人教高中物理选修3-1同步导学课件：章末小结1 .ppt

物 理 选修3 1 人教版 第一章 静电场电场 章 末 小 结 1 知识结识结 构 2 规规律方法 3 触及高考 知 识识 结结 构 静 电电 场场 静 电电 场场 静 电电 场场 静 电电 场场 规规 律 方 法 一 电场的力的性质的描述 1 对库仑定律的三点提醒 1 库仑定律仅适用于真空中两个静止点电荷间静电力的计算 空气中也 可近似适用 2 计算点电荷间的静电力时 不必将表示电荷q1 q2的带电性质的正 负号代入公式中 3 库仑力的方向由两点电荷的电性决定 可按照同种电荷相互排斥 异 种电荷相互吸引来确定 2 对电场和电场线的理解 1 电场是客观存在的物质 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲 线 2 电场中某点的电场强度E的大小和方向是唯一的 其大小只由电场本 身的特性决定 故不能认为E与F成正比 与q成反比 3 电场线不是电荷的运动轨迹 根据电场线的方向能确定电荷的受力方 向和加速度方向 不能确定电荷的速度方向和运动轨迹 4 只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源情况 3 场强的叠加 多个电场在空间某点产生的合场强 等于每个电场单独存在时在该点产 生的场强的矢量和 这就是场强叠加原理 由于电场强度是矢量 求合场强需 用平行四边形定则 B 点评 明确 b点处的场强为零 的准确含义是解题的关键 二 电场的能的性质的描述 1 电势的高低和电势能大小 正负的判定方法 1 根据场源电荷判断 离场源正电荷越近 电势越高 正检验电荷的电势能 为正值 越大 负 检验电荷的电势能 为负值 越小 离场源负电荷越近 电势越低 正检验电荷的电势能 为负值 越小 负 检验电荷的电势能 为正值 越大 2 根据电场线判断 顺着电场线的方向 电势逐渐降低 检验正电荷 或负电荷 的电势能逐 渐减小 增加 逆着电场线的方向 电势逐渐升高 检验正电荷 或负电荷 的电势能逐 渐增加 减小 3 根据电场力做功判定 电场力对正电荷做正功时 正电荷由高电势 电势能大 的点移向低电势 电势能小 的点 电场力对负电荷做正功时 负电荷由低电势 电势能大 的点移向高电势 电势能小 的点 2 电场强度 电势 电势差 电势能的比较 特别提醒 场强为零的点 电势 电势能不一定为零 电势为零的点 场强不一定为零 电势能一定为零 电势能为零的点 场强不一定为零 电势 一定为零 AB 解析 由运动的速度 时间图象可看出 带正电的粒子的加速度在A点 时较大 由牛顿第二定律得知在A点的电场力大 故A点的电场强度一定大于B 点的电场强度 故A正确 由A到B的过程中 速度变大 说明是电场力做正功 电势能转化为动能 由功能关系可知 此过程中电势能减少 正电荷在A点时 电势能大于在B点时的电势能 故B正确 从C到D 粒子速度一直不变 故电场 力做功为零 可知CD间各点电场强度为零 但电势不一定为零 故C错误 A C两点的速度相等 故粒子的动能相同 因此从A到B和从B到C电场力做功的绝 对值相同 AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差 故D错误 三 用动力学观点解决带电体在电场中的运动 1 带电的物体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可能处于平衡状态 静止或做 匀速直线运动 物体也可能所受合力不为零 做匀变速运动或变加速运动 2 处理这类问题 就像处理力学问题一样 首先对物体进行受力分析 包括电场力 再明确其运动状态 最后根据所受的合力和所处的状态选择相应 的规律解题 3 相关规律 力的平衡条件 即F合 0或Fx 0 Fy 0 牛顿第二定律 F合 ma或Fx max Fy may 运动学公式 如匀变速直线运动速度公式 位移 公式等 平抛运动知识 圆周运动知识等 点评 由粒子的受力情况 准确判断出粒子的运动轨迹及临界条件 是 解决此类问题的突破口 四 用能量观点解决带电体在电场中的运动 1 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 用能量的观点处理问题是一种简便的方法 处理这类问题 首先要进 行受力分析以及各力做功的情况分析 再根据做功情况选择合适的规律列式求 解 常用的规律有动能定理和能量守恒定律 2 常见的几种功能关系 1 只要外力做功不为零 物体的动能就要改变 动能定理 2 静电力只要做功 物体的电势能就要改变 且静电力做的功等于电势 能的减少量 如果只有静电力做功 物体的动能和电势能之间相互转化 总量 不变 类似机械能守恒定律 3 如果除了重力和静电力之外 无其他力做功 则物体的动能 重力势 能和电势能三者之和不变 3 解法一 整个过程中产生的热量等于克服摩擦力所做的功 即Q mgsAB qEh 代入数据解得Q 7 67J 解法二 整个过程中电势能的减少量转化为重力势能和内能 即Q qE sAB R mg R h 代入数据解得Q 7 67J 触 及 高 考 1 本章知识是高考的热点 考查频率较高的是电场力做功与电势能的变 化 带电粒子在电场中的运动等知识点 尤其是与力学知识的结合构成力电综 合题 能力要求较高 以计算题形式出现 2 对库仑定律 电场强度 电场线 电势 电势能 等势面 平行板电 容器等的考查 通常以选择题形式出现 对概念理解要求较高 3 本章知识与生产技术 生活实际 科学研究联系密切 如静电屏蔽 尖端放电 示波器原理 静电分选器 直线加速器等都可以成为新情景命题素 材 要密切关注 一 考题探析 AB 1 2018 北京卷 19 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图 所示 下列说法正确的是 A 实验前 只用带电玻璃棒与电容器a板接触 能使电容器带电 B 实验中 只将电容器b板向上平移 静电计指针的张角变小 C 实验中 只在极板间插入有机玻璃板 静电计指针的张角变大 D 实验中 只增加极板带电量 静电计指针的张角变大 表明电容增 大 二 临场练兵 A 2 2018 天津卷 3 如图所示 实线表示某电场的电场线 方向未标出 虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹 设M点和N点的电势分 别为 M N 粒子在M和N时加速度大小分别为aM aN 速度大小分别为vM vN 电势能分别为EpM EpN 下列判断正确的是 A vM vN aM aN B vM vN M N C M N EpM EpN D aM aN EpM EpN D 解析 因为N点的电场线密 所以场强大 受到的电场力大 加速度大 即aM N 又由Ep q 知 带负电粒子在电势越低的位置 具有的电势能越大 即EpMvN 若带负电粒子由N向M运动过程中电场力做正功 则动能增大 也可得vM vN 故选D D 4 多选 2018 全国卷 21 如图 一平行板电容器连接在直流电源上 电容器的极板水平 两微粒a b所带电荷量大小相等 符号相反 使它们分 别静止于电容器的上 下极板附近 与极板距离相等 现同时释放a b 它们 由静止开始运动 在随后的某时刻t a b经过电容器两极板间下半区域的同一 水平面 a b间的相互作用和重力可忽略 下列说法正确的是 A a的质量比b的大 B 在t时刻 a的动能比b的大 C 在t时刻 a和b的电势能相等 D 在t时刻 a和b的动量大小相等 BD BD 6 2018 北京卷 24 1 静电场可以用电场线和等势面形象描述 a 请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式 b 点电荷的电场线和等势面分布如图所示 等势面S1 S2到点电荷的距 离分别为r1 r2 我们知道 电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小 请 计算S1 S2上单位面积通过的电场线条数之比N1 N2