新高中物理 第一章 電場章末總結(jié)（含解析）粵教版選修31.doc

【新步步高】2014-2015學年高中物理 第一章 電場章末總結(jié)（含解析）粵教版選修3-1一、電場中的平衡問題求解這類問題時，需應用有關(guān)力的平衡知識首先對物體進行正確的受力分析，在此基礎(chǔ)上運用平行四邊形定則、三角形定則或正交分解法，依據(jù)共點力的平衡條件建立方程求解例1(單選)如圖1所示，在一電場強度沿紙面方向的勻強電場中，用一絕緣絲線系一帶電小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q，為保證當絲線與豎直方向的夾角為60時，小球處于平衡狀態(tài)，則勻強電場的電場強度大小不可能為()圖1a.b.c.d.解析取小球為研究對象，它受到重力mg、絲線的拉力ft和電場力eq的作用因小球處于平衡狀態(tài)，則它受到的合外力等于零，由平衡條件知，ft和eq的合力與mg是一對平衡力，根據(jù)力的平行四邊形定則可知，當電場力eq的方向與絲線的拉力方向垂直時，電場力最小，如圖所示，則eminqmgsin 得emin.所以，該勻強電場的電場強度大小取值范圍為e，故a、c、d選項可能，b選項不可能答案b二、電場中力和運動的關(guān)系帶電粒子在電場中受到電場力作用，還可能受到其他力的作用，如重力、彈力、摩擦力等，在諸多力的作用下物體所受合力可能不為零，做勻變速運動或變速運動；處理這類問題，首先對物體進行受力分析，再明確其運動狀態(tài)，最后根據(jù)其所受的合力和所處的狀態(tài)，合理地選擇牛頓第二定律、運動學公式、平拋運動知識、圓周運動知識等相應的規(guī)律解題例2在真空中存在空間范圍足夠大、水平向右的勻強電場若將一個質(zhì)量為m、帶正電且電荷量為q的小球在此電場中由靜止釋放，小球?qū)⒀嘏c豎直方向夾角為37的直線運動現(xiàn)將該小球從電場中某點以初速度v0豎直向上拋出，求此運動過程中(取sin 370.6，cos 370.8) (1)小球受到的電場力的大小及方向；(2)小球運動的拋出點至最高點之間的電勢差u.解析(1)根據(jù)題設(shè)條件，電場力大小f電mgtan 37mg電場力的方向水平向右(2)小球沿豎直方向做初速度為v0的勻減速運動，到最高點的時間為t，則：vyv0gt0，t沿水平方向做初速度為0的勻加速運動，加速度為aag此過程小球沿電場方向位移為：sat2小球上升到最高點的過程中，電場力做功為：wquf電smv解得u答案(1)mg水平向右(2)三、電場中的功能關(guān)系帶電物體在電場中具有一定的電勢能，同時還可能具有動能和重力勢能等因此涉及到電場有關(guān)的功和能的問題應優(yōu)先考慮利用動能定理和能量守恒定律求解例3(雙選)空間某區(qū)域存在著電場，電場線在豎直面上的分布如圖2所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在該電場中運動，小球經(jīng)過a點時的速度大小為v1，方向水平向右，運動至b點時的速度大小為v2，運動方向與水平方向之間夾角為，a、b兩點之間的高度差與水平距離均為h，則以下判斷中正確的是()圖2a小球由a點運動至b點，電場力做的功wmvmvmghba、b兩點間的電勢差uc帶電小球由a運動到b的過程中，機械能一定增加d帶電小球由a運動到b的過程中，電勢能的變化量為mvmvmgh解析由動能定理知：abwmghmvmv所以wmvmvmgh所以a正確因為u所以uab所以b錯誤因為無法判斷出電場力做功的正負，所以無法判斷機械能的變化，故c錯誤由電場力做的功等于電勢能的變化量可知d正確答案ad1.(電場中的功能關(guān)系)(單選)如圖3所示， a、b、o、c為在同一豎直平面內(nèi)的四點，其中a、b、o沿同一豎直線，b、c同在以o為圓心的圓周(用虛線表示)上，沿ac方向固定有一光滑絕緣細桿l，在o點固定放置一帶負電的小球現(xiàn)有兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電小球a、b均可視為點電荷(a、b之間的靜電力忽略不計)，先將a放在細桿上，讓其從a點由靜止開始沿桿下滑，后使b從a點由靜止開始沿豎直方向下落，則下列說法中正確的是()圖3a從a點到c點，小球a做勻加速運動b小球a在c點的動能等于小球b在b點的動能c從a點到c點，小球a的機械能先增加后減少，但機械能與電勢能之和不變d小球a從a點到c點電場力做的功大于小球b從a點到b點電場力做的功答案c解析從a到c小球a受到的作用力是變力，故不可能做勻加速運動，a錯；b和c在同一個等勢面上，小球a和b在b和c點的電勢能相等，故b、d錯；電場力對小球a先做正功后做負功，故小球a的機械能先增加后減少，小球a只有重力和電場力做功，機械能和電勢能之和不變，故c正確2.(電場中的平衡問題)(單選)如圖4所示， a、b是帶有等量同種電荷的兩小球(可視為點電荷)，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度都是l，懸線上端都固定于同一點o，b球懸線豎直且被固定，a球在力的作用下，于偏離b球s的地方靜止，此時a球受到繩的拉力為ft；現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變a球質(zhì)量的方法，使a球在距b為s處平衡，則此時a受到繩的拉力為()圖4aftb2ftc4ftd8ft答案d解析a球受到重力g、b球?qū)球的靜電力f、繩的拉力ft，如圖所示由共點力平衡條件，g、f、ft三力的圖示必然構(gòu)成封閉三角形，由相似三角形得.由此得ftmg，fmg.當球在s處平衡時，同理可得ftmg，fmg.設(shè)a、b兩球的帶電荷量均為q，由庫侖定律可知f，f.故4，即4.所以m8m.因此ftmg8mg8ft.3(電場中力和運動的關(guān)系)(單選)如圖5甲所示，在平行金屬板m、n間加有如圖乙所示的電壓當t0時，一個電子從靠近n板處由靜止開始運動，經(jīng)1103s到達兩板正中間的p點，那么在3103s這一時刻，電子所在的位置和速度大小為()圖5a到達m板，速度為零 b到達p點，速度為零c到達n板，速度為零 d到達p點，速度不為零答案d解析在1103s的時間里，電子做初速度為零的勻加速直線運動，當t1103s時電子到達p點，之后板間電壓反向，兩極板間的電場強度大小不變，方向和原來相反，電子開始做勻減速直線運動，由于加速度的大小不變，當t2103s時電子到達m板處，且速度減為零隨后電子將反向做勻加速運動，當t3103s時電子又回到p點，且速度大小與第一次經(jīng)過p點時相等，而方向相反故正確選項為d.4(電場中力和運動的關(guān)系)如圖6所示的真空管中，電子從燈絲k發(fā)出(初速度不計)，經(jīng)過電壓為u1的加速電場加速后沿中心線進入兩平行金屬板m、n間的勻強電場中，通過電場后打到熒光屏上的p點處設(shè)m、n板間電壓為u2，兩板距離為d，板長為l1，板右端到熒光屏的距離為l2，已知u1576 v，u2168 v，l16 cm，d3 cm，l221 cm，求：圖6(1)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角的正切值；(2)電子打到熒光屏上的位置p偏離屏中心o的距離答案(1)(2)7 cm解析(1)帶