高中物理教案
發(fā)表時(shí)間:2021-03-22高考物理電場(chǎng)易錯(cuò)題4。
電場(chǎng)[內(nèi)容和方法]
本單元內(nèi)容包括電荷、電場(chǎng)、電場(chǎng)力、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)力功、電容器、電容的定義和平行板電容器電容的決定條件等基本概念,以及庫(kù)侖定律、靜電感應(yīng)、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。
本單元涉及到的基本方法有,運(yùn)用電場(chǎng)線、等勢(shì)面幾何方法形象化地描述電場(chǎng)的分布;將運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律應(yīng)用到電場(chǎng)中,分析解決帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題、解決導(dǎo)體靜電平衡的問題。本單元對(duì)能力的具體要求是概念準(zhǔn)確,不亂套公式懂得規(guī)律的成立條件適用的范圍。從規(guī)律出發(fā)進(jìn)行邏輯推理,把相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通靈活處理物理問題。
[例題分析]
在本單元知識(shí)應(yīng)用的過程中,初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在:不善于運(yùn)用電場(chǎng)線、等勢(shì)面為工具,將抽象的電場(chǎng)形象化后再對(duì)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)進(jìn)行具體分析;對(duì)靜電平衡內(nèi)容理解有偏差;在運(yùn)用力學(xué)規(guī)律解決電場(chǎng)問題時(shí)操作不規(guī)范等。
例1在邊長(zhǎng)為30cm的正三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)A,B上各放一個(gè)帶電小球,其中Q1=4×10-6C,Q2=-4×10-6C,求它們?cè)谌切瘟硪豁旤c(diǎn)C處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為Q1,Q2各自產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)之和,由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,
∴E=E1+E2=0
認(rèn)為C點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)是Q1,Q2兩點(diǎn)電荷分別在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的代數(shù)和。
【正確解答】
計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),應(yīng)先計(jì)算它的數(shù)值,電量的正負(fù)號(hào)不要代入公式中,然后根據(jù)電場(chǎng)源的電性判斷場(chǎng)強(qiáng)的方向,用平行四邊形法求得合矢量,就可以得出答案。
由場(chǎng)強(qiáng)公式得:
C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E1,E2的矢量和,由圖8-1可知,E,E1,E2組成一個(gè)等邊三角形,大小相同,∴E2=4×105(N/C)方向與AB邊平行。
例2如圖8-2,光滑平面上固定金屬小球A,用長(zhǎng)L0的絕緣彈簧將A與另一個(gè)金屬小球B連接,讓它們帶上等量同種電荷,彈簧伸長(zhǎng)量為x1,若兩球電量各漏掉一半,彈簧伸長(zhǎng)量變?yōu)閤2,則有:()
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
故選B
錯(cuò)解只注意到電荷電量改變,忽略了兩者距離也隨之變化,導(dǎo)致錯(cuò)誤。
【正確解答】
由題意畫示意圖,B球先后平衡,于是有
【小結(jié)】
r常指彈簧形變后的總長(zhǎng)度(兩電荷間距離)。
例3點(diǎn)電荷A和B,分別帶正電和負(fù)電,電量分別為4Q和Q,在AB連線上,如圖8-3,電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方在[]
A.A和B之間B.A右側(cè)
C.B左側(cè)D.A的右側(cè)及B的左側(cè)
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
錯(cuò)解一:認(rèn)為A,B間一點(diǎn)離A,B距離分別是2r和r,則A,B
錯(cuò)解二:認(rèn)為在A的右側(cè)和B的左側(cè),由電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)方向總相反,因而都有可能抵消,選D。
錯(cuò)解一忽略了A,B間EA和EB方向都向左,不可能抵消。
錯(cuò)解二認(rèn)為在A的右側(cè)和B的左側(cè),由兩電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)方向總相反,因而都有可能抵消,卻沒注意到A的右側(cè)EA總大于EB,根本無法抵消。
【正確解答】
因?yàn)锳帶正電,B帶負(fù)電,所以只有A右側(cè)和B左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,因?yàn)镼A>QB,所以只有B左側(cè),才有可能EA與EB等量反向,因而才可能有EA和EB矢量和為零的情況。
【小結(jié)】
解這類題需要的基本知識(shí)有三點(diǎn):(1)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式點(diǎn)電荷而來;(3)某點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為各場(chǎng)源在該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。
例4如圖8-4所示,QA=3×10-8C,QB=-3×10-8C,A,B兩球相距5cm,在水平方向外電場(chǎng)作用下,A,B保持靜止,懸線豎直,求A,B連線中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。(兩帶電小球可看作質(zhì)點(diǎn))
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
以A為研究對(duì)象,B對(duì)A的庫(kù)侖力和外電場(chǎng)對(duì)A的電場(chǎng)力相等,所
AB中點(diǎn)總場(chǎng)強(qiáng)E總=E+EA+EB=E外=1.8×105(N/C),方向向左。
在中學(xué)階段一般不將QB的電性符號(hào)代入公式中計(jì)算。在求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí),應(yīng)該對(duì)每一個(gè)場(chǎng)做方向分析,然后用矢量疊加來判定合場(chǎng)強(qiáng)方向,
【正確解答】
以A為研究對(duì)象,B對(duì)A的庫(kù)侖力和外電場(chǎng)對(duì)A的電場(chǎng)力平衡,
E外方向與A受到的B的庫(kù)侖力方向相反,方向向左。在AB的連線中點(diǎn)處EA,EB的方向均向右,設(shè)向右為正方向。則有E總=EA+EB-E外。
【小結(jié)】
本題檢查考生的空間想象能力。對(duì)于大多數(shù)同學(xué)來說,最可靠的辦法是:按照題意作出A,B的受力圖。從A,B的電性判斷點(diǎn)電荷A,B的場(chǎng)強(qiáng)方向,從A或B的受力判斷外加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向。在求合場(chǎng)強(qiáng)的方向時(shí),在A,B的連線中點(diǎn)處畫出每一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的方向,最后再計(jì)算。這樣做恰恰是在按照物理規(guī)律解決問題。
例5在電場(chǎng)中有一條電場(chǎng)線,其上兩點(diǎn)a和b,如圖8-5所示,比較a,b兩點(diǎn)電勢(shì)高低和電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。如規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則a,b處電勢(shì)是大于零還是小于零,為什么?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
順電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,∴UA>UB,因?yàn)闊o窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,順電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,∴UA>UB>0。
由于把所給電場(chǎng)看成由正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),認(rèn)為從正電荷出發(fā),順電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸減小到零,從而得出UA,UB均大于零。
【正確解答】
順電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,∴UA>UB,由于只有一條電力線,無法看出電場(chǎng)線疏密,也就無法判定場(chǎng)強(qiáng)大小。同樣無法判定當(dāng)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí),a,b的電勢(shì)是大于零還是小于零。若是由正電荷形成的場(chǎng),則EA>EB,UA>UB>0,若是由負(fù)電荷形成的場(chǎng),則EA<EB,0>UA>UB。
【小結(jié)】
只有一條電場(chǎng)線,可以判定各點(diǎn)電勢(shì)高低,但無法判定場(chǎng)強(qiáng)大小及電勢(shì)是否大于零。
例6將一電量為q=2×106C的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)移至電場(chǎng)中某點(diǎn),電場(chǎng)力做功4×10-5J,求A點(diǎn)的電勢(shì)。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
錯(cuò)誤混淆了電勢(shì)與電勢(shì)差兩個(gè)概念間的區(qū)別。在電場(chǎng)力的功的計(jì)算式W=qU中,U系指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差而不是某點(diǎn)電勢(shì)。
【正確解答】
解法一:設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)P電勢(shì)為Up所以Up=0,從P→A,電場(chǎng)力的功W=qUPA,所以W=q(Up-UA),
即4×10-5=2×10-6(0-UA)UA=-20V
解法二:設(shè)A與場(chǎng)外一點(diǎn)的電勢(shì)差為U,由W=qU,
因?yàn)殡妶?chǎng)力對(duì)正電荷做正功,必由高電勢(shì)移向低電勢(shì),所以UA=-20V
【小結(jié)】
公式W=qU有兩種用法:(1)當(dāng)電荷由A→B時(shí),寫為W=qUAB=q(UA-UB),強(qiáng)調(diào)帶符號(hào)用,此時(shí)W的正、負(fù)直接與電場(chǎng)力做正功、負(fù)功對(duì)應(yīng),如“解法一”;(2)W,q,U三者都取絕對(duì)值運(yùn)算,如“解法二”,但所得W或U得正負(fù)號(hào)需另做判斷。建議初學(xué)者采用這種方法。
例7如圖8-6所示,實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線,虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場(chǎng)中的軌跡,若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處,以下判斷正確的是:[]
A.電荷從a到b加速度減小
B.b處電勢(shì)能大
C.b處電勢(shì)高
D.電荷在b處速度小
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
由圖8-7可知,由a→b,速度變小,所以,加速度變小,選A。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電,所以電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡妱?shì)升高方向,所以b處電勢(shì)高于a點(diǎn),選C。
選A的同學(xué)屬于加速度與速度的關(guān)系不清;選C的同學(xué)屬于功能關(guān)系不清。
【正確解答】由圖8-6可知b處的電場(chǎng)線比a處的電場(chǎng)線密,說明b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)牛頓第二定律,檢驗(yàn)電荷在b處的加速度大于在a處的加速度,A選項(xiàng)錯(cuò)。
由圖8-6可知,電荷做曲線運(yùn)動(dòng),必受到不等于零的合外力,即Fe≠0,且Fe的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹向。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電,所以電場(chǎng)線指向是從疏到密。再利用“電場(chǎng)線方向?yàn)殡妱?shì)降低最快的方向”判斷a,b處電勢(shì)高低關(guān)系是UA>UB,C選項(xiàng)不正確。
根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場(chǎng)力的夾角大于90°,可知電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做負(fù)功。功是能量變化的量度,可判斷由a→b電勢(shì)能增加,B選項(xiàng)正確;又因電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),系統(tǒng)的能量守恒,電勢(shì)能增加則動(dòng)能減小,即速度減小,D選項(xiàng)正確。
【小結(jié)】理解能力應(yīng)包括對(duì)基本概念的透徹理解、對(duì)基本規(guī)律準(zhǔn)確把握。本題就體現(xiàn)高考在這方面的意圖。這道小題檢查了電場(chǎng)線的概念、牛頓第二定律、做曲線運(yùn)動(dòng)物體速度與加速度的關(guān)系、電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系、電場(chǎng)力功(重力功)與電勢(shì)能(重力勢(shì)能)變化的關(guān)系。能量守恒定律等基本概念和規(guī)律。要求考生理解概念規(guī)律的確切含義、適用條件,鑒別似是而非的說法。
例8如圖8-7所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b,其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,將它們固定于絕緣支座上,兩球心間的距離為L(zhǎng),為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷,使其電量的絕對(duì)值均為Q,那么,a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引庫(kù)侖力F庫(kù)分別為:
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
(1)因?yàn)閍,b兩帶電球殼質(zhì)量分布均勻,可將它們看作質(zhì)量集中在球心的質(zhì)點(diǎn),也可看作點(diǎn)電荷,因此,萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律對(duì)它們都適用,故其正確答案應(yīng)選A。
(2)依題意,a,b兩球中心間的距離只有球半徑的3倍,它們不能看作質(zhì)點(diǎn),也不能看作點(diǎn)電荷,因此,既不能用萬(wàn)有引力定律計(jì)算它們之間的萬(wàn)有引力,也不能用庫(kù)侖定律計(jì)算它們之間的靜電力,故其正確答案應(yīng)選B。
由于一些同學(xué)對(duì)萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律的適用條件理解不深刻,產(chǎn)生了上述兩種典型錯(cuò)解,因庫(kù)侖定律只適用于可看作點(diǎn)電荷的帶電體,而本題中由于a,b兩球所帶異種電荷的相互吸引,使它們各自的電荷分布不均勻,即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集,又因兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍,不滿足L>>r的要求,故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷,所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律。
