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时间:2018-12-21
《2015-2016学年高中物理 第一章 静电场章末总结 新人教版选修3-1》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、【金版学案】2015-2016学年高中物理第一章静电场章末总结新人教版选修3-1第一部分 题型探究 静电力与平衡 把质量m的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q的带正电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r时,绳与竖直方向成α角.试求:(1)A球受到的绳子拉力多大?(2)A球带电荷量是多少?【思路点拨】(1)对小球A受力分析,受重力、静电引力和绳子的拉力,根据三力平衡求出绳子拉力;(2)根据库仑定律求出小球A的带电量.解析:(1)带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力T的作用,其合力为零.因
2、此mg-Tcosα=0,F′-Tsinα=0得T=,F′=mgtanα.(2)根据库仑定律F′=k,所以A球带电荷量为q=.答案:(1)A球受到的绳子拉力F′=mgtanα(2)A球带电荷量是q=小结:本题先根据平衡条件得到库仑力,再根据库仑定律求出B球的带电量.►针对性训练1.用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球,并悬挂于同一点.已知两小球质量均为m,当它们带上等量同种电荷时,两细线与竖直方向的夹角均为θ,如图所示.若已知静电力常量为k,重力加速度为g.求:(1)小球所受拉力的大小;(2)小球所带的电荷量.解析:(1)对小球进行受力分析,如图所示.设绳子对小球
3、的拉力为T,则T=(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F,则F=mgtanθ,又因为:F=k,r=2Lsinθ所以Q=2Lsin.答案:见解析粒子在电场中的运动 一带电的粒子射入一固定的点电荷Q形成的电场中,沿图中虚线由a点运动到b点,a、b两点到点电荷的距离分别是ra、rb,且ra>rb,若粒子只受电场力,则在这一过程中( )A.粒子一定带正电荷B.电场力一定对粒子做负功C.粒子在b点的电势一定高于a点的电势D.粒子在b点的加速度一定小于在a点的加速度【思路点拨】由于粒子运动的轨迹是远离电荷Q的,所以可以判断它们应该是带同种电荷;再由电场力的方向和粒子运动
4、的方向的关系,可以判断做功的情况;根据电场线的疏密可以判断出场强的大小,进而可以判断出电场力和加速度的大小.解析:A.由粒子的运动的轨迹可以判断出粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的,所以它们应该是带同种电荷,但不一定就是带正电荷,所以A错误.B.由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的,而粒子是向着电荷运动的,也就是库仑力的方向和粒子运动的方向是相反的,由功的公式可以判断电场力一定对粒子做负功,所以B正确.C.由A的分析可知,不能判断Q带的电荷的性质,所以不能判断ab点的电势的高低,所以C错误.D.由于ra>rb,根据E=k可以判断a点的场强要比b点小,所以
5、粒子在b点时受的电场力比较大,加速度也就大,所以D错误.答案:B小结:本题是对电场性质的考查,根据粒子的运动的轨迹判断出粒子和电荷Q所带的电荷的性质,是解决本题的关键,当然还要理解电场线与场强的关系.►针对性训练2.(多选)一带电粒子在正电荷形成的电场中,运动轨迹如图所示的abcd曲线,下列判断正确的是(BC)A.粒子带负电B.粒子通过a点时的速度比通过b点时大C.粒子在a点受到的电场力比b点小D.粒子在a点时的电势能比b点大解析:A.轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向,知电场力背离正电荷方向,所以该粒子带正电.故A错误.B.从a到b,电场力做负功,根据动能定理,动
6、能减小,a点动能大于b点动能,则a点速度大于b点的速度.故B正确.C.b点的电场线比a点电场线密,所以b点的电场强度大于a点的电场强度,所以粒子在a点的电场力比b点小.故C正确.D.从a到b,电场力做负功,电势能增加.所以a点的电势能小于b点的电势能.故D错误.功能关系在电场中的运用 如图所示,在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和α粒子(带电荷量是质子的2倍,质量是质子的4倍)分别从A点由静止释放到达B点时,它们速度大小之比为多少?解析:质子和α粒子都是正离子,从A点释放后将受电场力作用,加速运动到B点,设AB间的电势差为U,根据动能定理得:对质子:qHU=
7、mHv ①对α粒子:qαU=mαv ②由①②得==答案:将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时,它们的速度大小之比是∶1.►针对性训练3.如图所示,一电子(质量为m,电量绝对值为e)处于电压为U的水平加速电场的左极板A内侧,在电场力作用下由静止开始运动,然后穿过极板B中间的小孔在距水平极板M、N等距处垂直进入板间的匀强偏转电场.若偏转电场的两极板间距为d,板长为l,求:(1)电子刚进入偏转电场时的速度v0;(2)要使电子能从平行极板M、N间飞出,两个极板间所能加的最大偏转电压Umax′.解析:(1)在加速电场中,由动能定理有:eU=mv-0①解①得:v0=.
8、②(2)电
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