2013年物理选修3-1第一章复习资料(绝对精品,欢迎,祝幸福)

1高中物理选修3-1第一章电场总结一、夯实基础知识1.深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。（1）库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：其中k为静电力常量，k=9.0×109Nm2/c2成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（2）电荷守恒定律：电荷即不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体或者从物体的一部分转移到另一部分。在转移的过程中，电荷的代数和不变。2.深刻理解电场的力的性质。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷（也称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（2）点电荷周围的场强公式是：，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。（3）匀强电场的场强公式是：，其中d是沿电场线方向上的距离。3.深刻理解电场的能的性质。（1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。①电势定义为qEP，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高。2②电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。③电势差，A、B间电势差UAB=φA－φB；B、A间电势差UBA=φB－φA，显然UAB=－UBA，电势差的值与零电势的选取无关。（2）电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。①电势能可用Ep=qφ计算。②由于电荷有正、负，电势也有正、负（分别表示高于和低于零电势），故用E=qφ计算电势能时，需带符号运算。（3）电场线的特点：①始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）；②不相交，不闭合；③不能穿过处于静电平衡状态的导体。（4）电场线、场强、电势、等势面的相互关系。①电场线与场强的关系；电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。②电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低；③电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与通过该处的等势面垂直；④场强与电势无直接关系：场强大（或小）的地方电势不一定大（或小），零电势可由人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；⑤场强与等势面的关系：场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势指向低电势，等差等势面越密的地方表示场强越大。4.掌握电场力做功计算方法（1）电场力做功与电荷电势能的变化的关系。电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷电势能增加，电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。（2）电场力做功的特点电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量是确定的，因而移动电荷做功的值也是确定的，所以，电场力移动电荷所做的功，与移动的路径无关，仅与始末位置的电势差有关，这与重力做功十分相似。3（3）计算方法①由功的定义式W=F·S来计算，F为恒力，这个方法有局限性，仅在匀强电场中使用。②用W=qUAB来计算，此时，一般又有两个方案：一是严格带符号运算，q和UAB均考虚正和负，所得W的正、负直接表明电场力做功的正、负；二是只取绝对值进行计算，所得W只是功的数值，至于做正功还是负功？可用力学知识判定。5.深刻理解电容器电容概念电容器的电容，此式为定义式，适用于任何电容器。平行板电容器的电容的决定式为。对平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况：（1）若两极保持与电源相连，则两极板间电压U不变；（2）若充电后断开电源，则带电量Q不变。二、典型例题问题1：会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后平分”，然后利用库仑定律求解。注意绝缘球带电是不能中和的。[例1]有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量－2Q，C不带电，将A、B固定，相距r，A、B间的静电力为F，然后让C球先与B球接触，再与A球接触，然后拿走C球，试问A、B两球间的相互作用力变为多少?问题2：会分析电场强度与电场线。电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考中考点分布的重点区域之一。求电场强度的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。[例2]下列有关电场强度的叙述中，错误的是（）A．电场强度是描述电场力的性质的物理量，B．电场强度在数值上等于放入该点的电荷所受到的电场力跟它电量的比值，C．点电荷Q形成的电场中，强度跟Q成正比，与距离r的平方成反比，D．在匀强电场中，场强等于两点间的电势差与两点间的距离之比。4rsCkd4[例3]如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正点，b带负电，a所带电量的大小比b的小。已知c受到的a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是（）A．F1B．F2C．F3D．F4[例4]以下关于电场和电场线的说法中正确的是()A．电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅在空间相交，也能相切B．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域场强为零C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D．电场线是人们假设的，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存在问题3：求解带电体在电场中的平衡问题。