第10章 静电场中的能量 章末复习方案（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

静电场中的能量 第十章　 章末复习方案 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 章末·知识网络 章末·素能提升 第十章综合测评 章末·知识网络 静电场中的 能量 返回目录 物理　必修　第三册 　 静电场中的 能量 返回目录 物理　必修　第三册 　 静电场中的 能量 返回目录 物理　必修　第三册 　 静电场中的 能量 返回目录 物理　必修　第三册 　 章末·素能提升 素能提升一　电势与电势能 1.在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为φM、φN，电场强度大小分别为EM、EN.下列说法正确的是（　　） A.若φM＞φN，则M点到电荷Q的距离比N点的远 B.若EM＜EN，则M点到电荷Q的距离比N点的近 C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则 φM＜φN D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则 EM＞EN 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　C 解析　沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若φM＞φN，则M点到电荷Q的距离比N点的近，选项A错误；电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知若EM＜EN，则M点到电荷Q的距离比N点的远，选项B错误；若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有φM＜φN，选项C正确；若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动；根据正点电荷产生的电场特点可知EM＜EN，选项D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.（多选）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方.从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示.M、N是轨迹上的两点，OP＞OM，OM＝ON，则小球（　　） A.在运动过程中，电势能先增加后减少 B.在P点的电势能大于在N点的电势能 C.在M点的机械能等于在N点的机械能 D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功 答案　BC 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　由题知，OP ＞ OM，OM ＝ ON，则根据点电荷的电势 分布情况可知φM ＝ φN＞ φP，则带负电的小球在运动过程中， 电势能先减小后增大，且EpP＞ EpM＝ EpN，则带负电的小球在 M点的机械能等于在N点的机械能，选项A错误，B、C正确； 从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，选项 D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.（多选）如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O'，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（　） A.F'点与C'点的电场强度大小相等 B.B'点与E'点的电场强度方向相同 C.A'点与F'点的电势差小于O'点与D'点的电势差 D.将试探电荷＋q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小 答案　ACD 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　由等量异种电荷的对称性可知F'和C'电场强度大小相 等，B'和E'电场强度方向不同，选项A正确，B错误；由等量 异种电荷的电势分布可知φA'＝φ＞0，φD'＝－φ＜0，φO'＝0， φF'＞0，因此φA'－φF'＝φ－φF'＜φO'－φD'＝φ，选项C正确；将 六棱柱的上表面拿出，由几何条件可知正电荷在OF中点K的场 强方向垂直OF，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，在F点的 场强和OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F移到O点过程中电 场力先做负功后做正功，电势能 先增大后减小，选项D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 素能提升二　电容器的应用 1.（多选）一带正电微粒从静止开始经电压U1加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为U2.微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为45°，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为2L和L，到两极板距离均为d，如图所示.忽略边缘效应，不计重力.下列说法正确的是（　　） A.L∶d＝2∶1 B.U1∶U2＝1∶1 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　BD 解析　粒子从射入到运动到最高点由运动学可得2L＝vxt，d＝ ·t，vx＝vy联立可得L∶d＝1∶1，选项A错误； C.微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2 D.仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变 返回目录 物理　必修　第三册 　 粒子在电容器中水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速 直线运动，根据电场强度和电势差的关系及场强和电场力的关 系可得E＝，F＝qE＝ma，粒子射入电容器后的速度为v0， 水平方向和竖直方向的分速度vx＝v0cos 45＝v0，vy＝v0sin 45 ＝v0，从射入到运动到最高点由运动学关系＝2ad，粒子 射入电场时由动能定理可得qU1＝m， 联立解得U1∶U2＝1∶1，选项B正确； 返回目录 物理　必修　第三册 　 粒子穿过电容器时从最高点到穿出时由运动学知识可得L＝vxt1，vy1＝at1，射入电容器到最高点有 vy＝at，解得vy1＝，设粒子穿过电容器与水平的夹角为α，则tan α＝＝，粒子射入电场时和水平方向的夹角为β，tan （α＋β）＝3，选项C错误； 返回目录 物理　必修　第三册 　 设粒子射入到最高点的过程水平方向的位移为x，竖直方向的位移为y＝a't'2，联立x＝v'xt'，qU1＝mv2，v'x＝vcos 45°，解得y＝，且x＝v'xt'，y＝·t'，即解得x＝2L，y＝d＝L，即粒子在运动到最高点的过程中，水平和竖直位移均与电荷量和质量无关，最高点到射出电容器过程中同理x1＝L＝v'xt'1，vy1＝a't'1，y1＝t'1＝＝，即轨迹不会变化， 选项D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.