【正確解答】
萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體,雖然兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍,但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)。因此,可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律。
綜上所述,對(duì)于a,b兩帶電球殼的整體來說,滿足萬(wàn)有引力的適用條件,不滿足庫(kù)侖定律的適用條件,故只有選項(xiàng)D正確。
【小結(jié)】
用數(shù)學(xué)公式表述的物理規(guī)律,有它的成立條件和適用范圍。也可以說物理公式是對(duì)應(yīng)著一定的物理模型的。應(yīng)用物理公式前,一定要看一看能不能在此條件下使用該公式。
例9如圖8-8所示,把一個(gè)不帶電的枕型導(dǎo)體靠近帶正電的小球,由于靜電感應(yīng),在a,b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷,則以下說法正確的是:
A.閉合K1,有電子從枕型導(dǎo)體流向地
B.閉合K2,有電子從枕型導(dǎo)體流向地
C.閉合K1,有電子從地流向枕型導(dǎo)體
D.閉合K2,沒有電子通過K2
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:枕型導(dǎo)體電荷總是守恒的,沒有電子流過K2。選D。
由于對(duì)沒有正確理解電荷守恒的相對(duì)性,所以在本題中認(rèn)為枕型導(dǎo)體的電荷總是守恒的,便錯(cuò)選答案D。
【正確解答】
在K1,K2都閉合前,對(duì)于枕型導(dǎo)體它的電荷是守恒的,a,b出現(xiàn)的負(fù)、正電荷等量。當(dāng)閉合K1,K2中的任何一個(gè)以后,便把導(dǎo)體與大地連通,使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移。因此,導(dǎo)體本身的電荷不再守恒,而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒。由于靜電感應(yīng),a端仍為負(fù)電荷,大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量正電荷,因此無論閉K1還是K2,都是有電子從地流向?qū)w,應(yīng)選答案C。
【小結(jié)】
在解決此類靜電平衡問題時(shí),對(duì)電荷守恒的理解應(yīng)為:電荷守恒定律有相對(duì)性,一個(gè)物理過程中,某個(gè)物體或某些物體的電荷并不守恒,有增或有減,而這一過程中必有另一些物體的電荷有減或有增,其中的增量和減量必定相等,滿足全范圍內(nèi)的守恒。即電荷是否守恒要看是相對(duì)于哪一個(gè)研究對(duì)象而言。
電荷守恒是永恒的,是不需要條件的。電荷守恒定律也是自然界最基本的規(guī)律之一。在應(yīng)用這個(gè)定律時(shí),只要能夠全面地考察參與電荷轉(zhuǎn)移的物體,就有了正確地解決問題的基礎(chǔ)。
例10如圖8-9中接地的金屬球A的半徑為R,點(diǎn)電荷的電量Q,到球心距離為r,該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)在球心O處的場(chǎng)強(qiáng)等于:[]
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
根據(jù)靜電平衡時(shí)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的特點(diǎn),Q在O處場(chǎng)強(qiáng)為零,選C。
有些學(xué)生將“處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零”誤認(rèn)為是指Q電荷電場(chǎng)在球體內(nèi)部處處為零。實(shí)際上,靜電平衡時(shí)O處場(chǎng)強(qiáng)
相等,方向相反,合場(chǎng)強(qiáng)為零。
【正確解答】
靜電感應(yīng)的過程,是導(dǎo)體A(含大地)中自由電荷在電荷Q所形成的外電場(chǎng)下重新分布的過程,當(dāng)處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),在導(dǎo)體內(nèi)部電荷Q所形成的外電場(chǎng)E與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的“附加電場(chǎng)E”同時(shí)存在的,且在導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn),外電場(chǎng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E與附加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E大小相等,方向相反,這兩個(gè)電場(chǎng)疊加的結(jié)果使內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零。即E內(nèi)=0。
【小結(jié)】
還應(yīng)深入追究出現(xiàn)本題錯(cuò)解的原因:只記住了靜電平衡的結(jié)論,對(duì)靜電平衡的全過程不清楚。要弄清楚“導(dǎo)體進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)力的作用下自由電子定向移動(dòng),出現(xiàn)感應(yīng)電荷的聚集,進(jìn)而形成附加電場(chǎng)”開始,直到“附加電場(chǎng)與外電場(chǎng)平衡,使得導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)疊加為零,移動(dòng)自由電子電場(chǎng)力為零?!睘橹沟娜^程。
例11如圖8-10所示,當(dāng)帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接時(shí),問驗(yàn)電器是否帶電?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
因?yàn)殪o電平衡時(shí),凈電荷只分布在空腔導(dǎo)體的外表面,內(nèi)部無靜電荷,所以,導(dǎo)體A內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器小球連接時(shí),驗(yàn)電器不帶電。
關(guān)鍵是對(duì)“導(dǎo)體的外表面”含義不清,結(jié)構(gòu)變化將要引起“外表面”的變化,這一點(diǎn)要分析清楚。錯(cuò)解沒有分析出空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接后,驗(yàn)電器的金箔成了導(dǎo)體的外表面的一部分,改變了原來導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。A和B形成一個(gè)整體,凈電荷要重新分布。
【正確解答】
當(dāng)導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接時(shí),導(dǎo)體A和驗(yàn)電器已合為一個(gè)整體,整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體,同性電荷相斥,電荷重新分布,必有凈電荷從A移向B,所以驗(yàn)電器帶正電。
【小結(jié)】
一部分同學(xué)做錯(cuò)這道題還有一個(gè)原因,就是知識(shí)遷移的負(fù)面效應(yīng)。他們?cè)?jīng)做過一道與本題類似的題:“先用絕緣金屬小球接觸帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部,然后將絕緣金屬小球移出空腔導(dǎo)體A與驗(yàn)電器的小球B接觸,驗(yàn)電器的金箔不張開?!彼麄円姷奖绢}就不假思索地選擇了不帶電的結(jié)論?!安町惥褪敲埽睂W(xué)習(xí)中要善于比較,找出兩個(gè)問題的區(qū)別才方能抓住問題的關(guān)鍵。這兩道題的差異就在于:一個(gè)是先接觸內(nèi)壁,后接觸驗(yàn)電器小球;另一個(gè)是正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接。進(jìn)而分析這種差異帶來的什么樣的變化。生搬硬套是不行的。
例12三個(gè)絕緣的不帶電的相同的金屬球A,B,C靠在一起,如圖8-11所示,再將一個(gè)帶正電的物體從左邊靠近A球,并固定好,再依次拿走C球、B球、A球,問:這三個(gè)金屬球各帶什么電?并比較它們帶電量的多少。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
將帶正電的物體靠近A球,A球帶負(fù)電,C球帶正電,B球不帶電。將C,B,A三球依次拿走,C球帶正電,B球不帶電,A球帶負(fù)電,QA=QC。
認(rèn)為將C球拿走后,A,B球上所帶電量不改變。其實(shí),當(dāng)C球拿走后,A,B球原來的靜電平衡已被破壞,電荷將要重新運(yùn)動(dòng),達(dá)到新的靜電平衡。
【正確解答】
將帶正電的物體靠近A,靜電平衡后,A,B,C三球達(dá)到靜電平衡,C球帶正電,A球帶負(fù)電,B球不帶電。當(dāng)將帶正電的C球移走后,A,B兩球上的靜電平衡被打破,B球右端電子在左端正電的物體的電場(chǎng)的作用下向A運(yùn)動(dòng),形成新的附加電場(chǎng),直到與外電場(chǎng)重新平衡時(shí)為止。此時(shí)B球帶正電,A球所帶負(fù)電將比C球移走前多。依次將C,B,A移走,C球帶正電,B球帶少量正電,A球帶負(fù)電,且A球帶電量比C球帶電量多。
|QA|=|QB|+|QC|
【小結(jié)】
在學(xué)習(xí)牛頓第二定律時(shí),當(dāng)外力發(fā)生變化時(shí),加速度就要發(fā)生變化。這種分析方法不僅適用于力學(xué)知識(shí),而且也適用于電學(xué)知識(shí),本題中移去C球,電場(chǎng)發(fā)生了變化,電場(chǎng)力相應(yīng)的發(fā)生了變化,要重新對(duì)物理過程進(jìn)行分析,而不能照搬原來的結(jié)論。
例13如圖8-12所示,當(dāng)帶電體A靠近一個(gè)絕緣導(dǎo)體B時(shí),由于靜電感應(yīng),B兩端感應(yīng)出等量異種電荷。將B的左端接地,絕緣導(dǎo)體B帶何種電荷?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:對(duì)于絕緣體B,由于靜電感應(yīng)左端帶負(fù)電,右端帶正電。左端接地,左端電荷被導(dǎo)走,導(dǎo)體B帶正電。
將導(dǎo)體B孤立考慮,左端帶負(fù)電,右端帶正電,左端接地后左邊電勢(shì)比地電勢(shì)低,所以負(fù)電荷將從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處。即絕緣體B上負(fù)電荷被導(dǎo)走。
【正確解答】
因?yàn)閷?dǎo)體B處于正電荷所形成的電場(chǎng)中,而正電荷所形成的電場(chǎng)電勢(shì)處處為正,所以導(dǎo)體B的電勢(shì)是正的,UB>U地;而負(fù)電荷在電場(chǎng)力的作用下總是從低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng),B左端接地,使地球中的負(fù)電荷(電子)沿電場(chǎng)線反方向進(jìn)入高電勢(shì)B導(dǎo)體的右端與正電荷中和,所以B導(dǎo)體將帶負(fù)電荷。
例14如圖8-13所示,質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子,以初速度v0,從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子通過電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí),速率vB=2v0,方向與電場(chǎng)的方向一致,則A,B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為:
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),一般不考慮帶電粒子的重力,根據(jù)動(dòng)能定理,電場(chǎng)力所做的功等于帶電粒子動(dòng)能的增量,電勢(shì)差等于動(dòng)能增量與電量Q的比值,應(yīng)選D。
帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),一般不考慮帶電粒子的重力,則粒子在豎直方向?qū)⒈3钟兴俣葀0,粒子通過B點(diǎn)時(shí)不可能有與電場(chǎng)方向一致的2v0,根據(jù)粒子有沿場(chǎng)強(qiáng)方向的速度2v0,則必是重力作用使豎直向上的速度變?yōu)榱恪H缫欢ú豢紤]粒子重力,這只有在電場(chǎng)無限大,帶電粒子受電場(chǎng)力的作用,在電場(chǎng)方向上的速度相比可忽略不計(jì)的極限狀態(tài),且速度沿電場(chǎng)方向才能成立。而本題中v0與vB相比不能忽略不計(jì),因此本題應(yīng)考慮帶電粒子的重力。
【正確解答】
在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng):2gh=v02①
根據(jù)動(dòng)能定理
【小結(jié)】
根據(jù)初、末速度或者運(yùn)動(dòng)軌跡判斷物體的受力情況是解決與運(yùn)動(dòng)關(guān)系問題的基本功。即使在電學(xué)中,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)同樣也要應(yīng)用這個(gè)基本功。通過這樣一些題目的訓(xùn)練,多積累這方面的經(jīng)驗(yàn),非常必要。
例15置于真空中的兩塊帶電的金屬板,相距1cm,面積均為10cm2,帶電量分別為Q1=2×10-8C,Q2=-2×10-8C,若在兩板之間的中點(diǎn)放一個(gè)電量q=5×10-9C的點(diǎn)電荷,求金屬板對(duì)點(diǎn)電荷的作用力是多大?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:點(diǎn)電荷受到兩板帶電荷的作用力,此二力大小相等,方向相同,由
庫(kù)侖定律只適用于點(diǎn)電荷間相互作用,本題中兩個(gè)帶電金屬板面積較大,相距較近,不能再看作是點(diǎn)電荷,應(yīng)用庫(kù)侖定律求解就錯(cuò)了。
【正確解答】
兩個(gè)平行帶電板相距很近,其間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷受到電場(chǎng)力的作用。
【小結(jié)】
如果以為把物理解題當(dāng)作算算術(shù),只要代入公式就完事大吉。那就走入了學(xué)習(xí)物理的誤區(qū)。
例16如圖8-15電路中,電鍵K1,K2,K3,K4均閉合,在平行板電容器C的極板間懸浮著一帶電油滴P,
(1)若斷開K1,則P將__________;
(2)若斷開K2,則P將________;
(3)若斷開K3,則P將_________;
(4)若斷開K4,則P將_______。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:(1)若斷開K1,由于R1被斷開,R2上的電壓將增高,使得電容器兩端電壓下降,則P將向下加速運(yùn)動(dòng)。
(2)若斷開K2,由于R3被斷開,R2上的電壓將增高,使得電容器兩端電壓下降,則P將向下加速運(yùn)動(dòng)。
(3)若斷開K3,由于電源被斷開,R2上的電壓將不變,使得電容器兩端電壓不變,則P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)。
(4)若斷開K4,由于電源被斷開,R2上的電壓將變?yōu)榱悖沟秒娙萜鲀啥穗妷合陆?,則P將加速下降。
上述四個(gè)答案都不對(duì)的原因是對(duì)電容器充放電的物理過程不清楚。尤其是充電完畢后,電路有哪些特點(diǎn)不清楚。
【正確解答】
電容器充電完畢后,電容器所在支路的電流為零。電容器兩端的電壓與它所并聯(lián)的兩點(diǎn)的電壓相等。本題中四個(gè)開關(guān)都閉合時(shí),有R1,R2兩端的電壓為零,即R1,R2兩端等勢(shì)。電容器兩端的電壓與R3兩端電壓相等。
(1)若斷開K1,雖然R1被斷開,但是R2兩端電壓仍為零,電容器兩端電壓保持不變,則P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)
(2)若斷開K2,由于R3被斷開,電路再次達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電容器兩端電壓將升高至路端電壓R2上的電壓仍為零,使得電容器兩端電壓升高,則P將向上加速運(yùn)動(dòng)。
(3)若斷開K3,由于電源被斷開,電容器兩端電壓存在一個(gè)回路,電容器將放電至極板兩端電壓為零,P將加速下降。
