2018-2019版高中物理 第一章 電場電流章末整合學(xué)案 新人教版選修1 -1.doc

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第一章 電場電流 章末整合 一、對電荷守恒定律的理解 1.“總量”：指電荷的代數(shù)和. 2.起電過程的本質(zhì)：電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是說物體所帶電荷的重新分配. 3.兩完全相同的金屬球接觸后將平分電荷，即Q1′＝Q2′＝，Q1和Q2可以是同種電荷，也可以是異種電荷. 例1　下面關(guān)于電現(xiàn)象的敘述，正確的是(　　) A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電，橡膠棒無論與什么物體摩擦都帶負電 B.摩擦可以起電，是普遍存在的現(xiàn)象，相互摩擦的兩個物體總同時帶等量的異種電荷 C.摩擦帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，呈電中性的物體得到電子就一定顯負電性，失去電子就一定顯正電性 D.摩擦起電的過程，是通過摩擦創(chuàng)造了等量異種電荷的過程 答案　BC 解析　物體間通過摩擦做功，使電子獲得能量擺脫原子核的束縛而發(fā)生轉(zhuǎn)移，哪個物體失去電子決定于其原子核對電子的束縛程度，因此，對同一物體用不同的物體摩擦，該物體可能帶正電，也可能帶負電，故A錯誤；但兩物體間摩擦?xí)r一個物體得到多少電子，對方必定失去多少電子，故B正確；呈電中性的物體得到電子必定帶負電，反之帶正電，故C正確；摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷的轉(zhuǎn)移，故D錯誤. 變式訓(xùn)練1　原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，然后，乙、丙分開，最后，得知甲物體帶正電1.6 10－15 C，丙物體帶電810－16 C.則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況下列說法中正確的是(　　) A.乙物體一定帶有負電荷810－16 C B.乙物體可能帶有負電荷2.410－15 C C.丙物體一定帶有正電荷810－16 C D.丙物體一定帶有負電荷810－16 C 答案　AD 解析　由于甲、乙、丙原來都不帶電，即都沒有凈電荷，甲、乙摩擦導(dǎo)致甲失去電子而帶1.610－15 C正電，乙物體得到電子而帶1.610－15 C的負電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，從而使一部分負電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上，故可知乙、丙兩物體都帶負電荷，由電荷守恒可知，乙最終所帶負電荷為1.610－15 C－810－16 C＝810－16 C，故A、D正確. 二、對電場強度、電場線的理解 1.電場強度E＝由電場本身決定，與放入其中的試探電荷無關(guān). 2.電場線是為形象地描述抽象的電場而引入的假想曲線.電場線上每一點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致. 3.同一幅圖中，電場線的疏密程度可定性地表示電場強度的大小.電場線越密的地方，場強越大；電場線越稀的地方，場強越小. 圖1－1 4.電場線任一點順著電場線的切線方向，就表示該點電場強度的方向，如圖1－1所示. 例2　用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的場強大小與方向.如圖 1－2所示是兩個不等量異種點電荷形成電場的電場線，A、B是電場中的兩點，則(　　) 圖1－2 A.EA＜EB，方向不同 B.EA＜EB，方向相同 C.EA＞EB，方向不同 D.EA＞EB，方向相同 答案　C 解析　電場線的疏密表示電場強度的大小，電場線的切線方向表示電場強度的方向，所以EA＞EB，方向不同，故C正確，A、B、D錯誤. 變式訓(xùn)練2　如圖1－3所示是靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是(　　) 圖1－3 A.這個電場可能是負點電荷產(chǎn)生的電場 B.將帶正電的試探電荷q放在A點比放在B點受到的電場力大 C.將帶正電的試探電荷q放在A點比放在B點受到的電場力小 D.A點的場強比B點的場強小 答案　B 解析　根據(jù)電場線的分布可知，這個電場可能是正點電荷產(chǎn)生的電場，A錯； EA＞EB，D錯；由F＝Eq可知，B對，C錯. 三、庫侖定律的理解及應(yīng)用 1.大?。阂罁?jù)F＝k，q1、q2代入絕對值計算. 2.方向：沿連線方向，且同種電荷相斥，異種電荷相吸. 3.