2017届高三物理一轮复习课件：专题七 静电场.ppt

方法一　平行板电容器内部E、U、Q变化问题 1.要区分两种基本情况 (1)电容器两极板间电势差U保持不变; (2)电容器的带电荷量Q保持不变。 2.进行讨论的物理依据主要有三个 (1)平行板电容器的电容C与板间距d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr间的关系为C=?; (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强E=?或 E=?; (3)电容器所带的电荷量Q=CU。 例1　将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是?(　　) 突破方法 A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半 B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍 C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半 D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半 解题思路　明确电容器工作原理,分析题中物理量的变化顺序,利用控制变量法分析各量的变化情况。 解析　由E=?知,当U不变,d变为原来的两倍时,E变为原来的一半,A项正确;当E不变,d变为原来 的一半时,U变为原来的一半,B项错误;当电容器中d不变时,C不变,由C=?知,当Q变为原来的两 倍时,U变为原来的两倍,C项错误;Q变为原来的一半时,U变为原来的一半,d不变时,则E变为原来的一半,D项正确。 答案????AD 1-1　板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为?d,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为 E2,下列说法正确的是?(　　) A.U2=U1,E2=E1　　　　　????B.U2=2U1,E2=4E1 C.U2=U1,E2=2E1　???? D.U2=2U1,E2=2E1 答案????C 解析????U1=?,E1=?。当板间距变为 ?d 时,由C=?可知电容变为2C,而带电荷量也变为2Q, 故U2=?=U1,E2=?=2?=2E1,故C选项正确。 方法二　用等效法处理带电粒子在电场、重力场中的运动 　　等效思维方法是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。 带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题,是高中物理教学中一类重要而典型的题型。对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大。若采用“等效法”求解,则能避开复杂的运算,过程比较简捷。先求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个“等效重力”,将a=?视为“等效重力加速度”。再将物体在重力场中的运动规律迁移到等 效重力场中分析求解即可。 例2　如图所示,空间有与水平方向成θ角的匀强电场。一个质量为m的带电小球,用长L的绝缘细线悬挂于O点。当小球静止时,细线恰好处于水平位置。现用一个外力将小球沿圆弧缓慢地拉到最低点,此过程小球的电荷量不变。则该外力做的功为?(　　) ? A.mgL　????B.?　????C.mgL tan θ　????D.? 解题思路　关键词:①缓慢,②电荷量不变。外力做功与电场力和重力的合力做功相等。 解析　对小球受力分析如图所示,则重力与电场力的合力F合=?, 由动能定理可知: WF=-WF合=?·L。 ? 答案????B 例3　如图所示,绝缘光滑轨道AB部分是倾角为30°的斜面,AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道,斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量 为m的带正电小球,电荷量为q=?,要使小球能安全通过圆轨道,在O点的初速度应满足什么 条件? ? 解析　小球先在斜面上运动,受重力、电场力、支持力,然后在圆轨道上运动,受重力、电场力、轨道作用力,如图所示,类比重力场,将电场力与重力的合力视为等效重力mg,大小为mg=?=?,tan θ=?=?,得θ=30°,等效重力的方向与斜面垂直指向右下方,小球在 斜面上匀速运动。 ? 因要使小球能安全通过圆轨道,在圆轨道的“等效最高点”(D点)满足“等效重力”刚好提供向心力,即有:mg=?,因θ=30°与斜面的倾角相等,由几何关系知 ?=2R,令小球以最小初速度v 0运动,由动能定理知: -2mgR=?m?-?m? 解得v0=?,因此要使小球安全通过圆轨道,初速度应满足v≥?。 答案????v≥? 方法三　用能量观点处理带电体在电场中的运动的方法 对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理。即使是恒力作用的问题,用能量观点处理也常常显得简捷。 1.用动能定理处理,思维顺序一般为 (1)弄清研究对象,明确所研究的物理过程; (2)分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功; (3)弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能);