2018-2019学年鲁科版高中物理选修3-1（课件+检测）：第2章 章末复习课 (2份打包)

[巩固层·知识整合] (教师用书独具) [体系构建] [核心速填] 1．基本概念 (1)电势能 电荷在电场中具有的势能，叫作电势能．电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功． (2)电势 电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫作该点的电势，用符号φ表示，φ＝Ep/q. (3)等势面：电场中电势相等的点构成的面，处于静电平衡状态的导体是等势体． (4)电势差：电场中两点电势之差，用符号UAB表示A、B两点的电势差． 2．基本关系 (1)电场力做功与电势能变化的关系 (2)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB＝－UBA. (3)电场力做功与电势差的关系：WAB＝qUAB. (4)电场强度与电势差的关系：UAB＝EdAB. 3．电容器 (1)电路中具有储存电荷功能的装置叫作电容器．平行板电容器是最简单的电容器． (2)电容：电容器所带电荷量Q与两极板间电势差U的比值叫作电容器的电容，用符号C表示，C＝. [提升层·能力强化] 电场力做功与电势、电势差、电势能的综合问题 1.利用静电力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB. 2．利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场． 3．利用公式WAB＝qUAB求解，此公式适用于任意电场． 4．利用动能定理求解． 　如图2­1所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点．现有一质量为m、电荷量为－q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2.求： 图2­1 (1)小球滑到C点时的速度大小； (2)若以C点作为参考点(零电势点)，试确定A点的电势． [解析]　(1)因为B、C两点电势相等，故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零． 由几何关系可得BC的竖直高度hBC＝ 根据动能定理有mg·－＝ 解得vC＝. (2)小球从A到C，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有mg·3R＋W电＝，又根据电场力做功与电势能的关系：W电＝EpA－EpC＝－qφA－(－qφC)． 又因为φC＝0， 可得φA＝. [答案]　(1)　(2) (1(圆心固定正电荷时，半径为R的圆周是等势面，即φB＝φC. (2(电场力做功与路径无关，WAB＝WAC. (3(对小球做好受力分析和做功分析，应用动能定理求解. [针对训练] 1．如图2­2，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端C距地面高度h＝0.8 m，有一质量m＝0.5 kg的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后落在C端的正下方P点．取g＝10 m/s2.求： 图2­2 (1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向； (2)小环从C运动到P点过程中的动能增加量； (3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0. 【导学号：46242095】 [解析]　(1)因带电小环匀速下滑，加之电场强度水平向左，所以小环带负电． 对小环受力分析如图所示，由几何关系可知，小环所受电场力与重力大小相等，则小环离开直杆后，由牛顿第二定律有 m/s2，方向垂直于杆向下(或与水平方向成45°角斜向下)． mg＝ma，得a＝10 (2)设小环从C运动到P点过程中动能的增加量为ΔEk.由动能定理有WG＋WE＝ΔEk，电场力做功WE＝0，得ΔEk＝WG＝mgh＝4 J. (3)小环离开杆做类平抛运动．建立坐标轴如图所示， 垂直于杆方向做匀加速运动，有y＝hat2＝ 平行于杆方向做匀速运动，有x＝v0t＝h 解得v0＝2 m/s. [答案]　(1)10 m/s2　方向垂直于杆向下 (2)4 J　(3)2 m/s 电场中的图象问题 　　在考查电场中的基本概念时，往往给出与电场分布有关的图象，如：E­x图象、φ­x图象、Ep­x图象，或与粒子运动规律有关的图象，如：v­t图象，掌握各个图象的特点，理解其斜率、截距、“面积”对应的物理意义，就能顺利解决有关问题． 几种常见图象的特点及规律 v­t图象 根据v­t图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场的方向、电势高低及电势能变化 φ­x图象 ①电场强度的大小等于φ­x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ­x图线存在极值，其切线的斜率为零；②在φ­x图象中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向；③在φ­x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后做出判断 E­t图象 根据题中给出的E­t图象，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小