高中物理 第一章章末总结章末检测同步学案 新人教版选修3-1

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1、章末总结要点一电场中基本的受力问题与功能关系电场的性质(力的性质和能的性质)是通过放入其中的带电体而体现出来的，所以分析的主要对象是带电体．解题时要做好以下几个方面：第一，做好受力分析．(1)质点的重力是否忽略？对于像电子、质子、原子核等基本粒子，因一般情况下静电力远大于重力，所以常忽略重力，而对液滴、尘埃、小球、颗粒等常需考虑重力．(2)质点带正电还是带负电？正电荷所受静电力的方向沿电场线的切线方向，负电荷所受静电力的方向与电场线的切线方向相反．(3)静电力是恒力还是变力？在匀强电场中，电荷受静电力

2、的大小、方向都不变，是恒力．第二，做好运动分析、要明确带电体的运动过程，运动性质及运动轨迹等．第三，要明确静电力做功与电势能变化的关系．(1)静电力做的功：WAB＝qUAB适用于任何电场，要注意q、WAB、UAB各量正负号意义的不同．W＝qE·d适用于匀强电场，其中d为沿静电力方向运动的距离．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)电势能：EpA＝qφA.注意q、φA、EpA各量正负号意义的不同．(3)静电力做的功与电势能变化的关系：WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.静电力做正

3、功，电势能减少，静电力做负功，电势能增加，且静电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)要点二电场中的受力平衡1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．库仑力实质也是静电力，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，其中仅多了一个静电力而已．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去解决．

4、要点三带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识．分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速、是直线还是曲线)，然后选用恰当的规律解题．1．解决这类问题的基本方法(1)采用运动和力的观点，即用牛顿第二定律和运动学知识求解．(2)用能量转化的观点，即用动能定理和功能关系求解．2．带电粒子在电场中运动的常见运动形式(1)匀速直线运动．一般情况下是带电体受到的重力和静电力平衡，或者受到杆的约束时的多力平衡问题，处理方法和静止时基本

5、相同．(2)变速直线运动．①当不计重力的带电粒子沿电场线方向进入电场时，受力方向和运动方向在一条直线上，做加速或减速运动．②当计重力的带电体进入电场时，如果合力方向与运动方向在一条直线上，也做变速运动．(3)圆周运动．当带电小球在绳或杆的牵引下做圆周运动时，要注意等效最高点和最低点的寻找，等效最高、最低点所受的合力方向一定指向圆心．(4)类平抛运动．当带电体速度方向垂直于电场方向(只受静电力)，做类平抛运动，处理方法和平抛运动处理方法相同.一、平衡问题【例1】一条长3l的丝线穿着图1－1两个相同的质量

6、均为m的小金属环A和B，将线的两端都系于同一点O(如图1－1所示)，当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使丝线构成一等边三角形，此时两环处同一水平线上，如果不计环与线的摩擦，两环各带多少电荷量？答案　解析　因为两个小环完全相同，它们的带电情况可认为相同，令每环带电荷量为q，既是小环，可视为点电荷．斥开后取右环B为研究对象，且注意到同一条线上的拉力F1大小相等，则右环受力情况如右图所示，其中库仑斥力F沿电荷连线向右，根据平衡条件竖直方向有cos30°=mg水平方向有+sin30°=F=两式相除得=解得q

7、=(k为静电力常量)二、带电粒子在电场中的圆周运动【例2】半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，图1－2环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图1－2所示，珠子所受静电力是其重力的倍，将珠子从环上最低位置A点由静止释放，则(1)珠子所能获得的最大动能是多大？(2)珠子对环的最大压力是多大？答案　(1)mgr　(2)mg解析　珠子只能沿光滑绝缘圆环做圆周运动，运动过程中除受圆环的弹力外，还受竖直向下的重力和水平向右的静电力，一定从A点开始沿逆时针方向做圆周运动，重力做负功，静

8、电力做正功．当两个力做的总功最多时，动能最大，同时在这点所受圆环的支持力也最大．问题的关键是找出哪点动能最大．珠子在运动过程中，受重力和静电力的大小、方向都不发生变化，则重力和静电力的合力大小、方向也不变，这样就可以用合力来代替重力和静电力，当珠子沿合力方向位移最大时，合力做功最多，动能最大．(1)由qE=mg，设qE、mg的合力与竖直方向的夹角为θ，则有tanθ==，解得θ=37°，设珠子到达B点时动能最大，则珠子由A点静止释放后从A到B过程中做加速运