2017-2018学年高中物理选修3-1（粤教版 课件+练习）:第一章 电场（2份打包）

专题一 专题二 专题三 专题四 专题一、电场力与平衡知识的综合 专题讲解:1.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.库仑力实质上就是电场力,与重力、弹力一样,它也是一种基本力.注意力学规律的应用及受力分析. 2.明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中仅在分析过程中多了一个电场力而已. 3.求解这类问题时,需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析的基础上,运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系,应用共点力作用下物体的平衡条件、灵活方法(如合成分解法、矢量图示法、相似三角形法、整体法等)去解决. 注意:(1)受力分析时只分析性质力,不分析效果力;只分析外力,不分析内力. (2)平衡条件的灵活应用. 专题一 专题二 专题三 专题四 【例1】 如图所示,在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带电小球,小球的质量为m,电荷量为q,为了保证当丝线与竖直方向的夹角为60°时,小球处于平衡状态,则匀强电场的电场强度大小不可能为(　　) (导学号51120042) 思路分析：本题考查了三力作用下的物体平衡问题.通过矢量图示法求得电场强度E的最小值,便可迅速求得电场强度E大小的可能值. 专题一 专题二 专题三 专题四 解析：取小球为研究对象,它受到重力mg、丝线的拉力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的方向与丝线的拉力方向垂直时,电场力为最小,如图所示,则Eq=mgsin 60°,得最小电场强度 . 答案：B 专题一 专题二 专题三 专题四 专题二、电场力做功与电势能的变化、电势差的关系问题 专题讲解:1.电场力做功的问题是电场中的一类重要问题,这类问题包括电场力做功的数值的计算及正负判断、电势能变化的计算、电势差的计算及电势高低的判断等. 2.求解这类问题要从能量这条主线出发,熟练运用相关公式,如电势差的定义式 ,电场力做功和电势能变化之间的关系W=-ΔE等,还要应用能量守恒定律. 专题一 专题二 专题三 专题四 注意:(1)电场力做功的特点:只与初末位置有关,与经过的路径无关.(对比重力做功) (2)电场力做功和电势能变化的关系:电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加,且电场力所做的功等于电势能的变化.(对比重力做功与重力势能的变化关系) (3)如果只有电场力做功,则电势能和动能相互转化,且两能量之和保持不变.这一规律虽然没有作为专门的物理定律给出,但完全可以直接用于解答有关问题. 专题一 专题二 专题三 专题四 【例2】如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等.有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该带正电的小球的运动轨迹.小球在a点的动能等于20 eV,运动到b点时的动能等于2 eV.若取c点为电势零点,则当这个带电小球的电势能等于6 eV时(不计重力和空气阻力),它的动能等于(　　)(导学号51120043) A.16 eV B.8 eV C.6 eV D.4 eV 思路分析：只有电场力做功,电势能与动能的和保持不变,只要能找到这个不变值,就能确定任意一个电势能所对应的动能. 专题一 专题二 专题三 专题四 解析：因为相邻两等势面间电势差相等,设为U. 则3qU=Eka-Ekb=18 eV,解得 由b到c电场力做正功,电势差Ubc=2U= eV,所以小球的动能增加qUbc=12 eV,到达c点时的动能为Ekc=2 eV+12 eV=14 eV.因为取c点为电势零点,则小球在c点电势能为零,即小球在c点时电势能与动能的和为14 eV,且在任何位置都为这一值不变.因此,当小球的电势能为6 eV时,动能为14 eV-6 eV=8 eV,B正确. 答案：B 专题一 专题二 专题三 专题四 专题三、研究带电粒子在电场中运动的两条主线 专题讲解:带电粒子在电场中的运动,是一个综合电场力、电势能的力学问题,研究的方法与质点动力学相同,同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等力学规律.研究时,主要可以按以下两条线索展开. 1.力和运动的关系——牛顿第二定律. 根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律找出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况. 专题一 专题二 专题三 专题四 2.功和能的关系——动能定理及能量守恒定律. 带电的物体在电场中具有一定的电势能,同时还可能具有动能和重力势能等机械能,用能量观点处理问题是一种简捷的方法,处理有关能量的问题要注意以下几点: (1)只要外力做功不为零,物