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高中物理 第一章 静电场本章优化总结课件 教科版选修3-1


(多选)如图所示,竖直向下的匀强电场 里,用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕 O 做圆周运动,以下四种说法中正确的是( ) A.带电小球可能做匀速圆周运动 B.带电小球可能做变速圆周运动 C.带电小球通过最高点时,细线的拉力一定最小 D.带电小球通过最低点时,细线的拉力有可能最小 [解析] 合外力充当向心力是小球做圆周运动的条件,如果小球带 负电,且 qE=mg,则小球受到的合外力就是细线的拉力,始终沿 半径指向圆心,小球做竖直面内的匀速圆周运动,选项 A 正确;
[答案] ABD
专题二 平行板电容器的动态分析 1.首先要区分两种基本情况 (1)电容器两板电势差 U 保持不变; (2)电容器的带电荷量 Q 保持不变. 2.进行讨论的物理依据主要有三个 (1)平行板电容器的电容 C 与极板间距 d、正对面积 S 和电介 质的相对介电常数 εr 间的关系 C∝εdrS. (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强 E=Ud . (3)电容器所带的电荷量 Q=CU.
A.甲图中与点电荷等距的 a、b 两点 B.乙图中两等量异号点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、 b 两点 C.丙图中两等量同号点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、 b 两点 D.丁图中匀强电场中的 a、b 两点
[解析] 甲中场强大小相同,方向不同;电势 φa=φb. 乙中场强大小、方向皆相同;电势 φa=φb. 丙中场强大小相等,方向相反;电势 φa=φb. 丁中场强大小、方向皆相同;电势 φa<φb. [答案] B
[解析] (1)由力的平衡条件得:10mg=4qE,E=52mqg. (2)由动能定理得:10mg×3L-qE(3L+2L+L)=12(10m)v2-0,v = 3gL. (3)由动能定理得:10mg·(n-1)L-qE [L+2L+3L+…+(n- 1)L]=0,n=8 个(n=1 舍去). [答案] (1)52mqg (2) 3gL (3)8
第一章 静电场
本章优化总结
专题一 电场力与力学的综合问题 1.电场力与重力、弹力一样,它也是一种基本力,因此一般 的力学规律对它也适用,在对物体进行受力分析时应一起分 析在内. 2.若带电物体在电场中的平衡实际上属于力学平衡问题,其 中仅多了一个静电力而已.用平衡方程求解即可. 3.若带电物体在电场中不平衡,常用牛顿第二定律求解,有 时也要注意用系统的观点和能量的观点分析问题.
如图所示,M、N 是水平放置的一 对正对平行金属板,其中 M 板中央有一小 孔 O,板间存在竖直向上的匀强电场,AB 是一根长为 9L 的轻质绝缘细杆,在杆上等 间距地固定着 10 个完全相同的带电小球, 每个小球带电荷量为 q,质量为 m,相邻小球间的距离为 L.现 将最下端的小球置于 O 处,然后将 AB 由静止释放,AB 在运动 过程中始终保持竖直,经观察发现,在第四个小球进入电场到 第五个小球进入电场前这一过程中,AB 做匀速直线运动,求:
如图所示,平行板电容器与电动势 为 E 的直流电源(内阻不计)连接,下极板接 地.一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好 处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一 小段距离( ) A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.P 点的电势将降低 C.带电油滴的电势能将减小 D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大
[解析] 上极板向上移动一小段距离后,板间电压不变,仍为 E,故电场强度将减小,油滴所受电场力减小,故油滴将向下 运动,A 错;P 点的电势大于 0,且 P 点与下极板间的电势差 减小,所以 P 点的油滴向下运动,电场力做负功,电势降低, B 对;油滴向下运动时电场力做负功,油滴的电势能应增加, C 错;电容器的电容 C=4επrkSd,由于 d 增大,电容 C 应减小, 极板带电量 Q=CE 将减小,D 错. [答案] B
(1)两板间的电场强度 E; (2)上述匀速运动过程中速度大小 v; (3)最多可以有多少个小球进入电场中.(整个过程杆都没有和下 板 N 相碰) [关键提醒] 解答该题注意的条件为: (1)在杆上等间距固定着 10 个完全相同的带电小球. (2)在第四个小球进入电场到第五个小球进入电场前,AB 做匀 速运动.
如果电场力 qE 与重力不平衡,则合外力不沿半径指向圆心,做变 速圆周运动,选项 B 正确;如果电场力与重力的合力竖直向下,根 据功能关系可知,小球在最低点时速度最大,细线的拉力最大,小 球在最高点时速度最小,细线拉力最小.反之,若电场力与重力的 合力竖直向上,则最高点时的速度最大,细线拉力最大,最低点时 速度最小,细线拉力最小.因此,选项 C 错误,选项 D 正确.
2.根据电势与电势差的关系比较 由 UAB=φA-φB 知,若 UAB>0,则 φA>φB;若 UAB<0,则 φA <φB. 3.根据电势与场源电荷的关系比较 越靠近正电荷电势越高;越靠近负电荷电势越低. 4.根据电势与电场线的关系比较 沿着电场线方向,电势逐渐降低.
在如图所示的四种电场中,分别标记有 a、b 两点.其 中 a、b 两点的电势相等,电场强度相同的是( )
专题三 电场强度、电势的分析判断 一、电场强度 1.常用公式 (1)定义式:E=Fq适用于任何电场,E 与 F、q 无关,E 的方 向规定为正电荷受到电场力的方向. (2)点电荷电场的场强:E=kQr2. (3)匀强电场中场强与电势差的关系:E=Ud .
2.场强的合成 如果空间几个电场叠加,则空间某ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的电场强度为各电场在 该点电场强度的矢量和,根据矢量合成法则——平行四边形 定则合成;当各场强方向在同一直线上时,选定正方向后作 代数运算合成. 二、比较电势高低的常用思路 1.根据定义式 φ=Eqp来比较 由公式知,正电荷的电势能越大时,该点电势越高;负电荷 的电势能越大时,该点电势越低.
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