(4)K4斷開,電容器兩端斷開,電量不變,電壓不變,場(chǎng)強(qiáng)不變,P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)。
【小結(jié)】
在解決電容器與直流電路相結(jié)合的題目時(shí),要弄清楚電路的結(jié)構(gòu),還要會(huì)用靜電場(chǎng)電勢(shì)的觀點(diǎn)分析電路,尋找等勢(shì)點(diǎn)簡(jiǎn)化電路。
例17有兩個(gè)帶電量相等的平行板電容器A和B,它們的正對(duì)面積之比SA∶SB=3∶1,板長(zhǎng)之比∶LA∶LB=2∶1,兩板距離之比dA∶dB=4∶1,兩個(gè)電子以相同的初速度沿與場(chǎng)強(qiáng)垂直的方向分別射入兩電容器的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,并順利穿過電場(chǎng),求兩電子穿越電場(chǎng)的偏移距離之比。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
把電容器的電壓看成是由充電電量和兩板正對(duì)面積決定而忽視了板間距離對(duì)電壓的影響,所以電壓比和偏離比都搞錯(cuò)了。
【正確解答】
【小結(jié)】
高考中本題只能作為一道選擇題(或填空題)出現(xiàn)在試卷上。很多考生為了騰出時(shí)間做大題,急急忙忙不做公式推導(dǎo),直接用數(shù)字計(jì)算導(dǎo)致思考問題不全面,以至?xí)龅念}目得不到分。同時(shí)按部就班解題,養(yǎng)成比較好的解題習(xí)慣,考試時(shí)就會(huì)處變不驚,穩(wěn)中求準(zhǔn),穩(wěn)中求快。
例18在平行板電容器之間有勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電粒子以速度v垂直電場(chǎng)線射入電場(chǎng),在穿越電場(chǎng)的過程中,粒子的動(dòng)能由Ek增加到2Ek,若這個(gè)帶電粒子以速度2v垂直進(jìn)入該電場(chǎng),則粒子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為多少?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:設(shè)粒子的的質(zhì)量m,帶電量為q,初速度v;勻強(qiáng)電場(chǎng)為E,在y方向的位移為y,如圖8—16所示。
認(rèn)為兩次射入的在Y軸上的偏移量相同。實(shí)際上,由于水平速度增大帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短。在Y軸上的偏移量變小。
【正確解答】
建立直角坐標(biāo)系,初速度方向?yàn)閤軸方向,垂直于速度方向?yàn)閥軸方向。設(shè)粒子的的質(zhì)量m,帶電量為q,初速度v;勻強(qiáng)電場(chǎng)為E,在y方向的位移為y。速度為2v時(shí)通過勻強(qiáng)電場(chǎng)的偏移量為y′,平行板板長(zhǎng)為L(zhǎng)。
由于帶電粒子垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)射入,粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng)。
兩次入射帶電粒子的偏移量之比為
【小結(jié)】
當(dāng)初始條件發(fā)生變化時(shí),應(yīng)該按照正確的解題步驟,從頭再分析一遍。而不是想當(dāng)然地把上一問的結(jié)論照搬到下一問來。由此可見,嚴(yán)格地按照解題的基本步驟進(jìn)行操作,能保證解題的準(zhǔn)確性,提高效率。其原因是操作步驟是從應(yīng)用規(guī)律的需要?dú)w納出來的。
例19A,B兩塊平行帶電金屬板,A板帶負(fù)電,B板帶正電,并與大地相連接,P為兩板間一點(diǎn)。若將一塊玻璃板插入A,B兩板間,則P點(diǎn)電勢(shì)將怎樣變化。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
UpB=Up-UB=Ed
電常數(shù)ε增大,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,導(dǎo)致Up下降。
沒有按照題意畫出示意圖,對(duì)題意的理解有誤。沒有按照電勢(shì)差的定義來判斷PB兩點(diǎn)間電勢(shì)差的正負(fù)。
【正確解答】
按照題意作出示意圖,畫出電場(chǎng)線,圖8-17所示。
我們知道電場(chǎng)線與等勢(shì)面間的關(guān)系:“電勢(shì)沿著電場(chǎng)線的方向降落”所以UpB=Up-UB<0,B板接地UB=0
UBp=UB-Up=0-Up
Up=-Ed
常數(shù)ε增大,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,導(dǎo)致Up上升。
【小結(jié)】
如何理解PB間的電勢(shì)差減小,P點(diǎn)的電勢(shì)反倒升高呢?請(qǐng)注意,B板接地Up<0,PB間的電勢(shì)差減小意味著Up比零電勢(shì)降落得少了。其電勢(shì)反倒升高了。
例20、1000eV的電子流在兩極板中央斜向上方進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上,它的初速度與水平方向夾角為30°,如圖8-18。為了使電子不打到上面的金屬板上,應(yīng)該在兩金屬板上加多大電壓U?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:
電子流在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類似斜拋運(yùn)動(dòng),設(shè)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)初速度為v0,
因?yàn)殡娮恿髟陔妶?chǎng)中受到豎直向下電場(chǎng)力作用,動(dòng)能減少。欲使電子剛好打不到金屬板上有Vr=0,此時(shí)電子流動(dòng)能
電子流在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用,電場(chǎng)力對(duì)電子做功We=Fes=eEs其中s必是力的方向上位移,即d/2,所以We=eU,U是對(duì)應(yīng)沿d方向電勢(shì)降落。則電子從C到A,應(yīng)對(duì)應(yīng)We=eUAC,故上面解法是錯(cuò)誤的。
【正確解答】
電子流在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類似斜拋運(yùn)動(dòng),欲使電子剛好不打金屬板上,則必須使電子在d/2內(nèi)豎直方向分速度減小到零,設(shè)此時(shí)加在兩板間的電壓為U,在電子流由C到A途中,
電場(chǎng)力做功We=EUAC,由動(dòng)能定理
至少應(yīng)加500V電壓,電子才打不到上面金屬板上。
【小結(jié)】
動(dòng)能定理是標(biāo)量關(guān)系式。不能把應(yīng)用牛頓定律解題方法與運(yùn)用動(dòng)能定理解題方法混為一談。
例21如圖8-19,一個(gè)電子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°從帶電平行板電容器的下板邊緣向上板飛行。兩板間場(chǎng)強(qiáng)E=2.0×104V/m,方向自下向上。若板間距離d=2.0×10-2m,板長(zhǎng)L=10cm,問此電子能否從下板射至上板?它將擊中極板的什么地方?
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:規(guī)定平行極板方向?yàn)閤軸方向;垂直極板方向?yàn)閥軸方向,將電子的運(yùn)動(dòng)分解到坐標(biāo)軸方向上。由于重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力可忽略不計(jì),則y方向上電子在電場(chǎng)力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),速度最后減小到零。
∵vt2-v02=2as
y=d=svt=0
即電子剛好擊中上板,擊中點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的水平位移為3.99×10-2(m)。
為d,(擊中了上板)再求y為多少,就犯了循環(huán)論證的錯(cuò)誤,修改了原題的已知條件。
【正確解答】
應(yīng)先計(jì)算y方向的實(shí)際最大位移,再與d進(jìn)行比較判斷。
由于ym<d,所以電子不能射至上板。
【小結(jié)】因此電子將做一種拋物線運(yùn)動(dòng),最后落在下板上,落點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)相距1.03cm。
斜拋問題一般不要求考生掌握用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法求解。用運(yùn)動(dòng)的合成分解的思想解此題,也不是多么困難的事,只要按照運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況把斜拋分解為垂直于電場(chǎng)方向上的的勻速直線運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向上的堅(jiān)直上拋運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。就可以解決問題。
例22一個(gè)質(zhì)量為m,帶有電荷-q的小物塊,可在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng),O端有一與軌道垂直的固定墻,軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿Ox軸正方向,如圖8-20所示,小物體以初速v0從x0沿Ox軌道運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)受到大小不變的摩擦力f作用,且f<qE。設(shè)小物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能且電量保持不變。求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過的總路程s。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:錯(cuò)解一:物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)到停止,有
錯(cuò)解二:小物塊向左運(yùn)動(dòng)與墻壁碰撞后返回直到停止,有W合=△Ek,得
錯(cuò)誤的要害在于沒有領(lǐng)會(huì)題中所給的條件f>Eq的含義。當(dāng)物塊初速度向右時(shí),先減速到零,由于f<Eq物塊不可能靜止,它將向左加速運(yùn)動(dòng),撞墻后又向右運(yùn)動(dòng),如此往復(fù)直到最終停止在軌道的O端。初速度向左也是如此。
【正確解答】
設(shè)小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到停止在O處的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中位移為x0,往返路程為s。根據(jù)動(dòng)能定理有
【小結(jié)】
在高考試卷所檢查的能力中,最基本的能力是理解能力。讀懂題目的文字并不困難,難的是要抓住關(guān)鍵詞語(yǔ)或詞句,準(zhǔn)確地在頭腦中再現(xiàn)題目所敘述的實(shí)際物理過程。常見的關(guān)鍵詞語(yǔ)有:“光滑平面、緩慢提升(移動(dòng))、伸長(zhǎng)、伸長(zhǎng)到、輕彈簧、恰好通過最高點(diǎn)等”這個(gè)工作需要同學(xué)們平時(shí)多積累。并且在做新情境(陌生題)題時(shí)有意識(shí)地從基本分析方法入手,按照解題的規(guī)范一步一步做,找出解題的關(guān)鍵點(diǎn)來。提高自己的應(yīng)變能力。
例23如圖8-21所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線,一端懸于O點(diǎn),另一端連接一質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球,置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在O點(diǎn)向右水平拉直后從靜止釋放,細(xì)線碰到釘子后要使小球剛好饒釘子O′在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),求OO′長(zhǎng)度。
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:擺球從A落下經(jīng)B到C的過程中受到重力G,繩子的拉力T和電場(chǎng)力F電三個(gè)力的作用,并且重力和電場(chǎng)力做功,拉力不做功,由動(dòng)能定理
擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),擺線碰到釘子O′后,若要小球剛好繞釘子O′在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖8-22。則在最高點(diǎn)D應(yīng)滿足:
從C到D的過程中,只有重力做功(負(fù)功),由機(jī)械能守恒定律
考生以前做過不少“在重力場(chǎng)中釋放擺球。擺球沿圓弧線運(yùn)動(dòng)的習(xí)題”。受到這道題思維定勢(shì)的影響,沒能分析出本題的擺球是在重力場(chǎng)和電場(chǎng)疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。小球同時(shí)受到重力和電場(chǎng)力的作用,這兩個(gè)力對(duì)擺球運(yùn)動(dòng)軌跡都有影響。受“最高點(diǎn)”就是幾何上的最高點(diǎn)的思維定勢(shì)的影響,沒能分析清楚物理意義上的“最高點(diǎn)”含義。在重力場(chǎng)中應(yīng)是重力方向上物體運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn),恰好是幾何意義上的最高點(diǎn)。而本題中,“最高點(diǎn)”則是重力與電場(chǎng)力的合力方向上擺球運(yùn)動(dòng)的軌跡的最高點(diǎn)。
【正確解答】
本題是一個(gè)擺在重力場(chǎng)和電場(chǎng)的疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,由于重力場(chǎng)和電場(chǎng)力做功都與路徑無關(guān),因此可以把兩個(gè)場(chǎng)疊加起來看成一個(gè)等效力場(chǎng)來處理,如圖8-23所示,
∴θ=60°。
開始時(shí),擺球在合力F的作用下沿力的方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),由圖8-23可知,△AOB為等邊三角形,則擺球從A到B,在等效力場(chǎng)中,由能量守恒定律得:
在B點(diǎn)處,由于在極短的時(shí)間內(nèi)細(xì)線被拉緊,擺球受到細(xì)線拉力的沖量作用,法向分量v2變?yōu)榱悖邢蚍至?br> 接著擺球以v1為初速度沿圓弧BC做變速圓周運(yùn)動(dòng),碰到釘子O′后,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在等效力場(chǎng)中,過點(diǎn)O′做合力F的平行線與圓的交點(diǎn)為Q,即為擺球繞O′點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的“最高點(diǎn)”,在Q點(diǎn)應(yīng)滿足
過O點(diǎn)做OP⊥AB取OP為等勢(shì)面,在等效力場(chǎng)中,根據(jù)能量守恒定律得:
【小結(jié)】
用等效的觀點(diǎn)解決陌生的問題,能收到事半功倍的效果。然而等效是有條件的。在學(xué)習(xí)交流電的有效值與最大值的關(guān)系時(shí),我們?cè)谟邪l(fā)熱相同的條件將一個(gè)直流電的電壓(電流)等效于一個(gè)交流電。本題中,把兩個(gè)場(chǎng)疊加成一個(gè)等效的場(chǎng),前提條件是兩個(gè)力做功都與路徑無關(guān)。
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Myfatherwassopleasingthathesuggested3.______
IgotoEnglandforaholiday.I’dliketostaying4.______
thereforhalfamonth,visitingplaceofinterest5.______
orpracticingmyEnglishaswell.We’vebeen6.______
writingtoeachfornearlyayearnow.Ihave7.______
oftendreamedoftalkfacetofacewithyou.8.______
Iimagineyou’llbeatvacationyourselfbythat9.______
time.Perhapswecouldgoouttodosome10.______
sightseeingtogether.
