高中物理第一章静电场本章优化总结

栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场本章优化总结栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场知识体系构建栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场专题归纳整合专题一电场中的平衡问题1．同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引，库仑力实质上就是电场力，与重力、弹力一样，它也是一种基本力．注意力学规律的应用及受力分析．2．明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场3．求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析的基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件，灵活运用方法(如合成分解法、矢量图示法、相似三角形法、整体法等)去解决．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场例1如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘细线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q.为了保证当细线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的场强大小可能为()A.mgtan60°qB.mgcos60°qC.mgsin60°qD.mgq栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场【解析】取小球为研究对象，它受到重力mg、细线的拉力F和电场力Eq的作用．因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零，由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力．根据力的平行四边形定则可知，当电场力Eq的方向与细线拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则Eq＝mgsin60°，得最小场强E＝mgsin60°q.所以，选项A、C、D正确．【答案】ACD栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场专题二电场中力和运动关系的应用1．带电的粒子在电场中受到电场力作用，还可能受到其他力的作用，如重力、弹力、摩擦力等，在诸多力的作用下物体可能所受合力不为零，做匀变速运动或变加速运动．2．处理这类问题，就像处理力学问题一样，首先对物体进行受力分析(包括电场力)，再明确其运动状态，最后根据所受的合力和所处的状态选择相应的规律解题．3．相关规律：牛顿第二定律，运动学公式，如匀变速直线运动速度公式、位移公式等，平抛运动知识，圆周运动知识等．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场一质量为m，带电量为＋q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出．在距抛出点水平距离L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场，如图所示，求：(1)小球初速度v0；(2)电场强度E的大小；(3)小球落地时的动能Ek.例2栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场【解析】电场中小球在水平方向上做匀减速运动，受到的电场力F＝qEv0＝at＝Fm·t＝qEtm①竖直方向上：h2＝gt22②又有mv202＝qEL③联立①②③得：v0＝2LghE＝2mgLqh小球落地时的动能：Ek＝mv20/2＋mgh－EqL＝mgh.【答案】(1)2Lgh(2)2mgLqh(3)mgh栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场专题三电场中功能关系的应用带电的物体在电场中具有一定的电势能，同时还可能具有动能和重力势能等．因此涉及与电场有关的功和能的问题可用以下两种功和能的方法来快速简捷的处理．因为功与能的关系法既适用于匀强电场，又适用于非匀强电场，且使用的同时不需考虑中间过程；而力与运动的关系法不仅只适用于匀强电场，而且还需分析其中间过程的受力情况、运动特点等．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场1．用动能定理处理，应注意：(1)明确研究对象、研究过程．(2)分析物体在所研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是负功．(3)弄清所研究过程的初、末状态．2．应用能量守恒定律时，应注意：(1)明确研究对象和研究过程及有哪几种形式的能参与了转化．(2)弄清所研究过程的初、末状态．(3)应用守恒或转化列式求解．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场如图所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板．质量m＝0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回．已知斜面的高度h＝0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30,滑块带电荷q＝－5.0×10－4C．取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.求：例3栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小．(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度．(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留2位有效数字)栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场【解析】(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力为Ff＝μ(mg＋qE)cos37°，设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理(mg＋qE)h－Ffhsin37°＝12mv21，解得v1＝2.4m/s.(2)设滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的最大高度为h1，根据动能定理－(mg＋qE)h1－Ffh1sin37°＝－12mv21，解得h1＝0.10m.栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场(3)滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热量Q＝(mg＋qE)h＝0.96J.【答案】(1)2.4m/s(2)0.10m(3)0.96J栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场专题四带电粒子在交变电场中的运动带电粒子在交变电场中的运动情况一般比较复杂，由于不同时段受力不同，运动也就不同．1．带电粒子在交变电场中的直线运动，是带电体进入电场时的方向跟电场方向平行时，带电体在交变电场力的作用下，做加速、减速交替的直线运动，通常用动力学知识分析求解．2．带电体在交变电场中的偏转，是带电体进入电场时的方向跟电场方向垂直时，带电体在交变电场力的作用下，做类平抛运动，一般根据交变电场的特点进行分段研究．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场如图甲所示，相距d＝15cm的A、B两极板是在真空中平行放置的金属板，当给它们加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场．今在A、B两板之间加上如图乙所示的交变电压，交变电压的周期T＝1.0×10－6s，t＝0时A板的电势比B板的电势高，且U0＝1080V．一个比荷qm＝1.0×108C/kg的带负电荷的粒子在t＝0时刻从B板附近由静止开始运动，不计重力．求：例4栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场(1)当粒子的位移为多大时，速度第一次达到最大，最大值是多少？(2)粒子运动过程中，将与某一极板相碰撞，求粒子碰撞极板时速度的大小．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场【解析】粒子在电场中的运动情况比较复杂，可借助于v­t图象分析运动过程．如图所示为一个周期的v­t图象，以后粒子将重复这种运动．(1)在0～T3时间内，粒子加速向A板运动，当t＝T3时，粒子速度第一次达到最大．根据牛顿第二定律可知，粒子运动的加速度为a＝Fm＝qU0md.设粒子的最大速度为vm，此时位移为x，则x＝at22＝qU02md×T32＝0.04m，vm＝at＝qU0T3md＝2.4×105m/s.栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场(2)粒子在第一个周期的前2T3时间内，先加速后减速向A板运动，位移为xA；粒子后T3时间内，先加速后减速向B板运动，位移为xB.以后的每个周期将重复上述运动，由于粒子在加速和减速运动中的加速度大小相等，所以有xA＝2x＝0.08m，xB＝2×qU0T22md×36＝0.02m．所以粒子在一个周期内的位移x′＝xA－xB＝0.06m．栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场显然，第2个周期末粒子距A板的距离为L＝d－2x′＝0.03m＜0.04m，表明粒子将在第3个周期内的前T3时间内到达A板．设粒子到达A板的速度为v，则由v2＝2ax有v2＝2qU0Lmd解得v≈2.1×105m/s.【答案】(1)0.04m2.4×105m/s(2)2.1×105m/s栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场章末过关检测栏目导引章末过关检测专题归纳整合知识体系构建第一章静电场本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放