2019版高中物理第一章静电场本章整合课件新人教版选修3-.pptx

本章整合专题一专题二专题三专题四专题一三个点电荷的平衡问题三个相关点电荷都处于平衡状态,称为三个点电荷平衡问题此时,三个点电荷中的每一个点电荷受到的其他两点电荷的库仑力必然大小相等、方向相反该类问题规律总结如下:1.三点共线:三个点电荷一定分布在一条直线上2.两同夹异:两侧的点电荷电性相同,中间的点电荷的电性一定与两侧的相反3.两大夹小:处于中间的点电荷的电荷量一定较小4.近小远大:三个点电荷中电荷量较小的两个点电荷离得较近专题一专题二专题三专题四【例1】如图所示,在光滑、绝缘的水平面上,沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C(可视为质点)若它们恰能处于平衡状态,那么这三个小球所带的电荷量及电性的关系,下面的情况可能的是()A.-9 C、4 C、-36 CB.4 C、9 C、36 CC.-3 C、2 C、8 CD.3 C、-2 C、6 C专题一专题二专题三专题四解析:对中间小球B,FAB=FCB,故由库仑定律知QA和QB、QC和QB必须为异种电荷,B、C错误以A球(C球也可以)为研究对象知FCA=FBA,如图所示将A、D选项电荷量绝对值代入上式可知选项A正确答案:A专题一专题二专题三专题四专题二电场中“电场强度”和“电势”的确定1.特殊电荷周围的电场线及等势线分布 专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四专题一专题二专题三专题四2.匀强电场中的电势分布特点(1)在匀强电场中,同一直线上的距离相同的两点间的电势差相等,相互平行的相等线段的两端点电势差也相等。

2)电场线和等势线之间的关系最主要的特点是相互垂直在匀强电场中,电场线为一簇等间距的平行线,而等差等势线也是一簇等间距的平行线,因此可以根据此特点进行相互判定和定量计算专题一专题二专题三专题四【例2】如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为()专题一专题二专题三专题四解析:根据题意,由匀强电场特点可知OA中点C的电势为3 V,与B点电势相等,则BC连线为等势线,自原点O向BC连线引垂线,垂足为答案:A 专题一专题二专题三专题四专题三电场中的功能关系1.功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;(3)除重力和弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化;(4)所有力对物体所做的功等于物体动能的变化量专题一专题二专题三专题四2.电场力做功的计算方法(1)由公式W=Flcos 计算,此公式只适合于匀强电场,可变形为W=qElcos2)由W=qU来计算,此公式适用于任何形式的静电场3)由动能定理来计算:W电场力+W其他力=Ek。

4)由电势能的变化计算:W=Ep1-Ep23.带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向,粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧2)电场力与速度方向间夹角小于90,电场力做正功;夹角大于90,电场力做负功专题一专题二专题三专题四【例3】如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么()A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析:由于不知道重力和电场力大小关系,所以不能确定电场力方向,不能确定微粒电性,也不能确定电场力对微粒做功的正负,故选项A、B、D错误;根据微粒偏转方向可知微粒所受合外力一定是竖直向下,则合外力对微粒做正功,由动能定理知微粒的动能一定增加,选项C正确答案:C专题一专题二专题三专题四专题四带电粒子在匀强电场和重力场的复合场中的运动1.由于带电粒子在匀强电场中所受的电场力与重力都是恒力,因此处理方法有两种:(1)正交分解法处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的,可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,而这两个直线运动的规律是可以掌握的,然后再按运动合成的观点去求出复杂运动的有关物理量。

专题一专题二专题三专题四(2)等效“重力”法 专题一专题二专题三专题四2.研究带电粒子在电场中运动的两种方法带电粒子在电场中的运动,是一个涉及电场力、电势能的力学问题,研究的方法与质点动力学相同,它同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、动能定理等力学规律,处理问题的要点是要注意区分不同的物理过程,弄清在不同的物理过程中物体的受力情况及运动性质,并选用相应的物理规律在解题时,主要可以选用下面两种方法1)力和运动关系牛顿第二定律:根据带电粒子受到电场力,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,这种方法通常适用于在恒力作用下做匀变速运动的情况2)功和能的关系动能定理:根据电场力对带电粒子所做的功,引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理研究全过程中能量的转化,研究带电粒子的速度变化、经历的位移等这种方法同样也适用于不均匀的电场专题一专题二专题三专题四【例4】如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时细线与竖直方向夹角为现给小球一个垂直于悬线的初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动试问:(1)小球在做圆周运动的过程中,速度最小值多大?(2)小球在B点的初速度多大?专题一专题二专题三专题四角。

小球在竖直面内做圆周运动的过程中,由于只有等效重力做功,细线的拉力不做功,所以动能与等效重力势能可以相互转化,且总和保持不变与重力势能类比可知,等效重力势能Ep=mg效h,其中h为小球距等效重力势能零势能面的高度1)设小球静止时的位置B为零势能点,根据动能与等效重力势能的总和不变可知,小球位于与B点对应的同一直径上的A点时等效重力势能最大,动能最小,速度也最小设小球在A点时速度为vA,此时细线拉力为零,等效重力提供向心力,专题一专题二专题三专题四。