(教用word)第9章　核心主题提升课(一)-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

主题一　电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析 1．几个矢量的方向 (1)速度方向：沿轨迹的切线方向。 (2)合力方向：指向轨迹曲线的内侧。 (3)静电力方向：正电荷的受力方向沿电场线的切线方向。 2．分析方法 (1)由轨迹的弯曲情况结合电场线确定静电力的方向。 (2)由静电力和电场线的方向可判断电荷的正负。 (3)由电场线的疏密程度可判断静电力的大小，再根据牛顿第二定律F＝ma进而可判断电荷加速度的大小。 (多选)如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子(　　) A．电性与场源电荷的电性相同 B．在a、b两点所受电场力的大小Fa＞Fb C．在a、b两点的速度大小va＞vb D．在a、b两点的动能Eka＜Ekb BC　解析：根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线，指向曲线弯曲的内侧，由此可知，带电粒子与场源电荷电性相反，选项A错误；a点处电场线比b点处密，所以a点电场强度较大，带电粒子在a点所受电场力较大，选项B正确；假设带电粒子由a点运动到b点，所受电场力方向与速度方向之间的夹角大于90°，电场力做负功，带电粒子的动能减少，速度减小，即Eka＞Ekb，va＞vb，同理可分析带电粒子由b点运动到a点时也有Eka＞Ekb，va＞vb，选项C正确，D错误。 根据电场线和粒子的运动轨迹判断运动情况 在电场线与粒子运动轨迹的交点处确定速度方向和电场力方向(或电场力的反方向)。 (1)轨迹上该点切线的方向为速度方向。 (2)电场线上该点切线的方向为电场力的方向或其反方向，然后根据力指向轨迹的凹侧的特点，确定电场力的方向。 (3)根据力与速度间的夹角判断粒子加速还是减速。 (多选)如图所示，带箭头的实线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断正确的是(　　) A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C．若粒子是从B运动到A，则其加速度减小 D．若粒子是从B运动到A，则其速度减小 BC　解析：根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线内侧可知粒子所受静电力与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故选项A错误，B正确；电场线密的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故选项C正确；从B到A过程中静电力与速度方向成锐角，做正功，动能增大，速度增大，故选项D错误。 主题二　静电力与力学规律的综合应用 1．同一直线上三个自由点电荷的平衡问题 (1)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为0。 (2)根据平衡方程可得点电荷间的关系为：“两同夹一异”“两大夹一小”“近小远大”。 2．不共线力作用下的平衡问题 (1)带电体在多个力作用下处于平衡状态，物体所受合外力为0。选取研究对象时，要注意整体法和隔离法的灵活运用。 (2)处理平衡问题常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法。 3．带电粒子在电场中的加速问题 与力学问题分析方法完全相同，带电体的受力仍然满足牛顿第二定律，注意在进行受力分析时不要漏掉静电力。 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10－2 kg，所带电荷量为＋2.0×10－8 C。现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成30°角，绳长l＝0.2 m。(取重力加速度g＝10 m/s2) (1)求这个匀强电场的电场强度大小。 (2)突然剪断轻绳，小球做什么运动？加速度大小和方向如何？ 解析：(1)对小球受力分析，如图所示， 根据共点力平衡得 qE＝mgtan 30° 解得E＝×107 N/C。 (2)突然剪断轻绳，小球受重力和静电力，初速度为0，做匀加速直线运动。 F合＝＝ma 得出a＝ m/s2 加速度方向与竖直方向成30°角斜向右下方。 答案：(1)×107 N/C　 (2)匀加速直线运动　 m/s2　与竖直方向成30°角斜向右下方 1．如图所示，3个点电荷q1、q2、q3在一条直线上，q2和q3间的距离为q1和q2间距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为0，由此可以判定，3个点电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为(　　) A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36 C．(－3)∶2∶(－6) 　 D．3∶2∶6 A　解析：由三电荷平衡模型的特点“两同夹一异”可知，q1和q3为同种电荷，它们与q2互为异种电荷，设q1和q2距离为r，