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1、
【金版新學案】2014-2015學年高中物理 第一章 電 場章末知識整合 粵教版選修3-1
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專題一 對電場性質(zhì)的描述——“力”的描述
電場強度三個公式的比較
公式
物理意義
引入過程
適用范圍
E＝
是電場強度大小的定義式
F與q成正比，E與F、q無關，反映某點電場力的性質(zhì)
適用于一切電場，q為試探電荷的電荷量
(續(xù)上表)
E＝k
是真空中點電荷電場強度的決定式
由E＝和庫侖定律導出
真空中Q為場源電荷的電荷量
E＝
是勻強電場中電場強度的決定式
2、
由F＝Eq和W＝qU導出
勻強電場
在一個等邊三角形ABC頂點B、C處各放一個點電荷時，測得A處的電場強度大小為E，方向與BC邊平行沿B指向C如圖所示，拿走C處的電荷后，A處電場強度的情況是( )
A．大小仍為E，方向由A指向B
B．大小仍為E，方向由B指向A
C．大小變?yōu)?，方向未?
D．無法確定
解析：由點電荷電場強度的性質(zhì)可知，B、C處點電荷在A點電場強度方向分別沿BA、AC連線方向，又根據(jù)矢量的分解與合成知道，B、C處點電荷在A點產(chǎn)生的電場強度的大小均為E，方向分別為B指向A，由A指向C，拿走C處電荷后，只剩下B處點電荷的電場，故選項B正確．
答
3、案：B
專題二 對電場性質(zhì)的描述——“能”的描述
電場強度、電勢、電勢差的比較
名稱
電場強度
電勢
電勢差
物理
意義
描述電場力的性質(zhì)
描述電場能的性質(zhì)
描述電場力做功的本領
定義
式
E＝
φ＝
＝
標矢
性
矢量，方向為放在電場中的正電荷的受力方向
標量，有正負，正負只表示大小
標量，有正負，正負只表示A、B兩點電勢的高低
決定
因素
E由電場本身的性質(zhì)決定，與試探電荷無關
電勢由電場本身決定，與試探電荷無關，大小與參考點的選取有關，有相對性.
由電場本身和兩點的電勢決定，與試探電荷無關，與參考點的選取無關
聯(lián)系
4、勻強電場中＝Ed(d為A、B兩點間沿電場強度方向上的距離)；電勢沿電場強度的方向降低最快；＝φA－φB；＝－＝
如圖所示，平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強電場，場強E＝1.2V/m，極板間距離d＝5 cm，電場中C和D分別到A、B兩板距離均為0.5 cm，B板接地．求：
(1)C和D兩點的電勢、兩點間電勢差各為多少？
(2)將點電荷q＝2C從C勻速移到D時外力做多少功？
解析：由于B板接地，則B板電勢φ＝0.又因A、B板間的電場為勻強電場，根據(jù)公式U＝Ed可計算出C、D兩點與B板的電勢差．從而可計算出C、D兩點的電勢．再根據(jù)
＝易計算出將q從C勻速移至D時
5、電場力所做的功等于外力做功的多少．
(1)因正極板接地，板間各點電勢均小于零，則、均大于零，由U＝Ed得
＝＝1.20.5 V＝0.6 V
又＝φB－φD，且φB＝0，所以φD＝－0.6 V
由于＝5 cm－0.5 cm＝4.5 cm＝4.5 m，
所以＝－＝－1.24.5 V＝－5.4 V.
又＝φC－φB，φB＝0，得φC＝－5.4 V.
所以＝φC－φD＝－5.4 V－(－0.6 V)＝－4.8 V.
(2)將點電荷從C勻速移到D時，外力對電荷做了正功，其值和電場力做功相等
＝||＝|2(－4.8)| J＝9.6 J.
