2024高中物理第一章电场章末复习课达标检测含解析粤教版选修3_1.docVIP

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章末复习课

【学问体系】

[答案填写]1.6×10－19Ckeq\f(q1q2,r2)E＝eq\f(F,q)keq\f(Q,r2)eq\f(U,d)φA－φBEdeq\f(WAB,q)eq\f(Q,U)

主题1对电场性质的描述——“力”的描述

公式

物理意义

引入过程

适用范围

E＝eq\f(F,q)

是电场强度大小的定义式

F与q成正比，E与F、q无关，反映某点电场力的性质

适用于一切电场，q为摸索电荷的电荷量，E与F、q无关

E＝keq\f(Q,r2)

是真空中点电荷电场强度的确定式

由E＝eq\f(F,q)和库仑定律导出

真空中Q为场源电荷的电荷量．由Q和r共同确定

E＝eq\f(U,d)

是匀强电场中电场强度的确定式

由F＝Eq和W＝qU导出

匀强电场，d是沿电场线方向的距离

【典例1】如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q，为了保证当丝线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小不行能为()

A.eq\f(mgtan60°,q) B.eq\f(mgcos60°,q)

C.eq\f(mgsin60°,q) D.eq\f(mg,q)

【思路分析】本题考查了三力作用下的物体平衡问题．通过矢量图示法求得电场强度E的最小值，便可快速求得电场强度E大小的可能值．

解析：取小球为探讨对象，它受到重力mg、丝线的拉力F和电场力Eq的作用．因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零，由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力．依据力的平行四边形定则可知，当电场力Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则Eq＝mgsin60°，得最小电场强度E＝eq\f(mgsin60°,q).

答案：B

针对训练

1.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应()

A．带负电，放在A点 B．带正电，放在B点

C．带负电，放在C点 D．带正电，放在C点

解析：对a受力分析，除重力、支持力以外，还受库仑力，三力合力为零，结合a的重力、支持力的方向可推断，无论B点放置正或负的电荷，都不能满意条件，若在A点放置，则必需是正电荷，若在C点放置，则必需是负电荷，C对，A、B、D错．

答案：C

主题2对电场性质的描述——“能”的描述

1．电场强度、电势、电势差的比较．

名称

电场强度

电势

电势差

物理意义

描述电场力的性质

描述电场能的性质

描述电场力做功的本事

定义式

E＝eq\f(F,q)

φ＝eq\f(W,q)

UAB＝eq\f(WAB,q)

标矢性

矢量，方向为放在电场中的正电荷的受力方向

标量，有正负，正负只表示大小

标量，有正负，正负只表示A、B两点电势的凹凸

确定

因素

E由电场本身的性质确定，与摸索电荷无关

电势由电场本身确定，与摸索电荷无关，大小与参考点的选取有关，有相对性

由电场本身和两点的电势确定，与摸索电荷无关，与参考点的选取无关

联系

匀强电场中UAB＝Ed(d为A、B两点间沿电场强度方向上的距离)；电势沿电场强度的方向降低最快；UAB＝φA－φB；WAB＝EpA－EpB＝qUAB

2.电场力做功的特点及计算方法．

(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与电荷的电荷量Q和初、末位置的电势差U有关；沿着等势面移动电荷，电场力不做功．

(2)电场力做功的计算方法．

①WAB＝qUAB(普遍适用)．

②W＝qElcosθ(适用于匀强电场)．

③WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解)．

④W电＋W非电＝ΔEk(由动能定理求解)．

【典例2】如图所示，一个质量为m、带有－q电荷量的小物体，可在水平轨道Ox轴上运动，轴的O端有一个与轨道相垂直的固定墙面．轨道处于匀强电场中，电场强度大小为E，方向沿Ox轴正向，小物体以初速度v0从x0处沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力F作用，且F＜qE.设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它停止运动时通过的总路程s.

【思路分析】带电体在电场中做往复运动，过程较为困难．解答本题应用能量的观点分析较为便捷．

解析：由于F＜qE，所以物体最终停止在固定墙处，依据动能定理得

0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝W电＋WF(W电、WF分别是电场力的功和摩擦力的功)．

W电＝Eqx0，WF＝－Fs，

故－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝Eqx0－Fs，s＝eq\f(2Eqx0＋mveq\o\al(2,0),2F).

答