Best,
Lily
1.典型錯(cuò)誤是將got去掉。而沒有考慮到havegot是一個(gè)固定搭配,無需改動(dòng),而本題tell是及物動(dòng)詞,后無需加to,tellsb.sth.告訴某人某事.
注意英語(yǔ)中的固定搭配與動(dòng)詞的固定搭配.
去掉to
2.典型錯(cuò)誤是發(fā)現(xiàn)不了錯(cuò)誤的所在.
要注意時(shí)間狀語(yǔ)lastweek,是過去時(shí)態(tài)的標(biāo)志,因此win改為won.
win→won
3.典型錯(cuò)誤是沒有注意到pleasing是用來修飾事物的形容詞.
注意形容詞的用法,表示情感態(tài)度的-ing形容詞是用來表示事物的特征的,而-ed形容詞常用來修飾人.
pleasing→pleased/happy
4.將go改為went.錯(cuò)因分析,沒有考慮到suggest表’建議’時(shí),后面的從句要用虛擬語(yǔ)氣should加上動(dòng)詞原形,should可以省略.且wouldliketo后加動(dòng)詞的原形.
平時(shí)在高考復(fù)習(xí)的過程中要注意一些常用動(dòng)詞及短語(yǔ)的用法.
staying→stay
5.典型錯(cuò)誤是將interest后加s.錯(cuò)因分析是沒有掌握placeofinterest的復(fù)數(shù)形式是在place后加上-s.
注意一些名詞以及一些名詞短語(yǔ)的復(fù)數(shù)變化.
place→places
6.典型錯(cuò)誤是找不到錯(cuò)點(diǎn).錯(cuò)因分析是沒有正確地理解visitingplaceofinterest
與practicingmyEnglishaswell是并列關(guān)系而不是選擇關(guān)系.
在改錯(cuò)的過程中要注意上下句的邏輯關(guān)系.
or→and
7.典型錯(cuò)誤是將to去掉.錯(cuò)因分析write后加each,each用作了副詞,而沒有發(fā)現(xiàn)整篇小短文是一篇書信,是兩個(gè)人之間的聯(lián)系.
從篇章整體結(jié)構(gòu)出發(fā),抓住上下文的相應(yīng)邏輯信息,且忌只從單行入手.
each后加other
8.典型錯(cuò)誤是沒有發(fā)現(xiàn)介詞后應(yīng)加上動(dòng)詞的-ing形式.
注意介詞的用法,介詞后加動(dòng)詞的ing形式,除了個(gè)別的介詞but,except等當(dāng)”除了”講時(shí),例外.
talk→talking
9.典型錯(cuò)誤是將yourself去掉.錯(cuò)因分析沒有發(fā)現(xiàn)固定短語(yǔ)的錯(cuò)誤,且一行只能改正一處以及不能改變句子的原意.度假應(yīng)為onvacation.
在高考復(fù)習(xí)的過程中要積累一些固定搭配的短語(yǔ)
at→on
10.典型錯(cuò)誤對(duì)本行也進(jìn)行了改動(dòng).錯(cuò)因分析是沒有抓住例年來改錯(cuò)的特點(diǎn):其中正確1行;多詞1-2行;少詞1-2行;錯(cuò)詞6行左右。
正確分析句子,根據(jù)改錯(cuò)題設(shè)題特點(diǎn)來做題.
√
DearLucy,
I’mgladtohearthatyouareinterestinginmycity.Asyou1._________
readontheInternet,greatchangeshavebeentakenplacehere.2._________
Itismoreconvenienttoliveinthecitythanbefore.Privatecars3._________
areeverywherenow.LotsofpeopleshopontheInternet,that4._________
isespeciallypopularyoungpeople.What’smore,5._________
peoplearepayingmoreattentionontheirhealth.Youcanfind6._________
morepeopleintheparkorintheirneighborhood,doingexercises.7._________
Evenyoungpeoplearepayinglotofattentiontotheirdiet.8.________
Allinall,ourcitylooksverydifferent.Ihopethattheywill9.________
beabletovisitmytownthissummerholiday.10._______
Bestwishes!
Yours,
LiHua
1.沒有正確地把握表示情感形容詞的用法,interesting常用來修飾事物,interested常用于修飾人。
形容詞的誤用的考查關(guān)鍵是主語(yǔ)的確定,以及常用的固定短語(yǔ)beinterestedin意為“對(duì)……感興趣”。
interesting→interested
2.本題考查動(dòng)詞的用法,takeplace是不及物動(dòng)詞短語(yǔ),不能用于被動(dòng)語(yǔ)態(tài)。
要積累一些常見的不及物動(dòng)詞短語(yǔ)。
去掉been
3.學(xué)生可能會(huì)將more去掉,因?yàn)闆]有注意到比較級(jí)結(jié)構(gòu)。
本題考查比較級(jí)結(jié)構(gòu)。
√
4.本題考查定語(yǔ)從句的用法,尤指非限制性定語(yǔ)從句。在非限制性定語(yǔ)從句中不能使用that來引導(dǎo)。
對(duì)于高中英語(yǔ)中的一些復(fù)合句要正確地掌握。
that→which
5.本題考查固定短語(yǔ)bepopularamong的用法。從句子分析,在youngpeople前缺少了介詞。
對(duì)于一些常見的短語(yǔ)要牢記,在改錯(cuò)題中介詞,不定式符詞和冠詞是常常易丟失的內(nèi)容。
popular后加among
6.本題考查固定短語(yǔ)payattentionto的用法,學(xué)生們常會(huì)將此短語(yǔ)與focusone’sattentionon混淆。
要牢記一此常見的動(dòng)詞短語(yǔ)。
on→to
7.本題考查名詞exercise的用法,當(dāng)“運(yùn)動(dòng)”講時(shí),是不可數(shù)名詞。
注意一些常見詞的名詞的可數(shù)與不可數(shù)現(xiàn)象。
exercises→exercise
8.本題考查lotsof或alotof的用法,學(xué)生們常會(huì)粗心,注意不到這一點(diǎn)細(xì)微的變化。
看題要心細(xì),注意一些常見的修飾名詞表示許多,大量的短語(yǔ)。
lot→lots或lot前加a
9.本題考查代詞的用法,從全篇文章來看,作者一直與you進(jìn)行交談,因此,此處的they指代不明。
要從全篇內(nèi)容來考查,判斷代詞的指代內(nèi)容,切忌指代不明。
they→you
10.本題學(xué)生們很可以看不出來問題的所在,要從上文來看,因?yàn)樯衔乃劦囊恢笔莄ity,因此這里的town應(yīng)改為city.
在進(jìn)行短文改錯(cuò)時(shí),要注意從篇章結(jié)構(gòu)下手,不要以點(diǎn)代面。
town→city
ItisfiveyearsnowsinceIgraduatefromNo.3High1.______
School.LastSaturday,theclassthatIwasonhelda2.______
get—together,whichtookusalongtimeprepare.It3.______
wasindeednoteasytogetinthetouchwitheverybody4.______
andsetawelltimeforallofus.Weallenjoyed5.______
thispreciousdaygreatly,rememberthetimewespent6.______
togetherandthepeopletheywerefamiliarwith.Itwas7.______
apitywhichsomeofuswerenotpresentastheyhad8.______
goneabroadforfurtherstudies,buttheycalledback9.______
orsentgreetingcardfromdifferentplaces.10.______
1.典型錯(cuò)誤是將from去掉.錯(cuò)因分析:一是沒有掌握固定短語(yǔ)graduatefrom;二是沒有記住since的句型結(jié)構(gòu).
要注意since的句型結(jié)構(gòu):Itis/hasbeen段時(shí)間since后常用一般過去時(shí).
gratuate→graduated
2.典型錯(cuò)誤是沒有注意到定語(yǔ)從句與先行詞的關(guān)系,在班級(jí)應(yīng)使用beinclass.
本題是考查介詞的固定搭配,常考介詞是in,on,with,from,at,of等.
on→in
3.典型錯(cuò)誤是考查take當(dāng)“花費(fèi)”講時(shí)的固定句型,學(xué)生們常在prepare后加it.錯(cuò)因分析是沒有掌握住一些表示花費(fèi)的句型結(jié)構(gòu)以及沒有正確分析定語(yǔ)從句的結(jié)構(gòu).
對(duì)于一些固定的句型搭配要牢記.本句中缺少一詞,通常缺少的詞有:冠詞、副詞、不定式符號(hào)to等。
time后加to
4.典型錯(cuò)誤是考查動(dòng)詞短語(yǔ)的固定搭配.錯(cuò)因分析是本短語(yǔ)getintouchwith中多了一個(gè)冠詞。
高考英語(yǔ)改錯(cuò)題中的贅述是在一些固定表達(dá)中用了多余的詞,這些詞多為冠詞,介詞,副詞,代詞等。
the劃掉
5.典型錯(cuò)誤是詞性的誤用.錯(cuò)因分析是學(xué)生們對(duì)于形容詞和副詞的運(yùn)用掌握不好.
詞類的誤用是高考改錯(cuò)題的重點(diǎn),常將動(dòng)詞、名詞、副詞、形容詞互改。
1.well→good
6.典型錯(cuò)誤是將remember改為remembered.錯(cuò)因分析沒有正確分析句子的結(jié)構(gòu),本句中的謂語(yǔ)動(dòng)詞為enjoyed,remember不應(yīng)為謂語(yǔ)了,而為狀語(yǔ),所以應(yīng)改為非謂語(yǔ)動(dòng)詞。
正確地分析句子結(jié)構(gòu)是解決此類問題的關(guān)鍵。句子的主語(yǔ)是we,與remember之間是邏輯上的主謂關(guān)系,因此應(yīng)用remembering的形式來作狀語(yǔ)。
remember→remembering
7.典型錯(cuò)誤是代詞的誤用.錯(cuò)因分析沒有注意上下文的邏輯關(guān)系,they指代不明。
此類題要注意主語(yǔ)與代詞的指代的一致,閱讀完整的句子就可以看出來。
they→we
8.典型錯(cuò)誤是沒有注意到Itisapitythat...句型.錯(cuò)因分析本句型中it是形式主語(yǔ),that引導(dǎo)的從句是真正的主語(yǔ),which無此用法。
注意分析句子,掌握it的用法及一些固定句型。
which→that
9.典型錯(cuò)誤是將studies改為study.錯(cuò)因分析是沒有將名詞study的用法掌握好。Study用作不可數(shù)名詞時(shí),意為“學(xué)習(xí)”;study的復(fù)數(shù)形式,意為“(各學(xué)科的)學(xué)習(xí)”,因此,此處studies是正確的。
注意常見名詞的單復(fù)數(shù)的用法。
√
10.典型錯(cuò)誤是名詞的單復(fù)數(shù)的運(yùn)用.錯(cuò)因分析沒有正確地分析完整的句子以及上下文的邏輯關(guān)系。They是復(fù)數(shù),因此不可能只送一張賀卡。
正確理解句子的意思,注意上下文的邏輯關(guān)系以及可數(shù)名詞的單復(fù)數(shù),不要以點(diǎn)帶面。
card→cards
TheInternetisplayingaimportantpartin1.
ourdailylife.Onthenet,wecanlearnabout2.
newsbothhomeandabroadandsomeother3.
informationsaswell.Wecanalsomakephonecalls,4.
sendmessagesbye-mails,gotonetschools,and5.
learnforeignlanguagesbyourselves.Beside,we6.
canenjoymusic,watchsportsmatches,andplaythe7.
chessorcards.Thenetevenhelpusdoshopping,8.
makeachatwithothersandmakefriendswiththem.9.
Inaword,theInternethasmadeourlifemoreeasier.10.
