第1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(粤教版)

[体系构建] [核心速填] 一、库仑定律　电场强度 1．元电荷：电荷量为1.6×10－19C的电荷． 2．库仑定律： (1)公式：F＝k，其中k＝9×109N·m2/C2，叫静电力常量． (2)适用条件：真空中的点电荷． 3．电场强度： (1)定义式：E＝，场强是矢量，规定电场强度E的方向为正电荷所受电场力的方向． (2)点电荷的电场强度公式：E＝k． 4．电场线：曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱． 5．匀强电场：场强方向处处相同，大小处处相等的区域称为匀强电场，其电场线是等距的平行线． 二、电势能　电势差　静电平衡 1．电势差： (1)定义式：UAB＝． (2)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φ B．沿着电场线方向，电势越来越低． 2．电场力做功：WAB＝qUAB．具体计算时，q、UAB、WAB均有正、负，该公式适用于一切电场． 3．电场力做功和电势能变化的关系： (1)电场力做正功时，电势能减少；电场力做负功时，电势能增加． (2)电场力做功的多少等于电势能变化量． 4．等势面： (1)跟电场线垂直． (2)在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功． 三、电容　示波管的工作原理 1．电容： (1)定义式为C＝＝． (2)单位：1 F＝1 C/V＝106μF＝1012pF. 2．平行板电容器：C＝. 3．示波管的工作原理——带电粒子在电场中的运动： (1)带电粒子的加速用功能观点分析：qU＝mv2－mv． (2)带电粒子的偏转： ①运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用，做类平抛运动(轨迹为抛物线). ②偏转运动的分析处理方法： 沿初速度方向为速度为v0的匀速直线运动；沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动． ③基本规律：设粒子带电量为q，质量为m，两平行金属板间的电压为U，板长为L，板间距为d. 加速度a＝＝＝；运动时间t＝； 离开电场的偏转量y＝＝； 速度的偏转角tan θ＝＝． 电场中的平衡问题 1．库仑力与重力、弹力一样，它也是一种基本力．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． 2．求解这类问题时，在正确的受力分析的基础上，正确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． 【例1】　如图所示，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的是(　　) A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷 C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比为 D　[对c，受到重力、环的支持力以及a与b的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有a对c的库仑力的分力与b对c的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a与b对c的作用力都是吸引力，或都是排斥力，则a与b的电性必定是相同的；a与b带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，水平方向有支持力的向右的分力、b对a的库仑力向左的分力、c对a的库仑力的分力，若a要平衡，则c对a的库仑力沿水平方向的分力必须向右，所以c对a的作用力必须是吸引力，所以c与a的电性一定相反．即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷．故A、B错误；设环的半径为R，三个小球的带电量分别为q1、q2和q3，由几何关系可得＝R，＝R；a与b对c的作用力都是吸引力，它们对c的作用力在水平方向的分力大小相等，则·cos 30°＝·cos 60° 所以＝，故C错误，D正确．] 1．(多选)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．　 B． C． D． ACD　[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，电场力最小，如图所示，则Eq＝mg sin 60°，得最小场强E＝.所以，选项A、C、D正确．] 电势的高低及电势能大小的判断 1.电势高低的判断方法 (1)电场线判断法：沿电场线方向，电势越来越低． (2)电势能判断法：根据公式φ＝，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电