和大小是相对的，
电场中任两ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间电势差U的值是绝对的．
电势能是电荷和电场所组成的系统共有的．
规定：无限远处的电势能为零．电势能的正
负和大小是相对的，电势能的差值是绝对
的．提出的问题：
习一定的研究问题的科学方法。 （二）过程与方法
1、列表疏理重要的知识点 2、运用类比法加深对概念的理解 3、利用学案导学，讲解与练习相结合
（三）情感态度与价值观 1、通过类比各物理概念的联系与区别，让学生体会物理概念
的严谨性，不同物理知识之间紧密联系的奥妙，培养在理 解物理量时举一反三的能力。 2、通过典型综合题的分析，让学生体会把力学与电学知识 成功综合运用的快乐。 四、教学重、难点：加深理解电场强度、电势、电势差、电势 能、电容等重点概念；电场力做功与电势能变化的关系，带电 粒子在电场中的运动。 五、教学策略： 对重要知识点建立框图，力求简明扼要；疏理知识点时把抽 象概念多与学生相对熟悉的知识进行类比，帮助学生加深理 解；利用学案导学，在复习中注意讲练结合。 六、教 具：多媒体课件，学案， 七、教学过程：
析）等三大块内容进行相关典型例题的分析
及强化练习：
先用PPT展示相应例题，先让学生思考，
再点拨及启发。然后做学案上的强化练习，
教师巡查，然后就学生解答中出现的问题进
行分析。
加强 学生 综合 解题 能力
教师 引导 总结 突破 重点 难点
教师小结：本章的学习方法：1、抓基础， 善用类比加强对概念的理解；2、抓主线， 抓住电场的力的性质及能的性质这条主线； 3、注意考虑利用功能关系解题，分析带电 粒子在电场中的运动时，要画受力图 作业：完成导学案上剩下的题目；再次复习 辅助教材中关于本章的主要概念，加深理 解。
0(＜0)，则电势变高(低)；
③根据电场线方向，顺(逆)着电场线方向，
电势越来越低(高)；
④根据电势差，若UAB＞0(＜0），则ΦA＞ 思考及完成
ΦB(ΦA＜ΦB)；
练习
⑤根据场强方向，场强方向即为电势降低最
快的方向．
(2)怎样比较电势能的多少？
启发学生用多种方法判断，将学生回答归 做笔记
纳，可能方法有：
①可根据电场力做功的正负判断，若电场力
对移动电荷做正(负)功，则电势能减少(增
加)；
②将q、Φ带符号代入εP =qΦ计算，若εP＞
0(＜0)，则电势能增加(减少)．
教师巡查学生练习的情况，把学生解答中出
现的类似错误及典型错误用投影机演示，作
有针对性的讲解。
针对静电力、电场的研究及电场的应用（带
电粒子在电场中的运动及电容器的动态分
高中物理粤教版（选修3-1）
第一章《电场》教学设计
中山市古镇高级中学 张慧莹 2013年4月
一、教学内容分析 本章的概念比较多，应引导学生抓住力与能这条主线，以
把整章的知识联系起来，并重视电场与其他物理知识的联系， 巧用类比，加深理解。另外，受力分析是解题的基础，应强调 学生要画受力图。本章知识的命题频率较高且有相当难度的集 中在电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中的运动这两 个知识点上，尤其在与力学和磁场等内容综合时，巧妙地把电 场概念、磁场力、牛顿运动定律和功能原理等联系在一起，对 学生能力有较大要求。 二、学情分析
教学环 节
教师活动
学生活动
教学 目的
（一） 本章的主要内容可分为下面几大块： 梳理基 一、静电、静电力（三种起电方法，两个规 础知识 律：电荷守恒定律、库仑定律）
二、电场的研究（两种性质和相互关系） 1、两种性质：力的性质及能的性质 2、两种相互关系：电场力做功与电势能变 化的关系、电场强度与电势差的关系 三、电场的应用（示波器和电容器） 1、示波器：带电粒子在电场中的加速和偏 转 2、电容器：电容器的工作过程与动态分析 （用PPT演示基础知识的填空题，让学生边 回答，再对重要的知识难点加以解释）
学生通过新课的学习，已经本章内容有一定的认识，但是 由于本章涉及的概念较多，也比较抽象，因此在复习时，要对 主要知识点进行疏理，并要针对学生不理解的、容易混淆的概 念，运用类比的方法帮助学生理解及区分，同时按学生的实际 水平，选择难度适当并有代表性的题目进行分析并加以练习强 化。 三、教学目标： （一）知识目标 1．加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点 概念。 2．在熟练掌握上述概念的基础上，能够分析和解决一些物理 问题。 3．通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学
先利用学案 中的框图， 对本章知识 要点进行梳 理，然后解 答PPT中提出 的问题。
对主 要知 识点 进行 梳 理， 建立 知识 结构
（二） 一、电场强度E(矢量)的理解．
思考并讨
难点辨 析，专 项练习 及讲解
电场强度E是电场本身的一种特性，与检验 论、回答相
电荷存在与否无关．E是矢量．要区别公式 关问题，有
(1)如何判断电势的高低？
加强 对知 识难 点的 理解 及运 用能 力
（三） 综合题 分析及 强化练
（四） 小结、 作业布
启发学生用多种方法判断．然后将学生回答
内容归纳可能方法有：
①根据电势的定义式Φ=W/q，将+q从无穷远
处移至+Q电场中的某点，外力克服电场力做
功越多，则该点的电势越高；
②将q、εP带符号代入Φ=εP /q计算，若Φ＞
E=F/q(定义式)、E=kQ/r2(点电荷电场)、
必要时要做
E=U/d(匀强电场)的物理意义和适用范围．提 笔记再完成
出问题：E既然是矢量，那么如何比较电场 学案中相关
中任两点的场强大小和方向呢？
的专项练习
启发学生用多种方法判断．然后将学生回答
内容归纳．可能方法有：
(1)判断电场强度大小的方法．
①根据定义式E=F/q； ②点电荷电场，E=kQ/r2；
③匀强电场，场强处处相等，且满足
E=U/d；
④电场线密(疏)处场强大(小)．
(2)判断电场强度方向的方法．
①正电荷所受电场力的方向即是该点的场强
方向；
②电场线上每一点的切线方向即是该点的场
强方向；
③电势降低最快的方向就是场强的方向．
教师巡查学生练习的情况，把学生解答中出
现的类似错误及典型错误用投影机演示，作