相互性：兩個點電荷間的庫侖力為相互作用力，滿足牛頓第三定律. 例3　關(guān)于庫侖定律的理解，下面說法正確的是(　　) A.對任何帶電體之間的靜電力計算，都可以使用庫侖定律公式 B.只要是點電荷之間的靜電力計算，都可以使用庫侖定律公式 C.兩個點電荷之間的靜電力，無論是在真空中還是在介質(zhì)中，一定是大小相等、方向相反的 D.摩擦過的橡膠棒吸引碎紙屑，說明碎紙屑一定帶正電 答案　C 解析　庫侖定律的適用條件為真空中的兩點電荷，庫侖力作用滿足牛頓第三定律. 變式訓(xùn)練3　真空中有甲、乙兩個點電荷，相距為r，它們間的靜電力為F.若甲的電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍，乙的電荷量變?yōu)樵瓉淼?，距離變?yōu)?r，則它們之間的靜電力變?yōu)?　　) A.3F B. C. D. 答案　B 解析　設(shè)甲、乙兩點電荷原來的電荷量分別為q1、q2，則F＝k，改變兩點電荷位置及電荷量后，設(shè)兩點電荷電荷量分別為q1′、q2′，則F′＝k，將q1′＝2q1，q2′＝q2及r′＝2r代入有F′＝F. 章末檢測(一) 一、單項選擇題 1.根據(jù)電場強度的定義式E＝，在國際單位制中，電場強度的單位是(　　) A.牛/庫 B.牛/焦 C.焦/庫 D.庫/牛 答案　A 2.下列哪些措施是為了防止靜電產(chǎn)生的危害(　　) A.在高大的建筑物頂端裝上避雷針 B.在高大的建筑物頂端安裝電視公用天線 C.在高大的煙囪中安裝靜電除塵器 D.靜電噴漆 答案　A 3.下圖所示的四種電場中，分別標記有a、b兩點，其中a、b兩點電場強度相同的是(　　) 答案　D 4.下列說法正確的是(　　) A.導(dǎo)體中電荷只要運動就形成電流 B.當導(dǎo)體中沒有電流時，里面的電荷都是靜止的 C.導(dǎo)體中形成電流的條件是只要有大量的可以自由移動的電荷 D.電流可能是正電荷定向移動形成的，也可能是負電荷定向移動形成的 答案　D 解析　電荷只有定向移動才形成電流，雜亂無章的移動不能形成電流，A錯；無電流時，電荷也是運動的，只不過不是定向移動，B錯；只有自由電荷而無電壓是不能形成電流的，C錯；通電的電解液中，正、負電荷定向移動，方向相反，D正確. 5.掃地機器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃，如圖1－4為“iRobot”掃地機器人，已知其電池容量2 000 mAh，額定工作電壓15 V，額定功率30 W，則下列說法正確的是(　　) 圖1－4 A.掃地機器人的電阻是10Ω B.題中“mAh”是能量的單位 C.掃地機器人正常工作時的電流是2 A D.掃地機器人充滿電后一次工作時間約為4 h 答案　C 解析　掃地機器人不是純電阻，無法求出其電阻為10 Ω，A錯誤；mAh是電荷量單位，不是能量單位，B錯誤；由P＝UI可得I＝＝2 A，C正確；工作時間t＝＝1 h，D錯誤. 6.下列圖中，絕緣細繩一端固定在O點，另一端系一個質(zhì)量為m，帶電量為＋q的小球.為了使小球能靜止在圖中所示位置，可以加一個與紙面平行的勻強電場，則所加電場方向符合要求的是(細繩總是張緊的)(　　) 答案　D 解析　A、B、C圖中帶電小球受重力、電場力和細繩的拉力，三個力均不能使小球處于靜止狀態(tài)，只有D圖中，小球受豎直向下的重力，水平向右的電場力及細繩的拉力，有可能使小球處于平衡狀態(tài)，故D正確，A、B、C錯誤. 二、多項選擇題 7.下列說法正確的是(　　) A.電荷只有兩種，即正電荷和負電荷 B.所有帶電體的電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍 C.電荷守恒定律在各種變化中都成立 D.摩擦?xí)r失去電子的物體帶負電 答案　ABC 解析　自然界中只有正、負兩種電荷，A正確；元電荷是帶電體所帶的最小電荷量，某一帶電體所帶電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍，B正確；電荷守恒定律是一個普遍規(guī)律，任何情況下都遵守，C正確；失去電子的物體帶正電，D錯誤. 8.下列關(guān)于電場強度的敘述正確的是(　　) A.電場中某點的場強大小等于單位電荷在該點受到的電場力大小 B.電場中某點的場強與該點試探電荷所受的電場力成正比 C.電場中某點的場強方向就是試探電荷在該點所受電場力的方向 D.電場中某點的場強與該點有無試探電荷無關(guān) 答案　AD 解析　用E＝來定義場強并規(guī)定在電場中某點正點電荷的受力方向為場強的方向，負點電荷的受力方向與場強方向相反.無論采用怎樣的試探電荷q，E＝對電場中的給定點是相同的，不存在“E與F成正比，與q成反比”之說，電場是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，電場中某點的場強大小和方向與該點有無試探電荷無關(guān)，與試探電荷電荷量多少和電性無關(guān).