创新方案2014年高考物理精品教学案（章末专题与达标验收）第6章 静电场（17页Word）

创新方案2014年高考物理精品教学案（章末专题与达标验收）第6章 静电场（17页Word）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)等效思维方法就是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。 常见的等效法有“分解” “合成” “等效类比” “等效替换” “等效变换” “等效简化”等。 带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型。 对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大。 若采用“等效法”求解，则过程比较简捷。 (2)解题思路：求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”。 将 a 视为“等效重力加速度”。 物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解。 典例在水平向右的匀强电场中，有一质量为 m、带正 2、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 ，如图 1 所示，现给小球一个垂直于悬线的初速度，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：图 1(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。 解析如题图所示，小球所受到的重力、电场力均为恒力，二力的合力为 F。 重力场与电场的叠加场为等效重力场，为等效重力，小球在叠加场中的等效重力加速度为 g ，其方向斜向右下，与竖直方向成 角。 小球在竖直平面内做圆周运动的过程中，只有等效重光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，动能与等效重力势能可相互转化，其总和不变。 3、与重力势能类比知，等效重力势能为 Epmgh，其中 h 为小球距等效重力势能零势能点的高度。 (1)设小球静止的位置 B 为零势能点，由于动能与等效重力势能的总和不变，则小球位于和 B 点对应的同一直径上的 A 点时等效重力势能最大，动能最小，速度也最小。 设小球在 A 点的速度为 时细线的拉力为零，等效重力提供向心力，则：m ，得小。 (2)设小球在 B 点的初速度为 能量守恒得： 2 l，将 v B。 12 2B 12 2A 5答案(1)A 点速度最小v A (2) 5专题小测验1如图 2 所示，绝缘光滑轨道 分为倾角为 30的斜面， 分为竖直平面上半径为 R 的圆轨道，斜面与圆轨道相切。 整个装 4、置处于场强为 E、方向水平向右的匀强电场中。 现有一个质量为 m 的小球，带正电荷量为 q ，要使小球能安全通过圆轨道，在3的初速度应为多大。 图 2解析：小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力，然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道作用力，如图所示，类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，大小为 ， ，得 30 ，等效重力的方 233向与斜面垂直指向右下方，小球在斜面上匀速运动，因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效“最高点”(D 点)满足等效重力刚好提供向心力，即有： ，因0与斜面的倾角相等，由几何关系可知 动能定理知：2 R D 12 5、20解得 ，因此要使小球安全通过圆轨道，初速度应为 v 10303v 1032012合肥质检)如图 3 所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为 O、半径为 r、内壁光滑，A、B 两点分别是圆轨道的最低点和最高点。 该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为 m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动( 电荷量不变)，经过C 点时速度最大，O、C 连线与竖直方向的夹角 60，重力加速度为 g。 图 3(1)求小球所受到的电场力的大小；(2)求小球在 A 点速度 大时，小球经过 B 点时对圆轨道的压力最小。 解析：(1)小球在 C 点速度最大，则在该点电场力与重力的合力沿半径方向，所以小球受到的电 6、场力大小 Fmg 0 )小球要到达 B 点，必须到达 D 点时速度最小，在 D 点速度最小时，小球经 B 点时对轨道的压力也最小。 设在 D 点时轨道对小球的压力恰为零。 m ，得 v0 ：) 0 12解得：v 02 21) 2)23 所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，带负电荷的小球从高 h 的 A 处由静止开始下滑，沿轨道 动并进入圆环内做圆周运动。 已知小球所受电场力是其重力的 3/4，圆环半径为 R，斜面倾角为 60 ，R。 若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h 至少为多少。 (70.6，7力加速度为 g)图 4解析：小球所受的重力和电场力都为恒力，故可将两力 7、等效为一个力F，如图所示。 