【期末优选】教科版选修3-1第一章静电场 学案

学案11　章末复习总结 一、电场中的平衡问题 求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识．首先对物体进行正确的受力分析，在此基础上运用平行四边形定则、三角形定则或正交分解法，依据共点力的平衡条件建立方程求解． 例1　如图1所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q，为保证当丝线与竖直方向的夹角为θ＝60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为(　　) 图1 A. B. C. D. 解析　取小球为研究对象，它受到重力mg、丝线的拉力T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，T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的方向与丝线的拉力方向垂直时，电场力最小，如图所示，则Eq＝mgsin θ得E＝＝.所以，该匀强电场的电场强度大小可能值为E≥，故A、C、D选项正确． 答案　ACD 二、电场中力和运动的关系 带电粒子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所受合力可能不为零，做匀变速运动或非匀变速运动；处理这类问题，首先对物体进行受力分析，再明确其运动状态，最后根据其所受的合力和所处的状态，合理地选择牛顿第二定律、运动学公式、平抛运动知识、圆周运动知识等相应的规律解题． 例2　在真空中存在空间范围足够大、水平向右的匀强电场．若将一个质量为m、带正电且电荷量为q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动．现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出，求此运动过程中(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)小球受到的电场力的大小及方向； (2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U. 解析　(1)根据题设条件，电场力大小F电＝mgtan 37°＝mg，电场力的方向水平向右 (2)小球沿竖直方向做初速度为v0的匀减速运动，到最高点的时间为t，则： vy＝v0－gt＝0，t＝ 沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为ax，ax＝＝g 此过程小球沿电场方向位移为：x＝axt2＝ 小球上升到最高点的过