高中物理 章末大盘点课件 新人教版选修3-1.ppt

一 理想模型的思想理想化方法是物理研究中经常用到的一种科学方法 物理现象所经历的过程大多是复杂的 要仔细描述它们也是很困难的 为此 在物理研究中常常把具体事物抽象化 用理想化的物理模型来代替实际研究的对象 并对有关的过程做出简化 以便从理论上去研究它 在建立理想模型的过程中 要抓住主要因素 忽略次要因素 突出主体 删繁就简 本章中涉及的理想模型有 点电荷 电场线 等势面 平行板电容器 匀强电场等 两个半径为0 3m的金属球 球心相距1 0m放置 当他们都带1 5 10 5C的正电时 相互作用力大小为F1 当它们分别带 1 5 10 5C和 1 5 10 5C的电荷量时 相互作用力大小为F2 则 A F1 F2B F1 F2C F1 F2D 无法判断 解析 此题常犯的错误是直接用库仑定律计算两电荷间的作用力大小 误选A 但考虑到两个球的半径为0 3m 球心相距1 0m 球的大小以及电荷分布对两球的作用力的影响并不能忽略 也就是说 两电荷在这里并不能看成点电荷模型 实际上 由于同种电荷的排斥作用和异种电荷的吸引作用 都带正电荷时电荷之间的平均距离相距较远 都带异种电荷时电荷之间的平均距离相比较小 所以带异种电荷时作用力较大 故正确答案为B 答案 B 二 控制变量法自然界发生的各种物理现象往往是错综复杂的 并且被研究对象往往不是孤立的 总是处于与其他事物和现象的相互联系之中 因此影响研究对象的因素在许多情况下并不是单一的 而是多种因素相互交错 共同起作用的 要想精确地把握研究对象的各种特征 弄清事物变化的原因和规律 单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的 还必须对研究对象施加人为的控制 造成特定的便于观察的条件 这就是控制变量的方法 如在 探究影响库仑力的因素 的实验中 我们就是先控制电荷量不变 研究库仑力与点电荷距离的关系 然后再控制距离不变 研究库仑力与电荷量的关系 在 探究影响平行板电容器电容的决定因素 的实验中 我们就是在电荷量 极板距离d 两极板正对面积S三个变量中 任意控制两个不变 再研究电容与第三个变量之间关系的 特别提醒 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 1 电场强度的三个公式 2 电场强度的叠加 电场强度是矢量 其方向规定为正电荷受到静电力的方向 如果空间几个电场叠加 则空间某点的电场强度为各电场在该点电场强度的矢量和 应据矢量合成法则 平行四边形定则合成 当各场强方向在同一直线上时 选定正方向后作代数运算合成 3 电场的形象描绘 电场线 由电场线的 疏 和 密 可知道电场的 强 和 弱 由该点的切线方向可知道电场强度的方向 并进一步推知电荷的受力情况和运动情况 如右图所示 两等量异号的点电荷相距为2a M与两点电荷共线 N位于两点电荷连线的中垂线上 两点电荷连线中点到M和N的距离都为L 且L a 略去 a L n n 2 项的贡献 则两点电荷的合电场在M和N点的强度 A 大小之比为2 方向相反B 大小之比为1 方向相反C 大小均与a成正比 方向相反D 大小均与L的平方成反比 方向相互垂直 答案 AC 1 同号电荷相互排斥 异号电荷相互吸引 库仑力实质上就是电场力 与重力 弹力一样 它也是一种基本力 注意力学规律的应用及受力分析 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 其中仅多了一个电场力而已 3 求解这类问题时 需应用有关力的平衡知识 在正确的受力分析的基础上 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 灵活方法 如合成分解法 矢量图示法 相似三角形法 整体法等 去解决 注意 1 受力分析时只分析性质力 不分析效果力 只分析外力 不分析内力 2 平衡条件的灵活应用 如右图所示 两根细线挂着两个质量相同的小球A B 上 下两根细线的拉力分别为FA FB 现使两球带同种电荷 此时上 下细线受拉力分别为F A F B 则 A FA F A FB F BB FA F A FB F BC FA F A FB F BD FA F A FB F B 解析 选A