1.本題考查冠詞的用法,學(xué)生們很有可能不注意這一細(xì)節(jié),在元音讀音開頭的單詞前要使用an來修飾。
冠詞a,an與the的用法是??嫉闹R(shí)點(diǎn),因此要牢記。
a→an
2.學(xué)生們很可能將介詞on改為in,原因是沒有掌握固定短語(yǔ)ontheinternet。
對(duì)于一些介詞短語(yǔ)要牢記,onTV,onthetelephone等。
√
3.本題學(xué)生們很可能找不出錯(cuò)誤,原因是沒有正確地分析句子的結(jié)構(gòu),本句是缺少后置定語(yǔ),athomeandabroad在國(guó)內(nèi)外。
正確在分析句子的結(jié)構(gòu)并掌握固定短語(yǔ)的用法。
home前加at
4.本題考查名詞的用法。Information是不可數(shù)名詞。
對(duì)于名詞的考查,常見的是可數(shù)名詞與不可數(shù)名詞的混用,所以要記住常見的不可數(shù)名詞fun,furniture,equipment,progress,information,news等。
informations→information
5.本題考查介詞by當(dāng)“(表方式)通過”時(shí),后用名詞單數(shù)的形式。
注意一些常見介詞的用法。
e-mails→e-mail
6.考查介詞的辨析,beside與besides的用法。這兩個(gè)介詞是形近詞,很多學(xué)生在緊張的情況下,很可能不能注意到這一點(diǎn)。
要通過上下文的邏輯關(guān)系來判斷介詞的使用。
Beside→Besides
7.本題考查冠詞在固定短語(yǔ)中的使用。玩牌應(yīng)為playchess或playcards。
掌握固定短語(yǔ)的使用。
去掉the
8.本題考查主謂一致,因?yàn)橹髡Z(yǔ)是thenet所以謂語(yǔ)動(dòng)詞為單數(shù)。
注意分析句子的結(jié)構(gòu)及主謂一致的用法。謂語(yǔ)動(dòng)詞在人稱和數(shù)上要與主語(yǔ)保持一致。
help→helps
9.本題學(xué)生們很可能會(huì)將第一個(gè)make改為making,原因是沒有從整個(gè)句子的結(jié)構(gòu)來分析,因?yàn)榫渥邮侨齻€(gè)并列謂語(yǔ)。本題是動(dòng)詞的誤用haveachatwithsb.與某人交談。
本題是考查動(dòng)詞短語(yǔ)的固定搭配,因此對(duì)于一些常見的動(dòng)詞的短語(yǔ)要牢記。
第一個(gè)make→have
10.本題考查形容詞的比較級(jí),屬于成分的冗余部分。easy的比較級(jí)為easier,more為多余的成分。
注意成分的冗余以及如何使用形容詞或是副詞的比較級(jí)及最高級(jí)的表達(dá)。
more→much
JohnBrownisaLondontaxidriverwholovegoingtothe1._______
theatre.Lastweekhismothergavehimtwoticketsforaplay.2.________
TheticketswereonSundayevening.ThenJohnreadsome3.________
reviewsoftheplay,whichallsaiditwasaterriblyone!He4.________
wouldn’tgotoseeaplaythatnoonelikedit,sotwohours5._______
beforetheplaystarted,helefttheticketonthebackseatof6._______
histaxi,perhapssomeonewhowantedseetheplaywouldtakethem7.________
However,whileJohnwentbackhome,theticketswere8.________
stillthere.Inthefact,therewerefourticketsontheseat.9.________
Someonehasplacedanotherpairofticketsontopofthem!10.________
1.典型錯(cuò)誤定語(yǔ)從句中的謂語(yǔ)動(dòng)詞的主謂一致的考查.錯(cuò)因分析沒有正確的區(qū)分出先行詞,在定語(yǔ)從句中的謂語(yǔ)動(dòng)語(yǔ)的單復(fù)數(shù)與先行詞保持一致。
正確地分析句子的結(jié)構(gòu)以及掌握主謂一致的原則。
love→loves
2.典型錯(cuò)誤是將gave改為gives.錯(cuò)因分析是沒有考慮到時(shí)間狀語(yǔ)lastweek是過去時(shí)態(tài)的提示詞。
要注意時(shí)間狀語(yǔ)決定句子的時(shí)態(tài)的作用。
√
3.典型錯(cuò)誤是認(rèn)為本句是正確的.錯(cuò)因分析是onSundayevening是一個(gè)固定的短語(yǔ),意為“在周日的晚上”;但是本句考查的是tickets的適用期限,因此應(yīng)將on改為for.
在做改錯(cuò)題時(shí),不要用片面來代替整體,應(yīng)從整個(gè)句子來分析。
on→for
4.典型錯(cuò)誤是形容詞與副詞的誤用.錯(cuò)因分析是沒有抓住aterriblyone中應(yīng)使用一個(gè)形容詞來修飾one,因?yàn)閛ne指代名詞play。
正確地分析句子結(jié)構(gòu),確定詞性的正確使用。
terribly→terrible
5.典型錯(cuò)誤是句子結(jié)構(gòu)冗余.錯(cuò)因分析是沒有正確地分析定語(yǔ)從句的成分,句中l(wèi)iked的賓語(yǔ)是關(guān)系詞that,因此it是多余。
正確地分析定語(yǔ)從句的用法,分清定語(yǔ)從句的成分。
去掉it
6.典型錯(cuò)誤沒有發(fā)現(xiàn)ticket的錯(cuò)誤.錯(cuò)因分析是沒有從篇章整體上去分析句子,因?yàn)榍懊婕航?jīng)提到他的母親給他兩張票,且John又不打算去看電影,因此兩張票都不要了,所以ticket改為tickets.
在進(jìn)行改錯(cuò)時(shí)是注意上下文的邏輯關(guān)系,不要篇章的整體性,是短文改錯(cuò)不是單句改錯(cuò)。
ticket→tickets
7.典型錯(cuò)誤是考查句子結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤.錯(cuò)因分析沒有注意到兩個(gè)動(dòng)詞wanted與see之間的關(guān)系,wanttodosth.是固定的結(jié)構(gòu)。
在分析句子結(jié)構(gòu)時(shí),要注意正確的固定搭配。
wanted后加to
8.典型錯(cuò)誤是連詞的使用錯(cuò)誤.錯(cuò)因分析是正確地使用while,when與as的用法。While從句中的動(dòng)詞必需是延續(xù)性動(dòng)詞,when從句中的動(dòng)詞可以是延續(xù)性的,也可是非延性的。
注意常用連詞的用法。
while→when
9.典型錯(cuò)誤是考查固定的介詞短語(yǔ)infact.錯(cuò)因分析是常見的介詞短語(yǔ)沒有記牢。
對(duì)于一些常見的介詞和動(dòng)詞的固定短語(yǔ)要記牢。
the去掉
10.典型錯(cuò)誤沒有發(fā)現(xiàn)has是錯(cuò)誤的.錯(cuò)因分析是短文的時(shí)態(tài)要以上下文的主體時(shí)態(tài)為依據(jù),此短文的主體時(shí)態(tài)為過去時(shí),因此,應(yīng)將has改為had。
時(shí)態(tài)的更改以上下文的主體時(shí)態(tài)為依據(jù)。
has→had
Thisweekend,IhurtmyarmbadwhileIwasplaying1.__________
basketballwithmyfriends.ItwassuchpainfulthatIcouldn’t2.__________
helpcryout.Myfriendstookmetothenearbyhospital3.__________
whereIsawlittleboylyingonabed.Hewasgoingtohave4._________
averydangerousoperation,buthestillkeptsmiling.Atthat5._________
moment,Ifeltmorepainful.Ialsoreadthecourageand6._________
confidenceinthelittleboy’sface.Althoughtheoperation7._________
wasdangerous,shewasstillverypositive.Inourlives,there8.________
istroublesnowandthen,butIthinkhavingapositiveattitude9.________
willhelpusovercomethesedifficulty.10.________
1.本題考查形容詞與副詞的混用。Bad應(yīng)是修飾hurt的,因此應(yīng)使用副詞badly。
詞性的誤用主要是考查學(xué)生對(duì)基本句法結(jié)構(gòu)的掌握。掌握基本的句法,句子的意思和邏輯關(guān)系及從句中的成分。
bad→badly
2.such用來修飾名詞,so用來修飾形容詞,so+adj.+that如此……以致于…….
本題考查so與such的辨析。
such→so
3.學(xué)生們可能在help后加上to,原因是沒有注意到can’thelpdoing的意思是“禁不住,止不住”的意思。
本題考查非謂語(yǔ)動(dòng)詞的用法,注意一些常見的后即可接不定式,也可接動(dòng)名詞的動(dòng)詞及短語(yǔ)的意思的差別。在選擇的過程中要根據(jù)上下文的意思來判斷。
cry→crying
4.本題句中缺少內(nèi)容,學(xué)生們很可能注意不到;可數(shù)名詞單數(shù)前必需要有限定詞a,an或the,this,that等。
可數(shù)名詞不可單獨(dú)使用。
saw后加a
5.√
6.本題對(duì)于學(xué)生們來說有些難度,要綜合上下文的邏輯關(guān)系才能看出來錯(cuò)誤所在。從上下文來看,作者在小男孩的影響下,應(yīng)感到不那么疼了。
從根據(jù)上下文的邏輯關(guān)系及語(yǔ)義來判斷程度詞的用法。
more→less
7.介詞的誤用,在某人的臉上應(yīng)為onone’sface。
掌握常用介詞的用法。
in→on
8.此題對(duì)于粗心的學(xué)生而言失分率較高。因?yàn)楸绢}需從整篇文章來斷定代詞的指代,只從單句看是改不出來的,本題中涉及的是一個(gè)小男孩,因此應(yīng)使用he來代替she.
用于指代的各類代詞應(yīng)在數(shù)、格、性上與上下文保持一致。
she→he
9.本題學(xué)生易錯(cuò)在將troubles改為troulbe,原因是troulbe當(dāng)不可數(shù)名詞時(shí)為“麻煩”;而當(dāng)“麻煩事”時(shí)是可數(shù)名詞,從上下文分析,此題應(yīng)為“麻煩事”,所以要改謂語(yǔ)動(dòng)詞is為are.
要注意一些名詞的可數(shù)與不可數(shù)時(shí)意思上的差別,并根據(jù)文中的邏輯關(guān)系來判斷其用法。
is→are
10.本題考查名詞的用法,these用來修飾名詞的復(fù)數(shù)。
注意一些修飾詞的用法及名詞的單復(fù)數(shù)。
difficulty→difficulties
高考物理電場(chǎng)和磁場(chǎng)2
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?以下是小編收集整理的“高考物理電場(chǎng)和磁場(chǎng)2”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
電場(chǎng)和磁場(chǎng)
電場(chǎng)、磁場(chǎng)問題一直是歷屆高考關(guān)注和考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn),其中場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的作用更是力、電綜合的命題的核心內(nèi)容,從近兩年全國(guó)高考試卷中有涉及兩"場(chǎng)"試題有考查關(guān)于場(chǎng)的性質(zhì),有考查了場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的作用,特別是帶電粒子在"場(chǎng)"中的運(yùn)動(dòng),有考查綜合問題,由此可見,場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的作用是100%命題熱點(diǎn).解析試題可以完全按力學(xué)方法,從產(chǎn)生加速度和做功兩個(gè)主要方面來展開思路,只是在粒子所受的各種機(jī)械力之外加上電場(chǎng)力罷了.
1、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:根據(jù)帶電粒子所受的力,運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解.
2、功能關(guān)系:根據(jù)場(chǎng)力及其它外力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或全過程中的功能關(guān)系,從而可確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,這條線索不但適用于均勻場(chǎng),也適用于非均勻場(chǎng).因此要熟悉各種力做功的特點(diǎn).
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高考物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)電場(chǎng)教案
第九章電場(chǎng)
電場(chǎng)是高中物理的重點(diǎn)知識(shí)之一.本章著重從力和能兩個(gè)角度研究電場(chǎng)的基本性質(zhì).本章既是重點(diǎn),又是難點(diǎn),也是高考的熱點(diǎn).它是電磁學(xué)的基礎(chǔ),特別是在“3+X”理科綜合考試中,它將成為聯(lián)系力學(xué)和電磁學(xué)的一個(gè)重要鈕帶.
本章及相關(guān)內(nèi)容知識(shí)網(wǎng)絡(luò):
專題一電場(chǎng)的力的性質(zhì)
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):
本單元除電荷及電荷守恒定律為Ⅰ類要求外,其余均為Ⅱ類要求.即能夠確切理解其含義及與其它知識(shí)的聯(lián)系,能夠用它解決生活中的實(shí)際問題.在高考中主要考查方向是:①運(yùn)用庫(kù)侖定律定性或定量分析點(diǎn)電荷間的相互作用問題,并常用力學(xué)中處理物體平衡的方法分析帶電小球的平衡問題;②運(yùn)用電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和電場(chǎng)線的性質(zhì)對(duì)各種電場(chǎng)進(jìn)行定性和定量的分析.
