20172018學(xué)年高中物理靜電場章末總結(jié)學(xué)案新人教版選修

1、第一章 靜電場一、電場中的平衡問題1.庫侖力實質(zhì)上就是電場力，與重力、彈力一樣，它也是一種基本力.帶電粒子在電場中的平衡問題實際上屬于力學(xué)平衡問題，只是多了一個電場力而已.2.求解這類問題時，需應(yīng)用有關(guān)力的平衡知識，在正確的受力分析的基礎(chǔ)上，運用平行四邊形定則、三角形定則或建立平面直角坐標系，應(yīng)用共點力作用下物體的平衡條件，靈活運用方法(如合成分解法、矢量圖示法、相似三角形法、整體法等)去解決.例1(多選)如圖1所示，在一電場強度沿紙面方向的勻強電場中，用一絕緣細線系一帶電小球，小球的質(zhì)量為m，電荷量為q.為了保證當細線與豎直方向的夾角為60°時，小球處于平衡狀態(tài)，則勻強電場的場強大

2、小可能為()圖1A. B.C. D.答案ACD解析取小球為研究對象，它受到重力mg、細線的拉力F和電場力Eq的作用.因小球處于平衡狀態(tài)，則它受到的合外力等于零，由平衡條件知，F(xiàn)和Eq的合力與mg是一對平衡力.根據(jù)力的平行四邊形定則可知，當電場力Eq的方向與細線拉力方向垂直時，電場力最小，如圖所示，則Eqmgsin 60°，得最小場強E.所以，選項A、C、D正確.求解電場力的最小值的方法是對物體進行受力分析，利用圖解法求最小值.針對訓(xùn)練如圖2所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，帶有電荷量也為q的小球B固定在O點正下方絕緣柱上.其中O點與小球A的間距為l，O點與小

3、球B的間距為l.當小球A平衡時，懸線與豎直方向夾角30°.帶電小球A、B均可視為點電荷.靜電力常量為k，則()圖2A.A、B間庫侖力大小FB.A、B間庫侖力大小FC.細線拉力大小FTD.細線拉力大小FTmg答案B解析由題意知ABO30°，分析A球受力，如圖所示，將FT、F合成，由幾何知識知F、FT及合力F合組成的平行四邊形為菱形，則FFTmg.二、電場中功能關(guān)系的應(yīng)用帶電物體在電場中具有一定的電勢能，同時還可能具有動能和重力勢能等，因此涉及到電場有關(guān)的功和能的問題應(yīng)優(yōu)先考慮利用動能定理和能量守恒定律求解.例2如圖3所示，帶電荷量為Q的正電荷固定在傾角為30°的光滑

4、絕緣斜面底部的C點，斜面上有A、B兩點，且A、B和C在同一直線上，A和C相距為L，B為AC的中點.現(xiàn)將一帶電小球從A點由靜止釋放，當帶電小球運動到B點時速度正好又為零，已知帶電小球在A點處的加速度大小為，靜電力常量為k，求：圖3(1)小球運動到B點時的加速度大小.(2)B和A兩點間的電勢差(用Q和L表示).答案(1)(2)解析(1)帶電小球在A點時由牛頓第二定律得：mgsin 30°kmaA帶電小球在B點時由牛頓第二定律得：kmgsin 30°maB取立式解得：aB，方向沿斜面向上.(2)由A點到B點對小球運用動能定理得mgsin 30°·qUBA0聯(lián)立

5、式解得UBA.三、帶電體在復(fù)合場中的運動1.帶電體在復(fù)合場中的運動是指帶電體在運動過程中同時受到電場力及其他力的作用.較常見的是在運動過程中，帶電體同時受到重力和電場力的作用.2.由于帶電體在電場和重力復(fù)合場中的運動是一個綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題，研究的方法與質(zhì)點動力學(xué)的研究方法相同，它同樣遵循運動的合成與分解、力的獨立作用原理、牛頓運動定律、動能定理、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律.例3如圖4所示，ABCDF為豎直放在場強為E104 V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道.其中軌道的BCDF部分是半徑為R0.2 m的圓形軌道，軌道的水平部分與圓相切于B點，A為水平軌道上的一點，而且AB之間的距離s0.

6、6 m，把一質(zhì)量m0.1 kg、帶電荷量q1×104 C的小球放在水平軌道的A點由靜止開始釋放，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運動.(g取10 m/s2)求：圖4(1)小球到達B點時速度的大小；(2)小球到達D點時對軌道的壓力；(3)若讓小球安全通過軌道，開始釋放點離B點的最小距離.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案(1)2 m/s(2)1 N，方向豎直向上(3)0.62 m解析(1)小球從A到B，由動能定理有qEsmv0，解得vB2 m/s.(2)小球從A到D，由動能定理有qEs2mgRmv0，解得vD2 m/s.小球在D點，由牛頓第二定律有mgFNm，解得FN1 N，方向豎直向下，由牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫Υ笮? N，方向豎直向上.(3)小球受到的豎直向下的重力和水平向右的電場力大小相等，這兩個力的合力為Fmg N，與水平方向的夾角45°，如圖所示. 設(shè)小球在豎直平面內(nèi)做圓周運