2014-2015學(xué)年高中物理 第一章 電 場章末知識(shí)整合 粵教版選修

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1、 【金版新學(xué)案】2014-2015學(xué)年高中物理 第一章 電 場章末知識(shí)整合 粵教版選修3-1 1 / 14 專題一　對電場性質(zhì)的描述——“力”的描述 電場強(qiáng)度三個(gè)公式的比較 公式 物理意義 引入過程 適用范圍 E＝ 是電場強(qiáng)度大小的定義式 F與q成正比，E與F、q無關(guān)，反映某點(diǎn)電場力的性質(zhì) 適用于一切電場，q為試探電荷的電荷量 (續(xù)上表) E＝k 是真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的決定式 由E＝和庫侖定律導(dǎo)出 真空中Q為場源電荷的電荷量 E＝ 是勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的決定式

2、 由F＝Eq和W＝qU導(dǎo)出 勻強(qiáng)電場 　在一個(gè)等邊三角形ABC頂點(diǎn)B、C處各放一個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，測得A處的電場強(qiáng)度大小為E，方向與BC邊平行沿B指向C如圖所示，拿走C處的電荷后，A處電場強(qiáng)度的情況是(　　) A．大小仍為E，方向由A指向B B．大小仍為E，方向由B指向A C．大小變?yōu)?，方向未? D．無法確定 解析：由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的性質(zhì)可知，B、C處點(diǎn)電荷在A點(diǎn)電場強(qiáng)度方向分別沿BA、AC連線方向，又根據(jù)矢量的分解與合成知道，B、C處點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小均為E，方向分別為B指向A，由A指向C，拿走C處電荷后，只剩下B處點(diǎn)電荷的電場，故選項(xiàng)B正確． 答

3、案：B 專題二　對電場性質(zhì)的描述——“能”的描述 電場強(qiáng)度、電勢、電勢差的比較 名稱 電場強(qiáng)度 電勢 電勢差 物理 意義 描述電場力的性質(zhì) 描述電場能的性質(zhì) 描述電場力做功的本領(lǐng) 定義 式 E＝ φ＝ ＝ 標(biāo)矢 性 矢量，方向?yàn)榉旁陔妶鲋械恼姾傻氖芰Ψ较? 標(biāo)量，有正負(fù)，正負(fù)只表示大小 標(biāo)量，有正負(fù)，正負(fù)只表示A、B兩點(diǎn)電勢的高低 決定 因素 E由電場本身的性質(zhì)決定，與試探電荷無關(guān) 電勢由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)，大小與參考點(diǎn)的選取有關(guān)，有相對性. 由電場本身和兩點(diǎn)的電勢決定，與試探電荷無關(guān)，與參考點(diǎn)的選取無關(guān) 聯(lián)系

4、勻強(qiáng)電場中＝Ed(d為A、B兩點(diǎn)間沿電場強(qiáng)度方向上的距離)；電勢沿電場強(qiáng)度的方向降低最快；＝φA－φB；＝－＝ 　如圖所示，平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E＝1.2V/m，極板間距離d＝5 cm，電場中C和D分別到A、B兩板距離均為0.5 cm，B板接地．求： (1)C和D兩點(diǎn)的電勢、兩點(diǎn)間電勢差各為多少？ (2)將點(diǎn)電荷q＝2C從C勻速移到D時(shí)外力做多少功？ 解析：由于B板接地，則B板電勢φ＝0.又因A、B板間的電場為勻強(qiáng)電場，根據(jù)公式U＝Ed可計(jì)算出C、D兩點(diǎn)與B板的電勢差．從而可計(jì)算出C、D兩點(diǎn)的電勢．再根據(jù) ＝易計(jì)算出將q從C勻速移至D時(shí)

5、電場力所做的功等于外力做功的多少． (1)因正極板接地，板間各點(diǎn)電勢均小于零，則、均大于零，由U＝Ed得 ＝＝1.20.5 V＝0.6 V 又＝φB－φD，且φB＝0，所以φD＝－0.6 V 由于＝5 cm－0.5 cm＝4.5 cm＝4.5 m， 所以＝－＝－1.24.5 V＝－5.4 V. 又＝φC－φB，φB＝0，得φC＝－5.4 V. 所以＝φC－φD＝－5.4 V－(－0.6 V)＝－4.8 V. (2)將點(diǎn)電荷從C勻速移到D時(shí)，外力對電荷做了正功，其值和電場力做功相等 ＝||＝|2(－4.8)| J＝9.6 J. 答案：(1) φC＝－5.4 V　φD＝－0.6

6、 V，＝－4.8 V (2) ＝9.6 J 專題三　電場強(qiáng)度的求解 1．E＝適用于一切電場，q為試探電荷的電荷量，E與F、q無關(guān)． 2．E＝k是真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的決定式，真空中Q為場源電荷的電荷量，由Q和r共同決定． 3．E＝是勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度的決定式，只適用于勻強(qiáng)電場，d是沿電場線方向的距離． 　如圖所示，在真空中的O點(diǎn)放一點(diǎn)電荷Q＝1.0 C，直線MN通過O點(diǎn)，OM的距離r＝0.3 m，M點(diǎn)放一點(diǎn)電荷q＝－2 C，求： (1)求q在M點(diǎn)受到的作用力 (2)M點(diǎn)的場強(qiáng) (3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng) (4)M、N場強(qiáng)哪點(diǎn)大？ 解析：根據(jù)題意，Q是形成

