高中物理选修31复习1-资料

第一章电场1、电荷2、库仑定律3、电场强度4、电场线5、静电平衡6、电势7、电势差8、电场力做功9、电容器10、带电粒子在电场中的运动一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移eCCe18191025.61106.11①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）221rQQkF229/109CNmk3、应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：①定义式：②单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受力方向③决定式：qFE------适用真空点电荷2rQkE------平行四边形定则21EEE▲例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）+Q-QOX2LAyEByEB+Q-QOX2LA四、电场线1、应用：2、特点：①定性判断场强大小、方向：②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密③电场线存在于正负电荷及无穷远（大地）三者之间①从正电荷出发，终止于负电荷②不闭合、不相交、不中断④电场线条数与电荷量成正比⑤电场线与电荷运动轨迹一般不重合3、常见电场的电场线：①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场五、静电平衡2、静电平衡导体的特点：③净电荷只能分布于导体表面②表面附近的场强垂直于导体表面④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面感应电荷的效果：产生附加（感应）场强，削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动六、电势φ1、定义：2、单位：伏1V=1J/C3、决定因素：场源电荷、位置4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。正电荷周围空间电势恒为正。负电荷周围空间电势恒为负。5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低◆正电荷电势能与电势同号负电荷电势能与电势反号q（标量）三个量都有正负号φA＞φB＞OφA＜φB＜OABAB1、定义：七、电势差：（电压）2、决定式：uab=φa-φb◆单下标或无下标时取绝对值有下脚标时应注意正负号uab=－ubaqWUab3、绝对性：与零势点无关4、场强与电势无必然联系：③场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等①场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0②场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5、场强与电势差关系：EdU-----适用于匀强电场八、电场力的功1、电场力做功特点：（同重力）③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关②正功→电势能减少，负功→电势能增加正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高不论正负电荷：均从电势能大→电势能小2、电场力做功的计算：①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用pE电WABABUqW◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差九、电容器：——平行板1、定义式：ε≥1，→介电常数S→正对面积；d→极板间距2、决定式：3、单位：法拉（F）微法（μF）皮法（pF）UQUQC——普适通用kdSC41F=106μF=1012pF4、平行板电容器两种充电方式：U不变①电源保持连接状态②充电后电源切断若d↘，E↗d↘，C↗，Q↗Q不变若d↘，C↗，U↘CdQdCQdUEkdSC4E不变十、带电粒子在电场中的运动：①牛顿运动定律②动能定理1、匀变速直线运动：qUmVmVt2022121maEq2、点电荷电场中的匀速圆周运动：电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动2222qEgmGrVmrQqk223、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）等效“重力”：mgEqABo“最低点”：V最大，动能最大，绳子最易断“最高点”：V最小，临界点，绳子最易弯曲①粒子落在极板上②粒子穿出极板4、匀强电场中的类平抛运动——F合与V0垂直（不计重力或重力与电场力共线）maEqEdU221aty飞行时间由y决定maEqEdU2022221dmVqULaty侧移：tVL0飞行时间由L决定yEqW电场力做功：0tanVatVVxy速度偏角：02xytanVat位移偏角：tantan2θ③粒子先经过加速电场再进入偏转电场20021mVqU024UUdLy02tanUUdL④粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OYtanLyY1、电荷A、B带有等量的正电荷，左右放置．一负电荷q放在两者连线的中点，恰能达到平衡．现将电荷B十分缓慢地向右移动，电荷q将如何运动（）A、不动B、向左运动C、向右运动D、可能向左运动，也可能向右运动答案：B（考查库仑定律）解析：由已知知A和B对q的库仑力都是吸引力，且大小相等方向相反合力为零。现将B右移，则B、q间距离变大，库仑力变小，q的合力不再为零且方向向左，所以它将向左运动。2、关于……①和……②，下列说法中正确的是（）（1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电量（2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场电荷的电量（3）②式中，Q是放入电场中的电荷的电量（4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量A、（1）（3）B、（2）（3）C、（1）（4）D、（2）（4）qFE2rQkE答案：C考查电场强度公式适用范围公式说明任何电场定义式：其中q是试验电荷，F是它在电场中受到的电场力。