【第2章】本章高效整合 课件（鲁科选修3-1）

(共35张PPT)
比值定义只是定义物理量的一种方法，所定义的物理量只与两者比值有关，与单个物理量的大小无关．
2．抽象思想方法
电场看不见、摸不着，本章和第一章分别从电场的能的性质和力的性质两方面来研究电场，尽量使电场形象化，如用电场线和等势线来表征电场，学习电场知识需要较强的抽象思维能力．
如图所示，实线为一条电场线，虚线为电场中的两个等势面．已知φA＝60V，电子在静电力作用下由A点运动到B点时做功为40 eV，求出φB并标出电场线的方向．
3．等效类比方法
将新学习的知识与已有的熟悉的知识相类比，可以帮助理解和记忆新知识．本章的学习中将电场力做功与重力做功相类比，把电势差与高度差相类比，可较容易地理解这些新概念、新规律．
在水平方向的匀强电场中，一根不可伸长且不导电的细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点．把小球从A点静止释放后，能摆到最低点的另一侧B点，线与竖直方向的最大夹角为θ(如右图所示)．求小球经过最低点时细线对小球的拉力．
【解析】　本题涉及电场力做功、牛顿第二定律以及动能定理等规律．
设细线长为l，球的电荷量为q，场强为E.由题意可知小球从水平位置释放至最低点的另一侧的整个过程，静电力必做负功，电势能必增加，由能量守恒有
mglcosθ＝qEl(1＋sinθ)……①，
若小球运动到最低点时的速度为v，此时线的拉力为F，由能量关系有
1．计算电场力做功的几个常用思路
(1)根据电场力做功的概念．当电荷q从电场中的A点移动到B点时，电场力做的功WAB＝qUAB，该公式适用于任何电场．
(2)根据做功的定义式求解．W＝Fxcos θ＝Eqxcos θ只适用于恒力做功，即匀强电场中．
(3)根据电场力做功与电势能变化的定量关系求解．WAB＝EPA－EPB.
(4)根据动能定理求解．W电＋W其他＝ΔEk，一般用于求解不易直接计算的电场力做的功．
2．电势能大小的比较方法
(1)场源电荷判断法
场源电荷为正，离场源电荷越近，正试探电荷电势能越大，负试探电荷电势能越小．
场源电荷为负，离场源电荷越近，正试探电荷电势能越小，负试探电荷电势能越大．
(2)电场线法
正电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐减小，逆着电场线方向移动，电势能逐渐增大．
负电荷顺着电场线方向移动，电势能逐渐增大，逆着电场线方向移动，电势能逐渐减小．
(3)做功正负判断法
无论正、负电荷在什么样的电场中，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小，电场力做负功，即电荷克服电场力做功，电荷的电势能一定增加．
如图所示，一个质量为m、带有电荷量－q的小物体，可以在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙．轨道处于匀强电场中，电场强度大小为E，方向沿Ox轴正方向，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力F作用，且F＜qE.设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程．
(1)求解本题关键是确定最终停止的位置．本题考查了动能定理和电场力做功与路径无关，也考查了我们分析物理问题的能力．
(2)物体的初速度方向不管向右还是向左，对解题结果无影响．
(3)物体与墙碰撞时无能量损失是隐含条件．
电容器问题中有两类最基本的问题：
1．电容器的两极板始终与电源两极相连，改变电容器的某一物理量，求其他物理量的变化．
2．电容器充电后两极板与电源两极断开，改变电容器的某一物理量，求其他物理量的变化．
处理这两类问题的基本要点是：电容器两极板始终与电源两极相连，即电容器两极板间的电压保持不变；电容器充电后两极板与电源两极断开，即电容器所带的电荷量保持不变．
如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量＋Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是(　　)
A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变
B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D．B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低
【解析】　此电容器的带电荷量不变，改变两板间距离时，场强的大小、方向均不变，B板接地，所以A板下移时，P点的电势不变，若B板上移时，P点与B板距离减小，所以P点的电势降低，故A、C正确．
【答案】　AC
1．带电粒子在匀强电场中的直线运动
(1)带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，若电场力的方向与带电粒子的运动方向相同，粒子做加速运动；若电场力的方向与带电粒子的运动方向相反，粒子做减速运动．
(2)处理这类问题的方法：
①可由牛顿第二定律与运动学公式求解．
2．带电粒子在匀强电场中的偏转
带电粒子以速度v0垂直于电场线的方向射入匀强电场，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力的作用，而做匀变速曲线运动，也称为类平抛运动，应用运动的合成与分解的方法分析这种运动．
如图所示，一束电子从静止开始经加速电压U1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L.若在两金属板间加直流电压U2时，光点偏离中线与荧光屏交点O打在荧光屏上的P点，求OP为多少？
带电的物体在电场中具有一定的电势能，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，处理有关能量的问题要注意以下几点：
1．只要外力做功不为零，物体的动能就要改变(动能定理)．
2．重力只要做功，物体的重力势能就要改变，且重力的功等于重力势能的减少量，WG＝Ep1－Ep2.如果只有重力做功，物体动能和重力势能之和不变(机械能守恒)．
3．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)．
4．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．
如图所示，一个带负电的油滴以初速度v0从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中，若油滴达到最高点时速度大小仍为v0，则油滴的最高点位置是(　　)
A．在P点左上方　　　　　　
B．在P点右上方
C．在P点正上方
D．上述情况都可能
【答案】　A
练考题、验能力、轻巧夺冠