7、電場的電荷，q為試探電荷． (1) 根據(jù)庫侖定律：＝k＝1.0 N＝1.0 N 方向：沿OM指向O (2)M點(diǎn)的場強(qiáng) ＝＝N/C＝100 N/C 方向：沿OM連線背離O (3)拿走M(jìn)后場強(qiáng)不變 ＝＝N/C＝100 N/C 方向：沿OM連線背離O (4)根據(jù)公式E＝k可知：因?yàn)?，所以M點(diǎn)的場強(qiáng)大于N點(diǎn)的場強(qiáng) 答案：(1)1.0 N　方向沿OM指向O　(2)100 N/C 方向沿OM連線背離O　(3)100 N/C　 方向沿OM連線背離O　(4) ＞ 專題四　電場力做功的特點(diǎn)及計(jì)算方法 1．電場力做功特點(diǎn)：電場力做功與路徑無關(guān)，只與電荷的電荷量Q和初、末位置的電勢

8、差U有關(guān)；沿著等勢面移動(dòng)電荷，電場力不做功． 2．電場力做功的計(jì)算方法 (1)＝ (普遍適用) (2)W＝qElcos θ(適用于勻強(qiáng)電場) (3) ＝＝－ (從能量角度求解) (4)＋＝ (由動(dòng)能定理求解) 　將電荷量為6的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做功3 J，再將該電荷從B移動(dòng)到C點(diǎn)，電場力做了1.2 J的功，則該電荷從A移到B，再從B移到C的過程中，電勢能改變了多少？ 解析：解法一：A、C兩點(diǎn)的電勢差： ＝＝V＝3 V 所以電勢能的變化量 ＝＝＝63 J＝1.8 J 即電荷的電勢能增加 解法二：＝＝＝－()＝1.8 J 答案：1.8 J

9、專題五　帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng) 1．帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的處理 (1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)． (2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力． 2．帶點(diǎn)粒子在電場中加速 (1)處理方法 ：利用動(dòng)能定理 (2)適用范圍：任何電場 3．帶電粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn) (1)條件：帶電粒子垂直于電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場() (2)處理方法：類平拋運(yùn)動(dòng) ①沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝ ②沿電場方向，做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 　

10、如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m、電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓加速后，獲得速度，并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓作用后，以速度v離開電場．已知平行板長為L，兩板間距離為d，(重力忽略不計(jì))求： (1) 的大?。? (2)離子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t. (3)離子在偏轉(zhuǎn)電場中受到的電場力的大小F. (4)離子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度． (5)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的豎直速度. (6)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v的大小． (7)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的豎直偏移量y. (8)離子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tan θ. 解析：(1)不管加速

11、電場是不是勻強(qiáng)電場W＝qU都適用，所以由動(dòng)能定理得：＝，所以＝. (2)由于偏轉(zhuǎn)電場是勻強(qiáng)電場，所以離子做類平拋運(yùn)動(dòng)，即垂直電場方向?yàn)樗俣葹榈膭蛩龠\(yùn)動(dòng)，平行電場方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)． 所以在垂直電場方向：t＝＝L. (3)E＝，F(xiàn)＝Eq＝. (4)a＝＝. (5) ＝at＝. (6)v＝＝. (7)y＝＝＝ (和帶電粒子q，m無關(guān)，只取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場)． (8)tan θ＝＝ (和帶電粒子q，m無關(guān)，只取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場)． 答案：(1) 　(2)L　(3) 　(4) (5) 　(6) 　(7) (8) 點(diǎn)評：(1)初速度為零的不

12、同帶電粒子，經(jīng)過同一加速電場、偏轉(zhuǎn)電場，打在同一屏上的偏轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)位移相同． (2)初速度為零的帶電粒子，經(jīng)同一加速電場和偏轉(zhuǎn)電場后，偏轉(zhuǎn)角θ、偏轉(zhuǎn)位移y與偏轉(zhuǎn)電壓成正比，與加速電壓成反比，而與帶電粒子的電荷量和質(zhì)量無關(guān)． (3)在結(jié)論(1)的條件下，不同的帶電粒子都像是從L/2處沿末速度方向以直線射出一樣，當(dāng)電性相同時(shí)，在光屏上只產(chǎn)生一個(gè)亮點(diǎn)，當(dāng)電性相反時(shí)，在光屏上產(chǎn)生兩個(gè)中心對稱的亮點(diǎn)． 　某帶電粒子僅在電場力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，可以判定(　　) A．粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度 B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能

13、小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能 C．粒子在A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能 D．電場中A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢 解析：由電場線的疏密可知場強(qiáng)的大小，所以粒子的加速度＞；由定性畫出的等勢面并根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可知電勢φA＞φB；由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲趨向可知電場力做正功，所以動(dòng)能、電勢能的變化情況為＞、＞，選項(xiàng)B正確． 答案：B ?規(guī)律小結(jié)：帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)正負(fù)功的判斷 （1）粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向，粒子合力方向一定沿電場線指向軌跡彎曲的凹側(cè). （2）電場力與速度方向夾角小于90，電場力做正功，夾角大于90，電場力做負(fù)功. 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！