真空中点电荷的电场Q是场源电荷，E表示跟点电荷相距r处某点的场强匀强电场其中d为在场强方向（沿电场线方向）上的距离qFE2rQkEqUE3、如图14－66所示，A、B两点相距10cm，E＝100V/m，AB与电场线方向夹角θ＝120°，求AB两点间的电势差UAB（）A、10VB、－10VC、5VD、－5V答案：D（考查场强与电势差的关系）解析：A、B两点在场强方向上的距离由于UA＜UB，则根据U＝Ed得：UAB＝－Ed＝－100×5×10-2V＝－5(V)cmcmABd55.010)120180cos(注意：在使用公式U＝Ed时，注意d是沿场强方向的距离，在求两点电势差时，要判明两点电势的高低．4、如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强大小，则正确的是（）（1）A、B两点的场强方向相同（2）因为电场线从A指向B，所以EA＞EB（3）A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB（4）不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定A、（1）（2）B、（1）（3）C、（1）（4）答案：C（考查电场线）解析：根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向．因题中的电场线是直线．所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右。因为电场线的疏密程度反映了场强的大小，但由于题中仅画出一条电场线，不知道A、B附近电场线的分布状态，所以无法肯定EA＞EB或EA=EB。5、如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是（）（1）放上+q时，它们的电势能εAεBεC（2）放上+q时，它们的电势能εAεBεC（3）放上－q时，它们的电势能εAεBεC（4）放上－q时，它们的电势能εAεBεCA、（1）（3）B、（1）（4）C、（2）（3）D、（2）（4）答案：B（考查电势能的大小）解析：因为沿电场线方向电势降低，所以有φAφBφC。根据ε=qφ，对于正电荷q0，有εA＞εB＞εC；对于负电荷q0，有εA＜εB＜εC。6、已知电场中A、B、C三点，现使正电荷q=5.0×10-7C从A移到B，电场力做功8.0×10-5J．再使q由B移到C，电场力做功－9.0×10-5J．问：在A、B、C三点中哪一点的电势最低（）A、点最低B、B点最低C、C点最低D、无法判断答案：B（考查电势差与电场力做功的关系）解析：根据U＝W/q得：UAB＝8.0×10-5J/5.0×10-7C＝160V0，所以φA＞φB；UBC＝－9.0×10-5J/5.0×10-7C＝－180V0，所以φB＜φC。综上所述，B点电势最低。7、在x轴上相距r的A、B两处分别放有两个点电荷，A处为－Q,B处为+4Q,在x轴上某处,两个电荷各自产生电场强度数值为EA和EB,则()A、EA=EB之点,只有一处，该处合场强为0B、EA=EB之点有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2EAC、EA=EB之点共有三处，其中两处合场强为0，另一处合场强为2EAD、EA=EB之点共有三处，其中一处合场强为0，另二处合场强为2EA答案：B（考查点电荷的场强及矢量的叠加）解析：EA=EB之点有两处，一处在BA连线延长线上距A点r处，合场强为0；另一处在AB中间距A点r/3处，合场强为2EA。8、一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则()A、a、b两点的场强一定相等B、该点电荷一定沿等势面移动C、a、b两点的电势一定为零D、a、b两点的电势一定相等答案：D（考查电场力做功的特点）解析：•在电场中移动电荷，电势能的变化εa-εb=qUab．当εa-εb=0时，则Uab=0，即a、b两点的电势一定相等．D正确．•在电场中移动电荷时电势能的变化，只跟电荷的始末位置有关，跟它的具体路径无关．只要电荷的始、末位置在同一个等势面上，电势能的变化一定等于零，电场力一定不作功（W=εa-εb），因此电荷不一定沿等势面移动．所以B错．•电势的大小和参考点的选取有关，是一个相对量。所以C错。•场强与电势是两个不同的物理量，它们分别从力的属性和能的属性上描述电场．在电场中场强大的地方电势不一定高，电势高的地方场强不一定大；场强相等的地方电势不一定相等，电势相等的地方场强不一定相等．所以A错．9、图1中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中A处运动到B处，则以下判断中正确的是（）A、电荷从A到B，运动的加速度变小B、电荷从A到B，电势能增大C、电荷从A到B，电势升高D、电荷从A到B，动能增大AB图1答案：B确定电荷的受力方向确定电场线的指向确定电场力做功的正负确定运动性质确定电势能的变化21345解析：解此类问题的基本思路ABF注释：1、正电荷受到的电场力方向和电场线的指向相同，负电荷受到的电场力方向和电场线的指向相反。2、电场力方向和位移方向相同，电场力做正功；电场力方向和位移方向相反，电场力做负功。（具体由W＝Fscosα决定）3、沿着电场线的方向电势降低。4、电场力做正功，电势能降低；电场力做负功，电势能增加。10、如图3所示，q1和q2为两静止的等量异号电荷，MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0，方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间，粒子速度为v，则有（）A、v＜v0B、v=v0C、v＞v0D、无法确定Mq1q2NPv0图3答案：C解析：这是涉及等量异号电荷电场的习题，要求对这个电场有一定了解。图4中虚线是在学生实验中已认识的等势线，其中的电荷连线中垂线MN比较特殊——它的电势值为零。图4q1q2NPv0Eq1q2NPv0E有同学误选B，是认为带电粒子沿等势线MN运动，则电场力不做功，故速度不变。但实际上在带电粒子到达P点时，因P处场强E的方向垂直MN，则粒子受的电场力必与v0夹成角度，故带电粒子将作曲线运动而偏离等势线MN。于是电场力要对粒子做功。且不管粒子带什么电，它总是朝电场力那个方向偏移，所以电场力总是作正功。这样，带电粒子的电势能减小因而动能增加。q1q2NPv0Eq1q2N