人教版選修3-1精品學(xué)案第一章靜電場(chǎng)章末總結(jié)學(xué)案（人教版選修3-1）

1、第一章 靜電場(chǎng) 章末總結(jié) 學(xué)案（人教版選修3-1）一、電場(chǎng)的幾個(gè)物理量的求解思路1確定電場(chǎng)強(qiáng)度的思路(1)定義式：E=eq f(F,q).(2)庫(kù)侖定律：E=eq f(kQ,r2)(真空中點(diǎn)電荷)(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，場(chǎng)強(qiáng)的矢量和(4)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系：E=eq f(U,d)(限于勻強(qiáng)電場(chǎng))(5)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向E感=-E外(6)電場(chǎng)線(等勢(shì)面)確定場(chǎng)強(qiáng)方向，定性確定場(chǎng)強(qiáng)2確定電勢(shì)的思路(1)定義式：=eq f(Ep,q).(2)電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系：UAB=A-B.(3)電勢(shì)與場(chǎng)源電荷的關(guān)系：越靠近正電荷，電勢(shì)越高；越靠近負(fù)電荷，電勢(shì)

2、越低(4)電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低(5)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為等勢(shì)面3確定電勢(shì)能的思路(1)與靜電力做功關(guān)系：WAB=EpA-EpB，靜電力做正功，電勢(shì)能減小；靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加(2)與電勢(shì)關(guān)系：Ep=qp，正電荷在電勢(shì)越高處電勢(shì)能越大，負(fù)電荷在電勢(shì)越低處電勢(shì)能越大(3)與動(dòng)能關(guān)系：只有靜電力做功時(shí)，電勢(shì)能與動(dòng)能之和為常數(shù)，動(dòng)能越大，電勢(shì)能越小4確定電場(chǎng)力的功的思路(1)根據(jù)電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能的關(guān)系：電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，WAB=EpA-EpB.(2)應(yīng)用公式WAB=qUAB計(jì)算：符號(hào)規(guī)定是：所移動(dòng)的電荷若為正電荷，q取正值；若為負(fù)電

3、荷，q取負(fù)值；若移動(dòng)過(guò)程的始點(diǎn)電勢(shì)A高于終點(diǎn)電勢(shì)B，UAB取正值；若始點(diǎn)電勢(shì)A低于終點(diǎn)電勢(shì)B，UAB取負(fù)值(3)應(yīng)用功的定義式求解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做的功：W=qElcos .注意：此法只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中求電場(chǎng)力的功(4)由動(dòng)能定理求解電場(chǎng)力的功：W電+W其他=Ek.即若已知?jiǎng)幽艿母淖兒推渌ψ龉η闆r，就可由上述式子求出電場(chǎng)力做的功【例1】 電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，已知a=-500 V，b=1 500 V，將帶電荷量為q=-410-9C的點(diǎn)電荷從a移到b時(shí)，電場(chǎng)力做了多少功？a、b間的電勢(shì)差為多少？變式訓(xùn)練1 如圖1是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E=2102 N/C.現(xiàn)讓一個(gè)電荷量q=-410-8C的電荷沿

4、電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離l=30 cm.試求：(1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化；(2)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差圖1二、電場(chǎng)力做功與能量轉(zhuǎn)化 1帶電的物體在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能，同時(shí)還可能具有動(dòng)能和重力勢(shì)能等機(jī)械能，用能量觀點(diǎn)處理問(wèn)題是一種簡(jiǎn)捷的方法2處理這類問(wèn)題，首先要進(jìn)行受力分析及各力做功情況分析，再根據(jù)做功情況選擇合適的規(guī)律列式求解3常見的幾種功能關(guān)系(1)只要外力做功不為零，物體的動(dòng)能就要改變(動(dòng)能定理)(2)靜電力只要做功，物體的電勢(shì)能就要改變，且靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量，W電=Ep1-Ep2.如果只有靜電力做功，物體的動(dòng)能和電勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，總量不變(類似機(jī)械能守恒)

