第2章 章末综合提升-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

[体系构建] [核心速填] 一、基本概念 1．电势能：电荷在电场中具有的势能，叫作电势能。电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功。 2．电势：电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值，叫作该点的电势，用符号φ表示，φ＝。 3．等势面：电场中电势相等的点构成的面，处于静电平衡状态的导体是等势体。 4．电势差：电场中两点电势之差，用符号UAB表示A、B两点的电势差。 二、基本关系 1．电场力做功与电势能变化的关系 2．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB＝－UBA。 3．电场力做功与电势差的关系：WAB＝qUAB。 4．电场强度与电势差的关系：UAB＝EdAB。 三、电容器 1．电路中具有储存电荷功能的装置叫作电容器。平行板电容器是最简单的电容器。 2．电容：电容器所带电荷量Q与两极板间电势差U的比值叫作电容器的电容，用符号C表示，C＝。 电场力做功与电势、电势差、电势能的综合 1.利用静电力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB。 2．利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场。 3．利用公式WAB＝qUAB求解，此公式适用于任意电场。 4．利用动能定理求解。 【例1】　(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电 场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是(　　) A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 思路点拨：解此题注意以下两点： ①根据电场力做功和粒子的电性判断电场方向。 ②根据动能的变化分析计算相邻等势面的电势差。 AB　[电子在等势面b时的电势能为E＝qφ＝－2 eV，电子由a到d的过程中电场力做负功，电势能增加6 eV，由于相邻两等势面之间的距离相等，故相邻两等势面之间的电势差相等，则电子由a到b、由b到c、由c到d、由d到f电势能均增加2 eV，则电子在等势面c的电势能为零，等势面c的电势为零，A正确。由以上分析可知，电子在等势面d的电势能应为2 eV，C错误。电子在等势面b的动能为8 eV，电子在等势面d的动能为4 eV，由公式Ek＝mv2可知，该电子经过平面b时的速率为经过平面d时速率的倍，D错误。如果电子的速度与等势面不垂直，则电子在该匀强电场中做曲线运动，所以电子可能到达不了平面f就返回平面a，B正确。] [一语通关]　 (1)匀强电场中电场线与等势面垂直，沿电场线方向电势降低。 (2)电场力做正功电势能减小，动能增加，动能与电势能的和不变。 1．(多选)如图所示的三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面，电势分别为7 V、14 V、21 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，下列说法正确的是(　　) A．粒子一定带负电荷 B．粒子在a、b、c三点所受合力不相同 C．粒子运动轨迹一定是a→b→c D．粒子在三点的电势能大小为Epb＞Epa＞Epc AD　[由等势面特点知，该电场为匀强电场，电场线方向向上，而粒子受电场力方向向下，故粒子一定带负电，故A正确；匀强电场中粒子所受的电场力是恒力，所以粒子在a、b、c三点所受合力相同，故B错误；运动轨迹不能反映运动方向，故C错误；根据推论：负电荷在电势高处电势能小，动能大，则知负电荷在b点电势能最大，故应有Epb＞Epa＞Epc，故D正确。] 电场中的图象问题　　 在考查电场中的基本概念时，往往给出与电场分布有关的图象，如：E­x图象、φ ­x图象、Ep­x图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：v­t图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、截距、“面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题。 几种常见图象的特点及规律 v­t图象 根据v­t图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势高低及电势能变化 φ­x图象 ①电场强度的大小等于φ­x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ­x图线存在极值，其切线的斜率为零；②在φ­x图象中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向；③在φ­x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正、负，然后做出判断 E­t图象 根据题中给出的E­t图象，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布 E­x图象 ①反映了电场强度随位移变化的规律；②E＞0表示场强沿x轴正方向，E＜0表示场强沿x轴负方向；③图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定 Ep­x图象 ①