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.對(duì)電場(chǎng)和電場(chǎng)線的理解只要有電荷存在,其周圍空間就存在電場(chǎng),它是電荷間相互作用的媒介,電場(chǎng)具有力和能的性質(zhì).電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,滿足矢量疊加原理.電場(chǎng)線是用來描述空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)連續(xù)變化規(guī)律的一組假想的曲線.電場(chǎng)線的特點(diǎn)是:其方向代表場(chǎng)強(qiáng)方向、其疏密代表場(chǎng)強(qiáng)大?。浑妶?chǎng)線起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn))終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn));電場(chǎng)線不能相交.
2.幾點(diǎn)說明
(1)庫(kù)侖定律的適應(yīng)條件:真空中,點(diǎn)電荷(帶電體的線度遠(yuǎn)小于電荷間的距離r時(shí),帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì),可看作是點(diǎn)電荷).
(2)元電荷、點(diǎn)電荷和檢驗(yàn)電荷的區(qū)別:電子和質(zhì)子帶最小的電量e=1.610-19C,任何帶電體所帶的電量均為e的整數(shù)倍,故稱1.610-19C為元電荷,它不是電子也不是質(zhì)子,而是帶電物質(zhì)的最小電量值;如果帶電體的線度遠(yuǎn)小于電荷間的距離,帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì),這樣的帶電體可看作是點(diǎn)電荷,它是一種科學(xué)的抽象,是一種理想模型;檢驗(yàn)電荷是電量足夠小的點(diǎn)電荷,只有當(dāng)點(diǎn)電荷放入電場(chǎng)中后不足以原電場(chǎng)的性質(zhì)或?qū)υ妶?chǎng)的影響忽略不計(jì)時(shí),該點(diǎn)電荷才能作為檢驗(yàn)電荷.
3.難點(diǎn)釋疑
(1)電場(chǎng)線是直線的電場(chǎng)不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng),如孤立點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng),它的電場(chǎng)線就是直線.
(2)電場(chǎng)線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,只的在滿足一定條件時(shí)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡才有可能與電場(chǎng)線重合.帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力和初速度來決定的,必須從運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)來分析確定.
【例題精析】
例1如圖所示,半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電量相等的電荷,相隔一定距離,兩球之間的相互吸引力的大小為F。今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開,這時(shí)A、B兩球間相互作用力的大小為()
A.F/8B.F/4C.3F/8D.3F/4
解析:由于A、B間有吸引力,則A、B帶異種電荷,設(shè)為Q,兩球之間的吸引力F=kQ2/r2,r為兩球間的距離。
當(dāng)C球與A球接觸后,A、C帶電量q1=Q/2,當(dāng)C球再與B球接觸后,B、C兩平均水平喧電量q2=(Q-Q/2)2=Q/4,此時(shí)A、B兩球間相互作用力的大小為Fˊ=kQ2/8r2=F/8。
正確答案:A
思考與拓寬:若金屬小球A、B較大,且相距較近,有正確答案嗎?為什么?(答案:沒有,因?yàn)檫@時(shí)庫(kù)侖定律已不適應(yīng))
例2在真空中有兩個(gè)固定的正的點(diǎn)電荷A、B,帶電量分別為Q、q,相距L,(1)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C使它處于平衡狀態(tài),這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)放在什么位置,帶電量為多少?(2)如果A、B不固定,C應(yīng)放在什么位置,帶電量為多少時(shí)三個(gè)電荷均靜止?
解析:此題目為物體平衡和庫(kù)侖定律的綜合運(yùn)用題,其解題方法與力學(xué)中處理物體平衡問題的分析方法是相同的.
(1)A、B兩球都固定,C球只能放在A、B連線之是且適當(dāng)?shù)奈恢貌庞锌赡芷胶?,設(shè)帶電量為q,距A點(diǎn)的距離為x,對(duì)C由物體平衡條件和庫(kù)侖定律得:
KQq/x2=Kqq/(L-x)2
解得x=QQ+q,q在運(yùn)算中被消去,所以q的電性和電量多少不限.
(2)A、B不固定時(shí),三個(gè)小球均要在互相作用下平衡,由受力分析可知,C必須是負(fù)電荷,且放于A、B連線間,設(shè)電量為-q,距A為x.
對(duì)C由物體平衡條件和庫(kù)侖定律得:KQq/x2=Kqq/(L-x)2,解得x=QQ+q
對(duì)A由物體平衡條件和庫(kù)侖定律得:KQq/L2=KQq/x2,解得x=q(QQ+q)2
思考與拓寬1:三個(gè)電荷在同一直線上排列,且三個(gè)電荷由于相互作用均平衡時(shí),它們的電性有什么規(guī)律?帶電量多少與它們之間的距離有什么關(guān)系?(答案:電荷的排列順序只有兩種可能,即:“+-+”和“-+-”;中間的電荷帶電量少,兩端的電荷帶電量多,兩羰的電荷中帶電量少的與中間電荷較近)
思考與拓寬2:能否用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理來解答例1?(答案:能,當(dāng)電荷受庫(kù)侖力平衡時(shí),它所在處的合場(chǎng)強(qiáng)為零)
例3如圖10—2所示,帶箭頭的曲線表示電場(chǎng)中某區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)線的分布情況,一帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的徑跡如圖中虛線所示,若不考慮其它力的作用,則下列判斷中正確的是()
A.若粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B,則粒子帶正電;若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則粒子帶負(fù)電
B.不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B還是從B運(yùn)動(dòng)到A,粒子必帶負(fù)電
C.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則其加速度減小
D.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則其速度減小
解析:本題應(yīng)從物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件著手分析,由曲線的彎曲方向看,帶電粒子受電場(chǎng)力方向必向左方,再由正負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系便可確定帶電粒子帶負(fù)電,所以答案A錯(cuò)誤,答案B正確;而其加速度如何變化可由電場(chǎng)線的疏密變化來確定,因?yàn)殡妶?chǎng)線密處的場(chǎng)強(qiáng)大,同一電荷受力大,電場(chǎng)線稀疏處場(chǎng)強(qiáng)小,同一電荷受力小,由圖可見A處的電場(chǎng)線比B處稀疏,所以電荷在B處的加速度較大,所以答案C正確;速度如何變化可從電場(chǎng)力做功情況做出判斷,當(dāng)粒子從B向A運(yùn)動(dòng)時(shí),其們移方向與受力方向的夾角小于900,電場(chǎng)力即合外力做正功,其動(dòng)能增大,速度增大,所以答案D錯(cuò)誤.
思考與拓寬:若粒子帶電性質(zhì)與題中粒子的電性相反,且從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),請(qǐng)定性畫出其運(yùn)動(dòng)軌跡.(答案:略)
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.真空中有兩個(gè)相同的帶電金屬小球A和B,,相距為r,帶電量分別為q和2q,它們間相互作用力大小為F.有一個(gè)不帶電的金屬小球C,大小與A、B相同,當(dāng)C與A、B小球各接觸一下后拿開,再將A、B間距離變?yōu)?r,那么A、B間作用力大小可能為()
①3F/64②0③3F/32④3F/16
A.①②③B.①③C.①②D.①④
2.兩個(gè)小球A、B,分別帶有同種電荷QA和QB,質(zhì)量分別為MA和MB,B用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣絲線懸掛在A球的正上方的O點(diǎn),A距O點(diǎn)的距離也為L(zhǎng),且被固定,當(dāng)B球達(dá)到平衡時(shí)A、B相距為d,如圖10—3所示為使A、B間距離減小到d/2,可采用的方法是()
A.將A的電量減小到QA/4B.將B的電量減小到QB/8
C.將A的質(zhì)量減小到MA/8D.將B的質(zhì)量減小到MB/8
3.如圖10—4所示.一帶電量為Q的較大的金屬球,固定在絕緣支架上,這時(shí)球外距金屬球較近處一點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度為E0,當(dāng)把一電量也為Q的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)時(shí),測(cè)得點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力為f;當(dāng)把一電量為aQ的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)時(shí),測(cè)得點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力為F,則在國(guó)際單位制中()
A.f的數(shù)值等于QE0B.F的數(shù)值等于af
C.a(chǎn)比1小的越多,F(xiàn)的數(shù)值越接近aQE0D.a(chǎn)比1小的越多,F(xiàn)的數(shù)值越接近af
4.關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)的下列說法中,正確的是()
A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力方向相同
B.等量異種電荷的電場(chǎng)中,兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)為連線的中點(diǎn)
C.在等量異種電荷的電場(chǎng)中,兩電荷連線的垂直平分線上,從垂足向兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)越來越小
D.在等量同種電荷的電場(chǎng)中,兩電荷連線的垂直平分線上,從垂足向兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)越來越小
5.如圖10—5中AB是某個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)是的一條電場(chǎng)線,在線上O點(diǎn)放入一個(gè)自由的負(fù)電荷,他將沿電場(chǎng)線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),下列判斷中哪些是正確的()
A.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷加速運(yùn)動(dòng),加速度越來越小
B.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷加速運(yùn)動(dòng),加速度大小的變化由題設(shè)條件不能確定
C.電場(chǎng)線由A指向B,該電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)
D.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷加速運(yùn)動(dòng),加速度越來越大
6.如圖10—6(a)中,直線AB是某個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,圖10—4(b)是放在電場(chǎng)線上A、B兩點(diǎn)的電荷的電量與所受電場(chǎng)力大小間的函數(shù)圖象.由此可以判定()
①場(chǎng)源可能是正電荷,位置在A點(diǎn)左側(cè)
②場(chǎng)源可能是正電荷,位置在B點(diǎn)右側(cè)
③場(chǎng)源可能是負(fù)電荷,位置在A點(diǎn)左側(cè)
④場(chǎng)源可能是負(fù)電荷,位置在B點(diǎn)左側(cè)
A.①③B.①④C.②④D.②③
7.如圖10—7所示,在x軸上坐標(biāo)為+1的點(diǎn)放一個(gè)電量為+4Q的點(diǎn)電荷,坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定一個(gè)電量為-Q的點(diǎn)電荷,那么在x軸上,電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向的點(diǎn)所在區(qū)域是.
Ⅱ。能力與素質(zhì)
8.真空中有A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷相距L,質(zhì)量為m和2m,將它們由靜止釋放瞬時(shí),A的加速度為a,經(jīng)過一段時(shí)間后B的加速度也為a,且速率為V.求:
①這時(shí)兩個(gè)點(diǎn)電荷相距多遠(yuǎn)?
②這時(shí)點(diǎn)電荷A的速率多大?
9.如圖10—8所示,一半徑為R的絕緣球殼上均勻帶有+Q的電荷,由于對(duì)稱性,球心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(r《R)的一個(gè)小圓孔,求此時(shí)球心處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向.
10.用一根絕緣繩懸掛一個(gè)帶電小球,小球的質(zhì)量為1.010-2kg,所帶的電荷量為+2.010-8C.現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡時(shí)絕緣繩與豎直線成300角,如圖10—9所示.求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).
專題二電場(chǎng)的能的性質(zhì)
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):本專題的知識(shí)點(diǎn)均為Ⅱ類要求,即能夠確切理解其含義及與其它知識(shí)的聯(lián)系,能夠用它解決生活中的實(shí)際問題.在高考中主要考查方向是:①以選擇題的形式對(duì)描述電場(chǎng)的各物理量(如電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)、電勢(shì)與電勢(shì)等)能進(jìn)行比較鑒別;②利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面的性質(zhì)對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行分析;③從能的轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.理順好幾個(gè)關(guān)系:
(1)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系:電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減小;電荷克服電場(chǎng)力做功,電荷的電勢(shì)能增加.電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的數(shù)值.這常是判斷電荷電勢(shì)能變化的依據(jù).
(2)電勢(shì)與電勢(shì)能:①電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量,與置于電場(chǎng)中檢驗(yàn)電荷的電量大小無關(guān),電勢(shì)能是描述電荷與電場(chǎng)相互作用能的大小的物理量,其大小由電場(chǎng)中電荷帶電量的多少和該點(diǎn)電勢(shì)共同決定.②帶電體從電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)過程中,如果知道電場(chǎng)力對(duì)帶電體做正功還是做負(fù)功,可直接判斷其電勢(shì)能的變化.若要判斷a、b兩點(diǎn)電勢(shì)高低,必須知道帶電體是帶正電還是帶負(fù)電,反之,若要知道帶電體所帶電荷的正負(fù),要判斷a、b兩點(diǎn)電勢(shì)高低,必須知道電場(chǎng)力對(duì)帶電體做正功還是做負(fù)功.
(3)等勢(shì)面的特點(diǎn):①等勢(shì)面一定與電場(chǎng)垂直;②在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功;③電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面;④任何兩個(gè)等勢(shì)面都不會(huì)相交;⑤等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,即等差等勢(shì)面的疏密可以描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱.
2.幾點(diǎn)說明
(1)電勢(shì)的數(shù)值是相對(duì)的,不是絕對(duì)的.在求電勢(shì)大小時(shí),首先必須選定某一位置的電勢(shì)為零,否則無法求解.零點(diǎn)的選取是任意的,但在理論上通常取離場(chǎng)源電荷無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)位置;實(shí)際使用中,則取大地為零電勢(shì).
