2020版高中物理（新教材）人教必修第3冊：第十章 本章整合

本章整合答案:(1)靜電力做功與路徑無關(guān)(2)W=qU(3)電荷在電場中具有的勢能(4)W=-ΔEp(5)Ep=qφ(6)電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比(8)沿電場線方向電勢逐漸降低(9)電場中兩點之間電勢的差值(10)UAB=φA-φB(11)U=Ed(12)電場中電勢相等的點構(gòu)成的面(13)電場線跟等勢面垂直,并且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面(14)任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體組成電容器(15)電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢差的比值(19)靜電力和運動方向在同一直線上,做勻加(減)速直線運動(20)粒子的動能變化等于靜電力做的功(21)類平拋運動,初速度方向做勻速直線運動,靜電力方向做勻加速直線運動(22)運動的合成和分解一、電場線、等勢面、粒子的軌跡問題1.電場線的作用(1)判斷電場強度的方向電場線上任意一點的切線方向即為該點電場強度的方向。(2)判斷靜電力的方向——正電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相同,負電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相反。(3)判斷電場強度的大小(定性)——電場線密處電場強度大,電場線疏處電場強度小,進而可判斷電荷受靜電力大小和加速度的大小。(4)判斷電勢的高低與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐漸降低,電場強度的方向是電勢降低最快的方向。2.電場線與帶電粒子在電場中運動軌跡的關(guān)系一般情況下帶電粒子在電場中的運動軌跡不會與電場線重合,只有同時滿足以下三個條件時,兩者才會重合。(1)電場線為直線;(2)粒子初速度為零,或初速度方向與電場線平行;(3)粒子僅受靜電力作用或所受合力的方向與電場線平行。例1(多選)如圖所示,實線為不知方向的三條電場線,從電場中M點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子,僅在靜電力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示。則(

)A.a一定帶正電,b一定帶負電B.a的速度將減小,b的速度將增大C.a的加速度將減小,b的加速度將增大D.兩個粒子的電勢能都減少解析:因為電場線方向未知,不能確定a、b的電性,所以選項A錯;由于靜電力對a、b都做正功,所以a、b的速度都增大,電勢能都減少,選項B錯、D對;粒子的加速度大小取決于靜電力的大小,a向電場線稀疏的方向運動,b向電場線密集的方向運動,所以選項C對。答案:CD二、帶電體(粒子)在靜電力作用下的運動1.力和運動的角度帶電體的運動情況取決于它的受力情況及初始狀態(tài),準確分析帶電體的受力情況是解題的關(guān)鍵,通過受力分析可判斷帶電體的運動性質(zhì)及運動軌跡。從力和運動的角度進行分析是解決帶電體在電場中運動問題的最基本方法。2.運動分解的角度帶電體在電場和重力場的復(fù)合場中,若做類平拋或其他曲線運動,都可以考慮分解的思想,把它分解為兩個分運動,可使問題很快得到解決。例2如圖所示,水平地面上方分布著水平向右的勻強電場。一L形的絕緣硬質(zhì)管豎直固定在勻強電場中,管的水平部分長為l1=0.2m,離水平地面的距離為h=5.0m,豎直部分長為l2=0.1m。一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放,小球與管間摩擦不計且小球通過管的彎曲部分(長度極短,可不計)時沒有能量損失,小球在電場中受的靜電力大小為重力的一半。求:(1)小球運動到管口B時的速度大小;(2)小球落地點與管的下端口B的水平距離。(g取10m/s2)答案:(1)2.0m/s

(2)4.5m例3長為L的平行金屬板與水平面成θ角放置,板間有勻強電場。一個電荷量為-q、質(zhì)量為m的帶負電的液滴以速度v0垂直于電場方向射入兩極板間,如圖所示,射入后液滴沿直線運動。已知重力加速度為g,求:(1)兩極板間的電場強度為多大?(2)液滴離開電場時的速度為多大?解析:(1)液滴在電場中受到重力mg和靜電力F兩