故A、D正確. 9.關(guān)于電容器和電容，下列說法正確的是(　　) A.電容器貯存電荷的同時也就貯存了電能 B.給電容器充電時，兩極板分別帶上等量的異號電荷 C.電容器不帶電時電容為零 D.平行板電容器的兩極板越近，電容越大 答案　ABD 解析　電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，由電容器本身決定，與帶電與否無關(guān)，故C錯. 10.關(guān)于電場線的以下說法中，正確的是(　　) A.電場線密的地方，電場強度大 B.沿電場線的方向，電場強度越來越小 C.電場線越密的地方同一電荷受的靜電力就越大 D.順著電場線移動電荷，電荷受靜電力大小一定不變 答案　AC 解析　電場線的疏密程度表示電場強度E的大小，電場線越密，E越大，由F＝qE知，同一電荷受力越大.若電場線的疏密變了，則電荷受靜電力大小也變了，故A、C正確，D錯誤；電場線的方向，表示E的方向，與E的大小無關(guān)，B錯誤. 三、填空和實驗題 11.某電場區(qū)域的電場線如圖1－5所示.A、B是電場中的兩個點，EA、EB表示A、B兩點處的場強，則由圖可知電場強度EA__________EB(填“＞”或“＜”).將一個負點電荷先后放在A、B兩點，用FA、FB分別表示該點電荷在A、B處時所受的電場力，則FA____________FB(填“＞”或“＜”). 圖1－5 答案?。肌。? 解析　根據(jù)圖象很容易發(fā)現(xiàn)，在電場的B點的電場線較密，所以，在A點的電場的強度要比B點的電場的強度小，即EA＜EB；由于EA＜EB，并且是同一個電荷，由F＝qE可知，電荷在A點時受到的電場力要比在B點時受到的電場力小，即FA＜FB. 12.如圖1－6是一種手機電池的標簽，在所標的注意事項中，“防止電池短路”是為了避免電池短路時電流過大，損壞電源.該電池的電動勢為________V，結(jié)合對物理量單位的分析可知，標簽中的“容量”所表示的是物理學(xué)中的________(填“電流”、“電功率”、“電容”、“電荷量”或“熱量”等). 圖1－6 答案　3.7　電荷量 解析　從銘牌上可以看出，該電池的電壓是3.7 V；標簽中的“容量”所表示的是物理學(xué)中的電荷量. 四、計算題 13.甲、乙兩導(dǎo)體球，甲球帶有4.810－16 C的正電荷，乙球帶有3.210－16 C的負電荷，放在真空中相距為10 cm的地方，甲、乙兩球的半徑遠小于10 cm，k＝9.0109 Nm2/C2. (1)試求兩球之間的靜電力，并說明是引力還是斥力？ (2)將兩個導(dǎo)體球相互接觸一會兒，再放回原處，其作用力能求出嗎？是斥力還是引力？ 答案　(1)1.3810－19 N　引力　(2)不能　斥力 解析　(1)因為兩球的半徑都遠小于10 cm，因此可以作為兩個點電荷考慮.由庫侖定律可求：F＝k＝9.0109 N≈1.3810－19 N 兩球帶異種電荷，它們之間的作用力是引力. (2)將兩個導(dǎo)體球相互接觸，首先正負電荷相互中和，還剩余(4.8－3.2)10－16 C的正電荷，這些正電荷將重新在兩導(dǎo)體球間分配，由于題中并沒有說明兩個導(dǎo)體球是否完全一樣，因此我們無法求出力的大小，但可以肯定兩球放回原處后，它們之間的作用力變?yōu)槌饬? 14.一個R＝10 Ω的電阻當它接10 V的電壓時，經(jīng)過1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？ 答案　600 J 解析　Q＝I2Rt＝t＝60 J＝600 J. 15.電荷所帶電荷量q＝3.010－10 C，在電場中的某一點所受的靜電力F＝6.310－7 N，方向豎直向上，試求這一點的電場強度.若在這一點放一電荷量為q1＝6.010－10 C的電荷時， 那么電荷所受靜電力多大？若在這一點不放電荷時，這一點的場強多大？ 答案　2.1103 N/C，方向豎直向上　1.2610－6 N　2.1103 N/C 解析　電場強度是電場本身固有的性質(zhì)，它不因電場中是否放有電荷而改變.電荷在電場中某處所受的電場力是由該處的場強和帶電體的電荷量共同決定的. 根據(jù)場強的定義式可知： E＝＝ N/C＝2.1103 N/C. 方向豎直向上 電荷q1在該點所受的電場力為： F1＝Eq1＝2.11036.010－10 N＝1.2610－6 N 若在該點不放電荷， 該點的場強仍為E＝2.1103 N/C. 16.如圖1－7所示，一質(zhì)量為m的帶電小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，靜止時懸線與豎直方向成θ角. 圖1－7 (1)判斷小球帶何種電荷. (2)若已知電場強度為E、小球帶電荷量為q，求小球的質(zhì)量m. 答案　(1)負電　(2) 解析　(1)小球受力如圖，由于電場力F與場強方向相反，說明小球帶負電. (2)小球的電場力F＝qE， 由平衡條件得：F＝mgtan θ， 則得qE＝mgtan θ， 解得 m＝.