(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移至零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功.這就說明,當(dāng)電場(chǎng)中某點(diǎn)的位置和零電勢(shì)點(diǎn)確定后,這一點(diǎn)的電勢(shì)就是一個(gè)確定的值了.某點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)是否放有電荷無關(guān),即電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身和零電勢(shì)點(diǎn)的位置決定.
3.難點(diǎn)釋疑有的同學(xué)認(rèn)為"電場(chǎng)強(qiáng)度大處電勢(shì)高"、"電勢(shì)高處電荷的電勢(shì)能大".產(chǎn)生上述錯(cuò)誤的原因是對(duì)上述概念的不理解造成的.在電場(chǎng)中一個(gè)確定的點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度是確定的,而電勢(shì)卻與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān),另外逆電場(chǎng)線方向電勢(shì)要升高,但逆電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度不一定增大,所以場(chǎng)強(qiáng)大處電勢(shì)不一定高,電勢(shì)高處場(chǎng)強(qiáng)也不一定大;電勢(shì)能的大小由電場(chǎng)中電荷帶電量的多少和該點(diǎn)電勢(shì)共同決定,要區(qū)分正電荷和負(fù)電荷,正電荷在電勢(shì)向處的電勢(shì)能大,而負(fù)電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能?。?br>
【例題精析】
例1一個(gè)點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn),其電勢(shì)能的變化量為零,則()
A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等
B.該電荷一定沿等勢(shì)面移動(dòng)
C.作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的
D.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等
解析:本題考查了電勢(shì)能的變化、電場(chǎng)力做功、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)和電勢(shì)差與及它們間的關(guān)系.
由=W=qUab=q(Ua-Ub)可知,若=0,則①Uab=Ua-Ub=0即Ua=Ub,所以D選項(xiàng)正確.面電勢(shì)相等的點(diǎn),其場(chǎng)強(qiáng)不一定相等,故A選項(xiàng)不正確.②W=0,即點(diǎn)電荷從a移到b,電場(chǎng)力所做的總功為零,造成這一結(jié)果有兩種可能性,其一是電荷沿等勢(shì)面移動(dòng),這時(shí)電場(chǎng)力與電荷的移動(dòng)方向是垂直的;其二是電荷從等勢(shì)面上的a點(diǎn)經(jīng)任意路徑又回到這一等勢(shì)面上的點(diǎn)b(因?yàn)殡妶?chǎng)力做的功與路徑無關(guān),只與初末狀態(tài)的位置有關(guān)),所以B、C也是錯(cuò)誤的.正確答案:D.
例2如圖10—10所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn).已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為A=15V,B=3V,C=-3V.由此可得D點(diǎn)的電勢(shì)D=V.
解析:求電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),一般是先求電勢(shì)差,再求電勢(shì).但此題還要注意運(yùn)用勻強(qiáng)電場(chǎng)的一些特性進(jìn)行求解.
如圖10—11所示,設(shè)場(chǎng)強(qiáng)方向與AB方向的夾角為,AB邊長(zhǎng)為a.
由U=Ed=ELcos知
UABUAc=1218=23=acos2cos(450-)---------------①
UABUAD=12UAD=acosacos(900-)------------------------②
由①、②式解得UAD=6V,tg=1/2.
又因?yàn)閁AD=UA-UD,
所以UD=UA-UAD=9V.
思考1:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,任意兩條平行線上距離相等的兩點(diǎn)間電勢(shì)差一定相等嗎?如果相等,能利用此結(jié)論來解此題嗎?(答案:相等;能)
思考2:請(qǐng)用作圖法確定題中勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向.(答案:略)
例3如圖10—12所示的直線是真空中某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,A、B是這條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn).一個(gè)帶正電的粒子在只受電場(chǎng)力的情況下,以速度VA經(jīng)過A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間后,該帶正電的粒子以速度VB經(jīng)過B點(diǎn),且VB與VA方向相反,則()
A.A點(diǎn)的電勢(shì)一定低于B點(diǎn)的電勢(shì)
B.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.該帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D.該帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于它在B點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和
解析:當(dāng)電場(chǎng)線是直線時(shí),同一電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必相同,由題中給出的粒子運(yùn)動(dòng)情況可以判斷,粒子受電場(chǎng)力方向應(yīng)向左,粒子從A到B的運(yùn)動(dòng)過程是先向右減速,速度減為零后又向左加速.因?yàn)榱W訋д姾?,受電?chǎng)力方向向左,所以電場(chǎng)線的方向應(yīng)向左,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)低,答案A正確;由電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線不能確定此電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,所以答案B不正確;粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,粒子克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能必增大,所以答案C正確;由于粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只有電場(chǎng)力做功,因此只存在動(dòng)能與電勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變,所以答案D正確.正確答案ACD.
思考拓寬:若A、B是如圖10—13所示電場(chǎng)中的兩點(diǎn),則正確答案應(yīng)是什么?(答案:D)
【能力提升】
Ⅰ。知識(shí)與技能
1.下列說法中,正確的是()
A.電子沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能越來越大
B.質(zhì)子沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能越來越大
C.只在電力場(chǎng)作用下,由靜止釋放的電子總是從電勢(shì)能小的位置向電勢(shì)能大的位置運(yùn)動(dòng)
D.只在電場(chǎng)作用下,由靜止釋放的質(zhì)子總是從電勢(shì)能小的位置向電勢(shì)能大的位置運(yùn)動(dòng)
2.如圖10—14所示,兩個(gè)固定的等量異種電荷的電場(chǎng)中,有A、B、C三點(diǎn),A為兩電荷連線的中點(diǎn),B為連線上距A為L(zhǎng)的一點(diǎn),C為連線中垂線上距A也為L(zhǎng)的一點(diǎn),則下面關(guān)于三點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、電勢(shì)高低的比較,正確的是()
①EB>EA>EC②EA>EB>EC③A=C>B④B=C>A
A.①④B.①③C.②④D.②③
3.一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn),電荷量q=2.010-9C,在靜電電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn).在此過程中除電場(chǎng)力外,其它力做的功是6.010-5J.質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加了8.010-5J,則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab為()
A.1.0104VB.-1.0104VC.4.0104VD.-7.0104V
Ⅱ。能力與素質(zhì)
4.某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線和等勢(shì)面如圖10—15所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)面,過a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面的電勢(shì)分別為a=50V,b=20V,那么a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)c為()
A.等于35VB.大于35VC.小于35VD.等于15V
5.如圖10—16所示,在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中,a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,c、d在另外一個(gè)等勢(shì)面上,甲乙兩帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為acb和adb曲線,若兩粒子通過a點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能,則下列說法中不正確的是()
A.甲乙兩粒子帶異號(hào)電荷
B.甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)與乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同
C.兩粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同
D.若取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì),則甲粒子在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于乙粒子在d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能
6.AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,將一帶負(fù)電荷的粒子從A點(diǎn)自由釋放,它由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中速度變化如圖10—17所示,則AB兩點(diǎn)電勢(shì)高低和場(chǎng)強(qiáng)大小的關(guān)系是()
A.A>B,EA>EBB.A>B,EA<EB
C.A<B,EA>EBD.A<B,EA<EB
7.質(zhì)量為m,電量為q的質(zhì)點(diǎn),只在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其速度方向改變的角度為(rad),AB弧長(zhǎng)為S,則AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差A(yù)-B=,AB弧中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為.
8.如圖10—18所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿著與電場(chǎng)線成600角的方向,將帶電量為q=-4.010-8C的點(diǎn)電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn),ab=20cm,若電場(chǎng)強(qiáng)度E=5.010-3N/C,則在此過程中電場(chǎng)力對(duì)電荷q所做的功W=.
9.兩個(gè)帶正電的小球A和B放在光滑絕緣的水平面上,質(zhì)量mA=2mB電量qA=4qB,相距r時(shí),它們具有電勢(shì)能E0(取相距無窮遠(yuǎn)時(shí)電勢(shì)能為零),現(xiàn)將它們釋放,經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后,求A和B的動(dòng)能各多大?
10.如圖10—19所示,虛線方框內(nèi)為一勻強(qiáng)電場(chǎng),A、B、C為該電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),已知A=12V,B=6V,C=-6V.試在該方框中作出該電場(chǎng)的示意圖(即畫出幾條電場(chǎng)線),并要求保留作圖時(shí)的輔助線(用虛線表示),若將一個(gè)電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做多少電子伏的功?
11.為使點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線由A勻速運(yùn)動(dòng)到B,須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F,如圖10—20所示.若AB=0.4m,=370,q=-310-7C,F(xiàn)=1.510-4N,A點(diǎn)電勢(shì)A=100V.(不計(jì)電荷受的重力).
(1)在圖中用實(shí)線畫出電場(chǎng)線,用虛線畫出通過A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線,并標(biāo)明它們的電勢(shì);
(2)求q在由A到B的過程中電勢(shì)能的變化量是多少?
專題三電容器靜電屏蔽
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):電容器為Ⅱ類要求,靜電屏蔽為Ⅰ類要求.即能夠確切理解電容的含義及與其它知識(shí)的聯(lián)系,并能夠在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用;對(duì)靜電屏蔽要知道其內(nèi)容及含義.在高考中主要考查方向是:①以選擇題的形式對(duì)電容的定義及決定因素進(jìn)行判斷;②以電容器為背景分析電場(chǎng)的力和能的性質(zhì);③研究帶電粒子在電容器中的運(yùn)動(dòng).
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.電容定義式和決定式的綜合應(yīng)用,即分析電容器的結(jié)構(gòu)變化對(duì)相關(guān)物理量的影響.其基本思路是:①首先確定不變量,若電容器充電后斷開電源,則其所帶電量Q不變,若電容器始終和直流電源相連,則兩板間的電壓U不變;②用C=εS/4πkd,判斷電容的變化情況;③用C=Q/U,分析Q或U的變化情況;④用E=U/d,分析平行板電容器兩板間場(chǎng)強(qiáng)的變化情況.
2.幾點(diǎn)說明
(1)電容器的電容是反映電容器本身貯電特性的物理量,由電容器本身的介質(zhì)特性和幾何尺寸決定,與電容器是否帶電、帶電的多少、兩板間電勢(shì)差的大小均無關(guān).
(2)靜電屏蔽:如圖10-21所示,將一空腔金屬導(dǎo)體放在帶電體Q附近,處于靜電平衡后,空腔導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均為零,如果空腔內(nèi)有另一個(gè)導(dǎo)體存在,這個(gè)導(dǎo)體也不會(huì)受到Q所產(chǎn)生電場(chǎng)的影響,即空腔金屬導(dǎo)體對(duì)其外部的電場(chǎng)有屏蔽作用.
3.難點(diǎn)釋疑有的同學(xué)不理解電容器中的電場(chǎng)強(qiáng)度由什么因素決定,常導(dǎo)致分析失誤,現(xiàn)
推導(dǎo)如下:由E=U/d和C=Q/U得E=Q/Cd,又C=εS/4πkd,于是E=4πkQ/εS,顯然電場(chǎng)強(qiáng)度E由Q、ε、S這三個(gè)因素決定,與兩極板間的距離d無關(guān).
【例題精析】
例1如圖10—22所示,平行板電容器接在電源上充電后,與電源斷開,負(fù)極板接地,在兩板間有一正電荷固定在P點(diǎn),以E表示兩板間場(chǎng)強(qiáng),U表示電容器的電壓,W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能.若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板向下移,則()
A.U變小,E不變B.E變大,W變大
C.U變小,W不變D.U不變,W不變
解析:解答此題應(yīng)明確,電容器與電源斷開后,其所帶電量Q將保持不變.當(dāng)正極板向下移時(shí),電容器兩板間距d減小,由C=εS/4πkd可知電容C增大,由C=Q/U可得U將減小,由E=U/d、C=Q/U和C=εS/4πkd得E=4πkQ/εS,所以場(chǎng)強(qiáng)E不變,答案A正確;分析P點(diǎn)所放電荷的電勢(shì)能如何變化,應(yīng)從分析P點(diǎn)的電勢(shì)變化入手,設(shè)P點(diǎn)與負(fù)極板間的距離為d,則P點(diǎn)的電勢(shì)=Ed,E和d均不變,所以P點(diǎn)的電勢(shì)不變,正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能不變,答案C正確.正確答案:AC.