B整体为研究对象 则FA 2mg 两球带电后F A FA 2mg 再选B为研究对象 带电前FB mBg 带电后F B mBg F斥 FB 故选项B正确 答案 B 1 电场强度 电势 电势差 电势能的比较 2 电势高低 电势能大小的判断思路 1 由电场力做功判断 2 由电场线的方向判断 3 利用结论判断 由Ep q 知 正电荷在电势高处电势能较大 而负电荷在电势低处电势能较大 3 由粒子的运动轨迹判断各物理量的变化静电力方向 指向轨迹弯曲的一侧 沿电场线切线方向或垂直于等势面 如下图 一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中 在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹 M和N是轨迹上的两点 其中M点在轨迹的最右点 不计重力 下列表述正确的是 A 粒子在M点的速率最大B 粒子所受电场力沿电场方向C 粒子在电场中的加速度不变D 粒子在电场中的电势能始终在增加 解析 粒子接近M点过程中电场力做负功 离开M点的过程中电场力做正功 所以在M点粒子的速率应该最小 A B错误 粒子在匀强电场中运动 所受电场力不变 加速度不变C正确 因为动能先减小后增加 所以电势能先增加后减小 D错误 答案 C 带电粒子在电场中的运动 是一个综合电场力 电势能的力学问题 研究的方法与质点动力学相同 同样遵循运动的合成与分解 力的独立作用原理 牛顿运动定律 动能定理 功能关系等力学规律 研究时 主要可以按以下两条线索展开 1 力和运动的关系 牛顿第二定律根据带电粒子受到的电场力 用牛顿第二定律找出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的速度 位移等 这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况 2 功和能的关系 动能定理及能量守恒定律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 且重力做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 如下图所示为示波器的部分构造 真空室中电极K连续不断地发射电子 初速度不计 经过电压为U0的加速电场后 由小孔c沿水平金属板A B间的中心轴线射入两板间 板长为l 两板相距为d 电子穿过两板后 打在荧光屏上 屏到两板边缘的距离为L A B间不加电压时 电子打在荧光屏的中点O 屏上a b两点到O点的距离均为 若在A B两板间加上变化的电压 在每个电子通过极板的极短时间内 电场可视为恒定的 现要求t 0时 进入两板间的电子打在屏上的a点 然后在时间T内亮点匀速上移到b点 在屏上形成一条竖直亮线 亮点到b点后又立即跳回到a点 以后不断重复这一过程 设电子的电荷量为e 质量为m 1 求出A B间所加电压的最大值 2 写出加在A B两板间电压U与时间t 0 t T 的关系式 一 分析电容器的动态分析及电势能的变化乱套公式如下图所示 A B两块平行带电金属板 A板带负电 B板带正电 并与大地相连接 P为两板间一点 若将一块玻璃板插入A B两板间 则P点电势将怎样变化 错因分析 B板接地后 电势 B 0 当U减小时应接近零 二 电偏转公式应用时生搬硬套 A 使粒子的电荷量减半B 使两极板间的电压减半C 使两极板间的间距加倍D 使两极板的间距增为原来的4倍 错因分析 对公式中的各符号分析不规范 有的变化没有考虑 三 审不出题中隐含的条件及讨论点如图所示 一光滑绝缘斜槽放在方向竖直向下 电场强度为E的匀强电场中 从斜槽顶端A沿斜槽向下释放一初速度为v0的带负电的小球 小球质量为m 带电荷量为q 斜槽底端B与A点的竖直距离为h 则关于小球的情况 下列说法中正确的是 错解 向下运动重力做功大于电场力做负功 A错 B对 C错 D对 选B D 错因分析 对题目选项中 沿斜槽 没考虑 正确解析 B C不仔细看题目选项 只凭感觉的话AB中会错选A项 但要注意到 沿斜槽运动 的话 很容易得出若qE mg 小球会直接就由斜槽上 飘 起了 不再 沿斜槽 故B对 若mg qE会匀速直线运动 若mg qE则加速下滑 故C对 练规范 练技能 练速度 单元综合评估