高二物理电场4课件

本章优化总结

专题归纳整合章末综合检测第1章知识网络构建知识网络构建专题归纳整合静电力作用下物体的平衡问题1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．库仑力与重力、弹力一样，它也是一种基本力，因此一般的力学规律对它也适用，在对物体进行受力分析时应一起分析在内．2．明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个静电力而已．3．求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析基础上,运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件去解决．如图1－1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θ＝60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为(

)图1－1例1【思路点拨】由于电场力方向无法确定，可把该题看做动态平衡问题加以解决．【精讲精析】取小球为研究对象，它受到重力mg、丝线的拉力F和静电力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．根据力的平行四边形定则可知．当静电力Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时，静电力为最小，如图1－2所示，【答案】

ACD1．带电的物体在电场中受到电场力作用，还可能受到其他力的作用，如重力、弹力、摩擦力等，在诸多力的作用下物体可能所受合力不为零，做匀变速运动或变加速运动．用动力学观点解决带电体在电场中的运动2．处理这类问题，就像处理力学问题一样，首先对物体进行受力分析(包括电场力)，再明确其运动状态，最后根据所受的合力和所处的状态选择相应的规律解题．3．相关规律：牛顿第二定律F合＝ma或Fx＝max、Fy＝may，运动学公式，如匀变速直线运动速度公式、位移公式等，平抛运动知识、圆周运动知识等．两平行金属板A、B水平放置，一个质量m＝5×10－6kg的带电微粒以v0＝2m/s的水平初速度从两板正中央位置射入电场，如图1－3所示，A、B两板间的距离d＝4cm，板长L＝10cm.(1)当A、B间的电压UAB＝1000V时，微粒恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该粒子的电荷量．(2)令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围．图1－3例2【思路点拨】本题中平行极板水平放置，研究对象是带电微粒，根据这两点考虑带电粒子的重力．【精讲精析】

(1)当UAB＝1000V时，重力跟电场力平衡，微粒沿初速度方向做匀速直线运动，由qUAB/d＝mg得：q＝mgd/UAB＝2×10－9C.因重力方向竖直向下，故电场力方向必须竖直向上．又场强方向竖直向下(UAB>0)，所以微粒带负电．【答案】

(1)－2×10－9C

(2)600V<φA<2600V用功能观点处理带电体在电场中的运动1．带电的物体在电场中具有电势能，同时还可能具有动能和重力势能等机械能，用能量观点处理问题是一种简捷的方法．2．处理这类问题，首先要进行受力分析，及各力做功情况分析，再根据做功情况选择合适的规律列式求解．3．常见的几种功能关系(1)只要外力做功不为零，物体的动能就要改变(动能定理)．(2)静电力只要做功，物体的电势能就要改变，且静电力的功等于电势能的减少量，W电＝Ep1－Ep2.如果只有静电力做功，物体的动能和电势能之间相互转化，总量不变(类似机械能守恒)．(3)如果除了重力和静电力之外，无其他力做功，则物体的动能、重力势能和电势能三者之和不变．如图1－4所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板．质量m＝0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回．已知斜面的高度h＝0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30，滑块带电荷q＝－5.0×10－4C.取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.求：图1－4例3(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小．(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度．(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留2位有效数字)【思路点拨】理解题意，对运动过程进行分阶段处理，进行受力分析是关键，还要分清哪些力做功，做功有什么不同情景，然后选择合适的物理规律列式求解．【答案】

(1)2.4m/s

(2)0.10m

(3)0.96J等效法的应用各种性质的场与实物(由分子和原子构成的物质)的根本区别之一是场具有叠加性，即几个场可以同时占据同一空间，从而形成叠加场．对于叠加场中的力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果；也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将叠加场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析与解答．在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时细线与竖直方向夹角为θ(如图1－5)．现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：图1－5例4(1)小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值多大？(2)小球在B点的初速度多大？【思路点拨】