答案：(1) φC＝－5.4 V φD＝－0.6
6、 V，＝－4.8 V
(2) ＝9.6 J
專題三 電場強度的求解
1．E＝適用于一切電場，q為試探電荷的電荷量，E與F、q無關．
2．E＝k是真空中點電荷電場強度的決定式，真空中Q為場源電荷的電荷量，由Q和r共同決定．
3．E＝是勻強電場中電場強度的決定式，只適用于勻強電場，d是沿電場線方向的距離．
如圖所示，在真空中的O點放一點電荷Q＝1.0 C，直線MN通過O點，OM的距離r＝0.3 m，M點放一點電荷q＝－2 C，求：
(1)求q在M點受到的作用力
(2)M點的場強
(3)拿走q后M點的場強
(4)M、N場強哪點大？
解析：根據(jù)題意，Q是形成
7、電場的電荷，q為試探電荷．
(1) 根據(jù)庫侖定律：＝k＝1.0
N＝1.0 N
方向：沿OM指向O
(2)M點的場強 ＝＝N/C＝100 N/C
方向：沿OM連線背離O
(3)拿走M后場強不變 ＝＝N/C＝100 N/C
方向：沿OM連線背離O
(4)根據(jù)公式E＝k可知：因為>，所以M點的場強大于N點的場強
答案：(1)1.0 N 方向沿OM指向O (2)100 N/C
方向沿OM連線背離O (3)100 N/C 方向沿OM連線背離O (4) ＞
專題四 電場力做功的特點及計算方法
1．電場力做功特點：電場力做功與路徑無關，只與電荷的電荷量Q和初、末位置的電勢
8、差U有關；沿著等勢面移動電荷，電場力不做功．
2．電場力做功的計算方法
(1)＝ (普遍適用)
(2)W＝qElcos θ(適用于勻強電場)
(3) ＝＝－ (從能量角度求解)
(4)＋＝ (由動能定理求解)
將電荷量為6的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做功3 J，再將該電荷從B移動到C點，電場力做了1.2 J的功，則該電荷從A移到B，再從B移到C的過程中，電勢能改變了多少？
解析：解法一：A、C兩點的電勢差：
＝＝V＝3 V
所以電勢能的變化量
＝＝＝63 J＝1.8 J
即電荷的電勢能增加
解法二：＝＝＝－()＝1.8 J
答案：1.8 J
9、專題五 帶電粒子在電場中運動
1．帶電粒子在電場中運動時重力的處理
(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．
(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．
2．帶點粒子在電場中加速
(1)處理方法 ：利用動能定理
(2)適用范圍：任何電場
3．帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)
(1)條件：帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場()
(2)處理方法：類平拋運動
①沿初速度方向做勻速直線運動，運動時間t＝
②沿電場方向，做初速度為0的勻加速直線運動
10、如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m、電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓加速后，獲得速度，并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓作用后，以速度v離開電場．已知平行板長為L，兩板間距離為d，(重力忽略不計)求：
(1) 的大?。?
(2)離子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間t.
(3)離子在偏轉(zhuǎn)電場中受到的電場力的大小F.
(4)離子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度．
(5)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時的豎直速度.
(6)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時的速度v的大?。?
(7)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時的豎直偏移量y.
(8)離子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tan θ.
解析：(1)不管加速
11、電場是不是勻強電場W＝qU都適用，所以由動能定理得：＝，所以＝.
(2)由于偏轉(zhuǎn)電場是勻強電場，所以離子做類平拋運動，即垂直電場方向為速度為的勻速運動，平行電場方向為初速度為零的勻加速直線運動．
所以在垂直電場方向：t＝＝L.
(3)E＝，F(xiàn)＝Eq＝.
(4)a＝＝.
(5) ＝at＝.
(6)v＝＝.
(7)y＝＝＝ (和帶電粒子q，m無關，只取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場)．
(8)tan θ＝＝ (和帶電粒子q，m無關，只取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場)．
答案：(1) (2)L (3) (4)
(5) (6) (7)
(8)
點評：(1)初速度為零的不
12、同帶電粒子，經(jīng)過同一加速電場、偏轉(zhuǎn)電場，打在同一屏上的偏轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)位移相同．
(2)初速度為零的帶電粒子，經(jīng)同一加速電場和偏轉(zhuǎn)電場后，偏轉(zhuǎn)角θ、偏轉(zhuǎn)位移y與偏轉(zhuǎn)電壓成正比，與加速電壓成反比，而與帶電粒子的電荷量和質(zhì)量無關．
(3)在結(jié)論(1)的條件下，不同的帶電粒子都像是從L/2處沿末速度方向以直線射出一樣，當電性相同時，在光屏上只產(chǎn)生一個亮點，當電性相反時，在光屏上產(chǎn)生兩個中心對稱的亮點．
某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點，電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示，可以判定( )
A．粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度
B．粒子在A點的動能
13、小于它在B點的動能
C．粒子在A點的電勢能小于它在B點的電勢能
D．電場中A點的電勢低于B點的電勢
解析：由電場線的疏密可知場強的大小，所以粒子的加速度＞；由定性畫出的等勢面并根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可知電勢φA＞φB；由粒子運動軌跡的彎曲趨向可知電場力做正功，所以動能、電勢能的變化情況為＞、＞，選項B正確．
答案：B
?規(guī)律小結(jié)：帶電粒子在電場中做曲線運動時正負功的判斷
（1）粒子速度方向一定沿軌跡的切線方向，粒子合力方向一定沿電場線指向軌跡彎曲的凹側(cè).
（2）電場力與速度方向夾角小于90，電場力做正功，夾角大于90，電場力做負功.
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2014-2015學年高中物理 第一章 電 場章末知識整合 粵教版選修