可知 F方向与竖直方向成 37角。 由图可知，小球做完整的圆周运动的临界点是 D 点。 设小球恰好能通过 D 点，即达到 D 点时圆环对小球的弹力恰好为零。 由圆周运动知识得：Fm ，即：m mg(hR 7) mg(2R 7) 34 12 2解得 h案： (教师用书独具)(时间：50 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得 3 分，有选错或不答的得 0 分)1(2012湖北八校联考)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是()A根据电场强度的定义式 E ，电场中某点的电场强度和 8、试探电荷的电荷量成反比据电容的定义式 C ，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压据真空中点电荷电场强度公式 Ek ，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷据电势差的定义式 ，带电荷量为 1 C 正电荷，从 A 点移动到 B 点克 J，则 A、B 点的电势差为1 D电场强度 E 与 F、q 无关，由电场本身确定，A 错误；电容 C 与 Q、电容本身的结构决定，B 错；E 是场强的决定式，则 C 错误；D 正确。 2012洛阳统考)如图 1 的四个电场中，均有相互对称分布的 a、b 两点，其中电势和场强都相同的是()图 1解析：选 BA 中，a、b 两点场强的方向不同，A 错误；B 中，a、 9、b 两点电势和场强均相同，B 正确；C 中，a 点电势高于 b 点电势，C 错误；D 中，a、b 两点场强的方向不同，D 错误。 所示，完全相同的两个金属小球 A、B 带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，两球之间的相互吸引力大小为 F，今用第三个完全相同的不带电的金属小球 C 先后与 A、B 两个球接触后移开，这时，A、B 两个球之间的相互作用力大小是()图 2A. F B. 4C. F D. 4解析：选 A由于 A、B 间有吸引力，则 A、B 带异种电荷。 设电荷量都为 Q，则两球之间的相互吸引力为：Fk 即 F 球与 A 球接触后，A、C 两球的电荷量 10、为：q 1 球再与 B 球接触后，B、C 两球的电荷量为：Q 4所以此时 A、B 两球之间的相互作用力的大小为F k ，故选项 A 正确。 428 所示，电场中有 A、B 两点，则以下判断正确的是()图 3AA 点的电场强度大于 B 点的电场强度， B 点的电势高于 A 点的电势B若将一个电荷由 A 点移到 B 点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷C一个负电荷处于 A 点的电势能大于它处于 B 点的电势能光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 若将一个正电荷由 A 点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动解析：选 场线密集处电场强度大，沿电场线的方向电势逐渐降低，所以 A 对；逆着 11、电场线方向移动电荷，电场力对正电荷做负功，对负电荷做正功，B 错；负电荷在电势高的地方的电势能小，正电荷在电势高的地方的电势能大，故 C 对；正电荷由 A 点释放，它将向图中电场线密集处运动，加速度增大，D 错。 5.(2012河北教学监测)一带正电的粒子在电场中做直线运动的 vt 图象如图 4 所示，t1、t 2 时刻分别经过 M、N 两点，已知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是( )图 4A该电场可能是由某正点电荷形成的BM 点的电势高于 N 点的电势C从 M 点运动到 N 点的过程中，电势能逐渐增大D粒子在 M 点所受到的电场力大于在 N 点所受到的电场力解析：选 C由题中的 12、 vt 图象可知：该粒子做的是匀减速直线运动，则粒子所处的电场为匀强电场，A 、D 错误；由于粒子带正电，正电荷的受力方向跟该点场强的方向相同，如图所示，因为沿着电场线的方向电势降低，故 M 点的电势低于 N 点的电势，B 错误；从 M 点运动到 N 点的过程中，电场力做负功，电势能增加， C 正确。 6.(2012豫南九校联考)如图 5 所示，平行板电容器的两极板 A、B 接在电池的两极，一带正电的小球悬挂在电容器的内部，闭合开关 S，给电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为 ，则 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 若保持开关 S 闭合，A 板向 B 板靠近，则 增大B若保持开关 13、 S 闭合，A 板向 B 板靠近，则 不变C若开关 S 断开，A 板向 B 板靠近，则 不变D若开关 S 断开， A 板向 B 板靠近，则 增大解析：选 持开关 S 闭合，则电容器两端的电压 U 恒定，A 板向 B 板靠近，板间距 d 减小，由 E 可知电场强度增大，带正电的小球受到的电场力增大，则 增大， 错误；若开关 S 断开，则电容器的电荷量恒定， A 板向 B 板靠近时，电场强度不变，带正电的小球受到的电场力不变，则 不变，C 正确， D 错误。 7. (2012浙江联考)绝缘水平面上固定一正点电荷 Q，另一质量为 m、电荷量为q(q0)的滑块( 可看做点电荷)从 a 点以初速度 水平面向 Q 运动，到达 b 点时速。