[例5]球质量不相等，并分别带有不等量的异种电荷，其中q1是正电荷，q2是负电荷，且q1q2，用细线悬挂于O点，如果在整个空间施加一个水平向左的匀强电场，则不可能出现的平衡状态是()问题4：根据给出的一条电场线，分析推断电势和场强的变化情况。[例6]如图4所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（）A.UaUbUcB.Ua－Ub＝Ub－UcC.EaEbEcD.Ea=Eb=Ec[例7]如图5所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（）A.带电粒子带负电B.a、b两点间的电势差Uab=mgh/qC.b点场强大于a点场强D.a点场强大于b点场强问题5：会根据给定一簇电场线（或等势面）和带电粒子的运动轨迹，分析推断带电粒子的性质。aF1F2F3F4bc（A）（B）（C）（D）q1q1q1q1q2q2q2q25[例8]图6中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大[例9]某电场的电场线如图所示，则同一点电荷放在电场中的点A和点B所受静电力FA和FB的大小关系，A、B两点的电势ΦA、ΦB高低关系是A．FAFBΦAΦBB．FAFBΦAΦBC．FA＝FBΦAΦBD．由于电荷的正、负未知，故无法判断FA和FB的大小[例10]如图7所示虚线a、b和c是某电场中的三个等势面，它们的电势为Ua、Ub、Uc，其中UaUbUc．一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功C．粒子从K到L的过程中，电势能增加D．粒子从L到M的过程中，动能减少[例11]如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动．M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点．电子在从M经P到达N点的过程中A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．电势能先减小后增大D．电势能先增大后减小问题6：会分析电容器问题。[例12]如图所示是一个由电池、电阻R、电键S与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合．在增大电容器两极板间距离的过程中A．电容器的电容变小B．电容器的电容变大C．电阻R中有从b流向a的电流D．电阻R中有从a流向b的电流[例13]如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是：A．Q变小，C不变，U不变，E变小abcMNKL图76B．Q变小，C变小，U不变，E不变C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变小，E变小[例14]平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图所示。当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动（）A.将电容器的下极板稍稍下移B.将电容器的上极板稍稍下移C.将S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动D.将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移问题7：会分析、求解带电粒子的运动问题。[例15]一束初速不计的电子在经U的加速电压加速后，在两极板间的中点处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d，板长l，偏转电场只存在于两个偏转电极之间。已知电子质量为m，电荷量为e，求：（1）电子离开加速电场时的速度大小（2）电子经过偏转电场时的时间（3）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压U＇？7三、补充试题第一章电场试题1．对元电荷的理解，下列说法正确的是（）A．目前认为：元电荷是自然界中电荷的最小单元，其值是1.60×10-19CB．元电荷就是质子C．元电荷就是电子D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍2．两个大小相同的金属小球A、B分别带有qA︰qB=4︰1数值的电荷量，相距较远，相互间引力为F．现将另一个不带电的、与A、B完全相同的金属小球C，先与A接触，再与B接触，然后离开，则A、B间的作用力变为()A．F81B．F41C．F21D．F1613．等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示，现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点．则检验电荷在此全过程中（）A．所受电场力的方向将发生改变B．所受电场力的大小恒定C．电势能一直减小D．电势能先不变后减小4．如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是：（）A．导体P的a端带正电荷，b端不带电B．导体P的a端不带电荷，b端带负电荷AC．导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等D．导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量5．如图所示，电子由静止经匀强电场加速后，从AB板的中线垂直射入AB间匀强电场中，若加速电压为U1，偏转电压为U2，则（）A．电子最终具有的动能EK≤e(U1＋U2/2)B．为使电子能飞出电场，U1必须大于U2C．电子在两电场间都作匀变速运动D．若增大U1，则电子在偏转电场中受到的冲量可能不变6．如图所示，平行板电容器接在电源上充电后，与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷固定在P点，以E表示两板间场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若保持负极板不动，将正极板向下移，则（）A．U变小，E不变B．E变大，W变大C．U变小，W不变D．U不变，W不变abpQU2ABU1P-+87．a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图，由此可知c点的电势为（）A．4VB．8VC．12VD．24V8．在图示的实验装置中，已充电的平行板电容器的极板A与一静电计相连接，极板B接地．若极板B稍向上移，则电容器电容，静电计指针偏角