下列器件中是电容器的是（　　） A B C D 答案　B 解析　A是滑动变阻器；B是电容器；C是电阻箱；D是定值电 阻，选项B正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用.某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下： 电容器C（额定电压10 V，电容标识不清）； 电源E（电动势12 V，内阻不计）； 电阻箱R1（阻值0～99 999.9 Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值20 Ω，额定电流2 A）； 电压表V（量程15 V，内阻很大）； 发光二极管D1、D2，开关S1、S2，电流传感器，计算机，导线若干. 返回目录 物理　必修　第三册 　 回答以下问题： （1）按照图甲连接电路，闭合开关S1，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向 　　　端滑动（选填“a”或“b”）. 解析　（1）滑动变阻器分压式接法，故向b端滑动充电电压升高. 答案　（1）b　 返回目录 物理　必修　第三册 　 （2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示 数为 　　　　V（保留1位小数）. 解析　（2）量程15 V，每个小格0.5 V，估读，故示数为 6.5 V. 答案　（2）6.5　 返回目录 物理　必修　第三册 　 （3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0 V时， 开关S2掷向1，得到电容器充电过程的I－t图像，如图丙所示. 借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的 方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量 为 　　　　C（结果保留2位有效数字）. 答案　（3）3.8×10－3　 解析　（3）I－t图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，38个小格，故电容器存储的电荷量为3.8×10－3 C. 返回目录 物理　必修　第三册 　 （4）本电路中所使用电容器的电容约为 　　　　F（结果保留 2位有效数字）. 解析　（4）由电容的定义式C＝得C＝4.8×10－4 C. 答案　（4）4.8×10－4　 （5）电容器充电后，将开关S2掷向2，发光二极管 　　　　（填“D1”或“D2”）闪光. 解析　（5）开关S2掷向2，电容器放电，故D1闪光. 答案　（5）D1 返回目录 物理　必修　第三册 　 素能提升三　带电粒子在电场中的运动 1.密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场.用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电.金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止.若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为（　　） A.q，r B.2q，r C.2q，2r D.4q，2r 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　D 解析　初始状态下，油滴处于静止状态时，满足Eq＝mg，即q＝πr3·ρg，当电势差调整为2U时，若油滴半径不变，则q'＝πr3·ρg，可得q'＝，选项A、B错误.若油滴半径变为2r，则 q'＝π（2r）3·ρg，可得q'＝4q，选项C错误，D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.如图所示，光滑水平面AB和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R，质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为，之后沿轨道BO运动.以O为坐标原点建立直角坐标系xOy，在x≥－R区域有方向与x轴夹角为θ＝45°匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为mg， 小球在运动过程中电荷量保持不变，重力 加速度为g，求： （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能； 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　（1）小球从A到B，根据能量守恒定律得 Ep＝m＝mgR. 答案　（1）mgR　 返回目录 物理　必修　第三册 　 （2）小球经过O点时的速度大小； 解析　（2）小球从B到O，根据动能定理有 －mgR＋qE·R＝m－m， 解得vO＝. 答案　（2）v0＝　 返回目录 物理　必修　第三册 　 （3）小球过O点后运动的轨迹方程. 解析　（3）小球运动至O点时速度竖直向上，受电场力和重力作用，将电场力分解到x轴和y轴， 则x轴方向有qEcos 45°＝max，竖直方向有qEsin 45°－mg＝may， 解得ax＝g，ay＝0， 答案　（3）y2＝6Rx 说明小球从O点开始以后的运动为x轴方向做初速度为 零的匀加速直线运动，y轴方向做匀速直线运动， 即做类平抛运动，则有x＝gt2，y＝vOt， 联立解得小球过O点后运动的轨迹方程为y2＝6Rx. 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.密立根油滴实验的示意图如图所示.两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴.两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动.油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数.不计空气浮力和油滴间的相互作用. 返回目录 物理　必修　第三册 　 （1）求油滴a和油滴b的质量之比； 解析　（1）设油滴半径r，密度为ρ，则油滴质量m＝πr3ρ， 则速率为v时受阻力f＝krv， 则当油滴匀速下落时mg＝f， 解得r＝∝，可知＝＝2， 则＝＝. 答案　（1）8∶1　 返回目录 物理　必修　第三册 　 （2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比. 答案　（2）油滴a带负电，油滴b带正电　4∶1 解析　（2）两板间加上电压后（上板为正极）， 这两个油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做 减速运动，油滴b做加速运动，可知油滴a带负电，油滴b带正电； 返回目录 物理　必修　第三册 　 34 当再次匀速下落时，对a由受力平衡可得｜qa｜E＋fa＝mag， 其中fa＝mag＝mag， 对b由受力平衡可得fb－qbE＝mbg， 其中fb＝mbg＝2mbg， 联立解得＝＝. 返回目录 物理　必修　第三册 　 第十章综合测评 （建议用时：75分钟　满分：100分） 返回目录 物理　必修　第三册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$