5、(3)如果除了重力和靜電力之外，無(wú)其他力做功，則物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和電勢(shì)能三者之和不變【例2】 一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)，帶電荷量為2.010-9 C，在電場(chǎng)中將它由a移到b，除電場(chǎng)力之外，其他力做功6.510-5 J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.510-5 J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差a-b=_.變式訓(xùn)練2 如圖2所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，恰好從c點(diǎn)離開電場(chǎng)，離開時(shí)速度為v，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度大小圖2三、處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩條主線帶電粒子在電場(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(wèn)題，研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同

6、，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、功能原理等力學(xué)規(guī)律，研究時(shí)，主要可以按以下兩條線索展開(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第二定律做好受力分析，根據(jù)帶電粒子受到的電場(chǎng)力，用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況(2)功和能的關(guān)系動(dòng)能定理做好受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析，根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子所做的功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動(dòng)能定理或全過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、經(jīng)過(guò)的位移等，這條線索同樣也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)【例3】 如圖3甲所示，在平行金屬板M、N間加有如圖乙所示的電壓當(dāng)t=0時(shí)

7、，一個(gè)電子從靠近N板處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)1.010-3s到達(dá)兩板正中間的P點(diǎn)，那么在3.010-3s這一時(shí)刻，電子所在的位置和速度大小為()A到達(dá)M板，速度為零B到達(dá)P點(diǎn)，速度為零C到達(dá)N板，速度為零D到達(dá)P點(diǎn)，速度不為零 圖3變式訓(xùn)練3如圖4所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)一“L”形的絕緣硬質(zhì)管豎直固定在勻強(qiáng)電場(chǎng)中管的水平部分長(zhǎng)為l1=0.2 m離水平地面的距離為h=5.0 m豎直部分長(zhǎng)為l2=0.1 m一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計(jì)且小球通過(guò)管的彎曲部分(長(zhǎng)度極短可不計(jì))時(shí)沒有能量損失，小球在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力大小為重力的一半求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到管口B時(shí)

8、的速度大?。?2)小球著地點(diǎn)與管的下端口B的水平距離(g=10 m/s2)圖4【即學(xué)即練】1使質(zhì)量相同的一價(jià)正離子和二價(jià)正離子分別從靜止開始經(jīng)相同電壓U加速后，離子速度較大的是() A一價(jià)正離子 B二價(jià)正離子C兩者速度相同 D無(wú)法判斷2. A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度時(shí)間圖象如圖5所示則這一電場(chǎng)可能是()3. 圖6中A、B都是裝在絕緣柄上的導(dǎo)體，A帶正電荷后靠近B發(fā)生靜電感應(yīng)，若取地球電勢(shì)為零，B和地接觸后()圖6A導(dǎo)體B上任意一點(diǎn)電勢(shì)都為零 B導(dǎo)體B上任意一點(diǎn)電勢(shì)都為正C導(dǎo)體B上任意一點(diǎn)電勢(shì)都為負(fù)D導(dǎo)體B上右邊電勢(shì)為

9、正，左邊電勢(shì)為負(fù)4. 空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m的帶正電的微粒水平射入電場(chǎng)中，微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖7所示，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)() A重力做的功相等B電場(chǎng)力做的功相等C電場(chǎng)力做的功大于重力做的功D電場(chǎng)力做的功小于重力做的功5. 已知四個(gè)點(diǎn)電荷q、q、q、q分別分布于邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D處，如圖8所示，則正方形中心處的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq f(3kq,2a2) B0C4eq f(kq,a2) D.eq f(r(5)kq,2a2)6在場(chǎng)強(qiáng)E=1.0102 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有相距d=2.010-2 m的a、b兩點(diǎn)，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差可能為() A1.0 V B2.

10、0 V C3.0 V D4.0 V7帶電粒子以初速度v0垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入平行金屬板形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，它離開時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為y，位移偏角為，下列說(shuō)法正確的是()A粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)B偏角與粒子的電荷量和質(zhì)量無(wú)關(guān)C粒子飛過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間，取決于極板長(zhǎng)和粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度D粒子的偏移距離y，可用加在兩極板上的電壓控制8. 如圖9所示，絕緣光滑半圓軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E，在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖9A小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒B小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)速度最大C小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為3(mg+qE)D小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)