2016年春高中物理 第1章 静电场章末小结课件 新人教版选修3-1.ppt

成才之路·物理静电场章末小结规律方法知识结构一、电场强度、电势、电势差、电势能的比较[特别提醒]场强为零的点，电势、电势能不一定为零；电势为零的点，场强不一定为零，电势能一定为零；电势能为零的点，场强不一定为零，电势一定为零。如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，则下列说法正确的是()A．a、b、c三点的电势大小关系是φa>φb>φcB．a、b、c三点的电场强度大小关系是Ea>Eb>EcC．a、b间的电势差Uab等于b、c间的电势差D．某检验点电荷在a、b、c三点的电势能大小关系是EPa>EPb>EPc规范解答：电场线是沿直线的电场，通常有如图所示几种情况题中给出一条电场线，不一定是哪一种，因此无法判断各点场强的大小，B错误；不论是何种情况的电场，沿着电场线方向电势总是降低的，即φa>φb>φc，故A正确；匀强电场中(即第4种情况)Uab＝Ubc，非匀强电场中(即前3种情况)只能根据U＝Ed定性分析，C错误；因为不知道检验点电荷的正负，所以无法判定点电荷在各点的大小，D错误。答案：A点评：审题时应特别注意只有一条电场线，无法判断周围电场线的情况。二、用动力学观点解决带电体在电场中的运动1．带电的物体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处于平衡状态，静止或做匀速直线运动；物体也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：力的平衡条件，即F合＝0或Fx＝0，Fy＝0。牛顿第二定律F合＝ma或Fx＝max，Fy＝may，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。(四川雅安中学2013～2014学年高二上学期期末)如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两板间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量q＝10－10C，质量m＝10－20kg，不计粒子的重力作用，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)，已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常数k＝9.0×109N·m2/C2)带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动打在PS上的a点(如图)，设a点离中心线的距离为y：则y＝y1＋y2＝y1＋l1tanθ＝0.12m答案：0.03m0.12m如图负电1.04×10－8C点评：由粒子的受力情况，准确判断出粒子的运动轨迹，是解决此类问题的突破口。三、用能量观点解决带电体在电场中的运动1．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，用能量的观点处理问题是一种简便的方法。处理这类问题，首先要进行受力分析以及各力做功的情况分析，再根据做功情况选择合适的规律列式求解。常用的规律有动能定理和能量守恒定律。2．常见的几种功能关系(1)只要外力做功不为零，物体的动能就要改变(动能定理)。(2)静电力只要做功，物体的电势能就要改变，且静电力做的功等于电势能的减少量。如果只有静电力做功，物体的动能和电势能之间相互转化，总量不变(类似机械能守恒定律)。(3)如果除了重力和静电力之外，无其他力做功，则物体的动能、重力势能和电势能三者之和不变。(泰安市2014～2015学年高二调研)如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104N/C，现有质量m＝0.20kg、电荷量q＝8.0×10－4C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知sAB＝1.0m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求：(g取10m/s2)(1)带电体第1次运动到圆弧形轨道C点时的速度；(2)带电体最终停在何处；(3)带电体从开始运动到停止的整个过程中产生的热量。(3)解法一：整个过程中产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即Q＝μmgsAB＋μqEh代入数据解得Q＝7.67J解法二：整个过程中电势能的减少量转化为重力势能和内能，即Q＝qE(sAB＋R)－mg(R＋h)代入数据解得Q＝