高中物理 第一章 靜電場(chǎng)章末總結(jié)課件 新人教版選修31.ppt

章末總結(jié) 第一章靜電場(chǎng) 內(nèi)容索引 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 題型探究 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 1 靜電場(chǎng) 靜電力 庫侖定律 條件 真空中的 大小 f 電場(chǎng)強(qiáng)度 大小 e 定義式 e 決定式 方向 受力方向 電場(chǎng)線 意義 表示電場(chǎng) 特點(diǎn) 不閉合 不相交 垂直于等勢(shì)面 點(diǎn)電荷 正電荷 強(qiáng)弱 方向 靜電場(chǎng) 電場(chǎng)能 電勢(shì) 標(biāo)量 有正負(fù) 與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān) 電勢(shì)差 uab 標(biāo)量 有正負(fù) 等勢(shì)面 形象地描述電場(chǎng)中電勢(shì)的分布 a b 靜電力做功 wab wab quab epa epb 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系 沿場(chǎng)強(qiáng)的方向電勢(shì)降落最快 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 e 靜電場(chǎng) 電容器的電容 電容定義式 c 電容大小決定式 c 平行板電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 加速 利用或 求解 偏轉(zhuǎn) 利用求解 動(dòng)能定理 牛頓第二定律結(jié) 合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律 應(yīng)用 2 題型探究 一 電場(chǎng)中的平衡問題 1 庫侖力實(shí)質(zhì)上就是電場(chǎng)力 與重力 彈力一樣 它也是一種基本力 帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡問題實(shí)際上屬于力學(xué)平衡問題 只是多了一個(gè)電場(chǎng)力而已 2 求解這類問題時(shí) 需應(yīng)用有關(guān)力的平衡知識(shí) 在正確的受力分析的基礎(chǔ)上 運(yùn)用平行四邊形定則 三角形定則或建立平面直角坐標(biāo)系 應(yīng)用共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 靈活運(yùn)用方法 如合成分解法 矢量圖示法 相似三角形法 整體法等 去解決 例1 多選 如圖1所示 在一電場(chǎng)強(qiáng)度沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 用一絕緣細(xì)線系一帶電小球 小球的質(zhì)量為m 電荷量為q 為了保證當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為60 時(shí) 小球處于平衡狀態(tài) 則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小可能為 答案 解析 圖1 取小球?yàn)檠芯繉?duì)象 它受到重力mg 細(xì)線的拉力f和電場(chǎng)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 f和eq的合力與mg是一對(duì)平衡力 根據(jù)力的平行四邊形定則可知 當(dāng)電場(chǎng)力eq的方向與細(xì)線拉力方向垂直時(shí) 電場(chǎng)力最小 如圖所示 則eq mgsin60 得最小場(chǎng)強(qiáng)e 所以 選項(xiàng)a c d正確 求解電場(chǎng)力的最小值的方法是對(duì)物體進(jìn)行受力分析 利用圖解法求最小值 針對(duì)訓(xùn)練如圖2所示 質(zhì)量為m 電荷量為q的帶電小球a用絕緣細(xì)線懸掛于o點(diǎn) 帶有電荷量也為q的小球b固定在o點(diǎn)正下方絕緣柱上 其中o點(diǎn)與小球a的間距為l o點(diǎn)與小球b的間距為當(dāng)小球a平衡時(shí) 懸線與豎直方向夾角 30 帶電小球a b均可視為點(diǎn)電荷 靜電力常量為k 則 圖2 答案 解析 由題意知 abo 30 分析a球受力 如圖所示 將ft f合成 由幾何知識(shí)知f ft及合力f合組成的平行四邊形為菱形 則f ft 二 電場(chǎng)中功能關(guān)系的應(yīng)用帶電物體在電場(chǎng)中具有一定的電勢(shì)能 同時(shí)還可能具有動(dòng)能和重力勢(shì)能等 因此涉及到電場(chǎng)有關(guān)的功和能的問題應(yīng)優(yōu)先考慮利用動(dòng)能定理和能量守恒定律求解 例2如圖3所示 帶電荷量為q的正電荷固定在傾角為30 的光滑絕緣斜面底部的c點(diǎn) 斜面上有a b兩點(diǎn) 且a b和c在同一直線上 a和c相距為l b為ac的中點(diǎn) 現(xiàn)將一帶電小球從a點(diǎn)由靜止釋放 當(dāng)帶電小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度正好又為零 已知帶電小球在a點(diǎn)處的加速度大小為靜電力常量為k 求 1 小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的加速度大小 圖3 答案 解析 帶電小球在a點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得 帶電小球在b點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得 2 b和a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 用q和l表示 答案 解析 由a點(diǎn)到b點(diǎn)對(duì)小球運(yùn)用動(dòng)能定理得 三 帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1 帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是指帶電體在運(yùn)動(dòng)過程中同時(shí)受到電場(chǎng)力及其他力的作用 較常見的是在運(yùn)動(dòng)過程中 帶電體同時(shí)受到重力和電場(chǎng)力的作用 2 由于帶電體在電場(chǎng)和重力復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)綜合電場(chǎng)力 電勢(shì)能的力學(xué)問題 研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的研究方法相同 它同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解 力的獨(dú)立作用原理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 動(dòng)能定理 功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律 例3如圖4所示 abcdf為豎直放在場(chǎng)強(qiáng)為e 104v m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道 其中軌道的bcdf部分是半徑為r 0 2m的圓形軌道 軌道的水平部分與圓相切于b點(diǎn) a為水平軌道上的一點(diǎn) 而且ab之間的距離s 0 6m 把一質(zhì)量m 0 1kg 帶電荷量q 1 10 4c的小球放在水平軌道的a點(diǎn)由靜止開始釋放 小球在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng) g取10m s2 求 1 小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度的大小 圖4 答案 解析 2 小球到達(dá)d點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力 答案 解析 1n 方向豎直向上 解得fn 1n 方向豎直向下 由牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?n 方向豎直向上 3 若讓小球安全通過軌道 開始釋放點(diǎn)離b點(diǎn)的最小距離 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 解析 0 62m 小球受到的豎