思考1:題中若正極板不動(dòng),將負(fù)極板向上移一些,各量如變何化?題中若是將正極板接地,而負(fù)極板不接地,保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板向下移,各量如何變化?(答案:E不變,U變小,W變?。籈不變,U變小,W變大)
思考2:題中若將一電源始終與電容器相連,保持負(fù)極板接地且不動(dòng),將正極板向下移時(shí),各量如變何化?(答案:E變大,U不變,W變大)
例2傳感器是一種采集信息的重要器件.如圖10—23是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器.當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),可使膜片產(chǎn)生形變,引起電容的變化,將電容器靈敏電流計(jì)和電源串接成閉合電路.那么()
A.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),電容將變小
B.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),電容將變大
C.當(dāng)電流計(jì)有示數(shù)時(shí),則壓力F發(fā)生變化
D.當(dāng)電流計(jì)有示數(shù)時(shí),則壓力F不發(fā)生變化
解析:此題考查電容器電容的決定因素及電容器的充放電現(xiàn)象.當(dāng)壓力F發(fā)生變化時(shí),兩極板間距離d發(fā)生變化,由C∝εS/d可知,電容C將會(huì)發(fā)生變化,由于電源始終與電容器相連,電容器上的電壓不變,由C=Q/U可知電容器帶電量Q將發(fā)生變化,導(dǎo)致電容器充電或放電,這時(shí)電流表中就會(huì)有電流通過.正確答案:BC.
思考拓寬:仿照測(cè)定壓力的電容式傳感器,制做一個(gè)測(cè)定微小位移(或速度)的電容式傳感器,如圖10—24所示,其中陰影部分為某種電介質(zhì).請(qǐng)簡(jiǎn)單說明其原理.(答案:當(dāng)電介質(zhì)發(fā)生位移時(shí),電容器的電容發(fā)生變化,由電容變化的量值便可計(jì)算出位移的大小)
例3空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩(無論接地與否)可以把外部電場(chǎng)遮住,使其不受外電場(chǎng)的影響;接地的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩可以使其部不受部帶電體電場(chǎng)的影響,這種現(xiàn)象叫做.
解析:當(dāng)空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩處在電場(chǎng)中時(shí),其表面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷,只有當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩內(nèi)部與外電場(chǎng)相抵消時(shí)才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),這時(shí)空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,內(nèi)部就不受外電場(chǎng)的影響.接地的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩與大地構(gòu)成一個(gè)整體,與大地等電勢(shì),其周圍電場(chǎng)強(qiáng)度必須為零,因而其外部不受內(nèi)部帶電體電場(chǎng)的影響.
正確答案:內(nèi)部,外部,內(nèi)部,靜電屏蔽.
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.如圖10—25所示,絕緣導(dǎo)體B、C相接觸,A帶正電荷,下列操作中不能使B帶負(fù)電的是()
A.先拿走C,再拿走A
B.先拿走A,再拿走C
C.用手接觸一下C后離開,再拿走A
D.用手接觸一下B后離開,先拿走C,再拿走A
2.平行板電容器電容為C,板間距為d,帶電量為Q.今在兩板正中央處放一個(gè)電荷q,則它受到的電場(chǎng)力的大小為()
A.2KQq/d2B.4KQq/d2C.Qq/CdD.2Qq/Cd
3.如圖10—26所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,在增大電容器兩板間距離的過程中:()
A.電阻R中沒有電流
B.電容器的電容變大
C.電阻R中有從a流向b的電流
D.電阻R中有從b流向a的電流
4.如圖10—27所示,平行金屬板A、B組成的電容器,充電后與靜電計(jì)相連.要使靜電計(jì)指針張角變大,下列措施中可行的是()
A.將A板向下移動(dòng)B.使A板放走部分電荷
C.將B板向右移動(dòng)D.將AB之間充滿電介質(zhì)
5.以下說法中不正確的是()
A.通訊電纜的外面包一層鉛皮,是用來防止外界電場(chǎng)的干擾
B.為了防止通訊電纜中信號(hào)對(duì)外界的干擾可將其外面包鉛皮接地
C.法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)說明電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上
D.金屬網(wǎng)或金屬皮外的帶電體不會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)
6.平行板電容器的電容為C,兩極板間距離為L(zhǎng),電容器所帶電荷量為Q,現(xiàn)在使電容器所帶電荷量增加了Q.若極板間有a、b兩點(diǎn),相距為d,則下列說法中正確的是()①兩板間原來的電場(chǎng)強(qiáng)度是Q/CL②兩板間現(xiàn)在的電場(chǎng)強(qiáng)度是Q/CL
③兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增加了Q/CL④a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定增加了Qd/CL
A.①②B.①②③C.①③D.③④
Ⅱ。能力與素質(zhì)
7.平行板電容器的兩極板接于電池兩極,一個(gè)帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合開關(guān)S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為,如圖10—28所示.那么()
A.保持開關(guān)S閉合,A板向B靠近,則角減小
B.保持開關(guān)S閉合,A板向B靠近,則角不變
C.開關(guān)S斷開,A板向B靠近,則角增大
D.開關(guān)S斷開,A板向B靠近,則角不變
8.如圖10—29是測(cè)定液面高度h的傳感器.在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì),放入導(dǎo)電液體中,在計(jì)算機(jī)上就可以知道h的變化情況,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,下列說法中正確的是()
A.液面高度h變大,電容變小
B.液面高度h變小,電容變大
C.金屬芯線和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個(gè)電極
D.金屬絲線的兩側(cè)構(gòu)成電容器的兩電極
9.有一個(gè)空腔導(dǎo)體內(nèi)部和外部都有電荷,如圖14—30所示,下述結(jié)論正確的是()
A.導(dǎo)體不接地時(shí),內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度受到外部電荷的影響
B.導(dǎo)體不接地時(shí),外部電場(chǎng)強(qiáng)度受到內(nèi)部電荷的影響
C.導(dǎo)體接地時(shí),內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度受到外部電荷的影響
D.導(dǎo)體接地時(shí),外部電場(chǎng)強(qiáng)度受到外部電荷的影響
10.如圖10—31所示,平行板電容器兩板A、B通過電流計(jì)G、電鍵S和電源相連.當(dāng)S閉合后,A、B兩板相距為d時(shí),A、B內(nèi)恰有一個(gè)帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài).(1)始終閉合S,將A、B兩板間距離由d增大到2d,電容器的電容將由C變?yōu)?,A、B間電壓將由U變?yōu)?,電流?jì)G中將電流流過(填“有”或“無”),電容器內(nèi)的帶電微將.(2)斷開S后,將A、B兩板間距離由d減少到d/2,電容器的電容將由C變?yōu)椋珹、B間電壓將由U變?yōu)?,A、B間電場(chǎng)強(qiáng)要將由E變?yōu)椋娏饔?jì)G中將電流流過(填“有”或“無”),電容器內(nèi)的帶電微將.
11.在觀察油滴在水平放置的平行板電容器中運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,原有一油滴靜止在電容器中,給電容器再充上一些電荷Q1,油滴開始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)t秒后,電容器突然放電失去一部分電荷Q2,又經(jīng)t秒,油滴回到原處,假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中沒有失去電荷,試求Q2和Q1之比?
專題四帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為Ⅱ類要求,示波管為Ⅰ類要求。即能夠確切理解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及與其它知識(shí)的聯(lián)系,并能夠在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用.在高考中主要考查方向是:①定性分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過程;②綜合運(yùn)用電場(chǎng)和力學(xué)知識(shí)定量處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題(主要是直線運(yùn)動(dòng)和類平拋運(yùn)動(dòng)).
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.幾種運(yùn)動(dòng)形式的處理方法:
(1)平衡:處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),帶電粒子所受合力為零.應(yīng)用物體的平衡條件可解決此類問題.
(2)加速:帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入電場(chǎng),所受電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上,做加(減)速直線.可利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律(勻強(qiáng)電場(chǎng))或功能關(guān)系(任何電場(chǎng))來求解.
(3)偏轉(zhuǎn):帶電粒子以速度υ0垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng),受到恒定的與初速度方向成900電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng).可用類平拋運(yùn)動(dòng)的方法來處理,即將運(yùn)動(dòng)分解為垂直電場(chǎng)方向的速度為υ0勻速直線運(yùn)動(dòng)和平行電場(chǎng)方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)帶電粒子電量為q,質(zhì)量為m,兩平行金屬板間的電壓為U,板長(zhǎng)為L(zhǎng),板間距離為d,當(dāng)粒子以初速度υ0平行于兩極板進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),有:x=L=υ0t,y=12at2,又E=U/d,a=qE/m=qU/md;可解得,側(cè)向位移y=UqL2/2mdυ02;偏向角的正切tgθ=at/υ0=UqL/mdυ02.
2.幾點(diǎn)說明在處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題時(shí)是否考慮重力,要通過審題來決定.①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等,一般都不考慮重力;②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,一般都不能忽略重力.
【例題精析】
例1如圖10—32所示,質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸于O點(diǎn),并處的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,小球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角為,若剪斷絲線,則小球的加速度大小為()
A.0B.g,方向豎直向下
C.gtg,水平向右D.g/cos,沿繩向下
解析:此題是帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡和加速問題的綜合題,要運(yùn)用物體的平衡條件及運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系分析.絲線被剪斷之前,小球受三個(gè)力作用,如圖10—33所示,圖中F為重力mg和電場(chǎng)力FE的合力,由物體的平衡條件絲線的拉力T=F=mg/cosθ,當(dāng)絲線被子剪斷時(shí),帶電小球受的合力為F,又初速度為零,所以帶電小球?qū)⒀谾方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小為a=F/m=g/cosθ,方向沿F方向,即沿線向下,所以正確答案為D.
思考與拓寬:題中若場(chǎng)強(qiáng)大小和方向均未知,仍使帶電小球在圖示位置靜止,當(dāng)絲線被剪斷后,電場(chǎng)強(qiáng)度是否是唯一的?如果不是求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值是多少?(答案:不是;mgtgθ/q)
例2如圖10—34所示,一對(duì)水平放置的平行金屬板通過開關(guān)S與電源相連,一個(gè)帶電微粒從金屬板正上方的O點(diǎn),由靜止釋放,通過金屬板上的小孔,進(jìn)入兩平行板間,到達(dá)P點(diǎn)后返回,若將上金屬板向上移動(dòng)到圖中虛線位置,再將帶電微粒從金屬板正上方的O點(diǎn)由靜止釋放,則有()
A.若保持開關(guān)閉合狀態(tài),帶電微粒仍能到達(dá)P點(diǎn)返回
B.若保持開關(guān)閉合狀態(tài),帶電微粒尚未到達(dá)P點(diǎn)就返回
C.若將開關(guān)斷開后,再移上板,帶電微粒仍能到達(dá)P點(diǎn)返回
D.若將開關(guān)斷開后,再移上板,帶電微粒尚未到達(dá)P點(diǎn)就返回
解析:若利用重力勢(shì)能與電勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化對(duì)此題進(jìn)行分析較為方便.
假設(shè)微粒仍能到達(dá)P點(diǎn),當(dāng)若保持開關(guān)閉合時(shí),兩板間總電壓不變,但上極板與P點(diǎn)的電勢(shì)差增大,則電荷克服電場(chǎng)力做的功W將大于重力對(duì)微粒做的功,所以微粒尚未到達(dá)P點(diǎn)就返回,答案B正確;若將開關(guān)斷開,則電容器帶電量Q不變,當(dāng)將上金屬板向上移動(dòng)到圖中虛線位置時(shí),兩極間總電壓增大,P點(diǎn)與下極板的電壓也增大,則電荷克服電場(chǎng)力做的功W將大于重力對(duì)微粒做的功,所以微粒尚未到達(dá)P點(diǎn)就返回,答案D正確.正確答案BD.
思考與拓寬:保持電源與兩金屬板相連,若是將下金屬板向上移一小段距離,微粒的運(yùn)動(dòng)情況如何?(答案:帶電微粒尚未到達(dá)P點(diǎn)就返回)
例3如圖10—35所示,平行正對(duì)金屬板相距為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng),板間電壓為U,C是寬為d的擋板,其上下兩端點(diǎn)與A和B板水平相齊,且C離金屬板與屏S的距離均為L(zhǎng)/2,C能吸收射到它表面的所有粒子.現(xiàn)讓電荷量為q的帶電粒子沿A、B兩板中線入射,帶電粒子的質(zhì)量、速率均不相同,不計(jì)重力.求:
(1)帶電粒子到達(dá)屏S上的寬度;
(2)初動(dòng)能多大的粒子能到達(dá)屏上.
解析:本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的處理方法.
(1)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),從右側(cè)飛出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線與粒子射入方向恰相交于兩極板的正中央O1點(diǎn),如圖10—36所示.
帶電粒子到達(dá)屏S上的寬度為AB,由圖可知:
AB=OB-OA
由幾何關(guān)系:OBd/2=3L/2L/2得OB=3d/2
OAd/2=3L/2L得OA=3d/4
所以AB=3d/2-3d/4=3d/4,即帶電粒子到達(dá)屏S上的寬度為3d/4.
(2)設(shè)從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)邊緣射出的粒子偏向角為θ1,由幾何關(guān)系有:
tgθ1=OB/O1O=3d/23L/2=d/L,cosθ1=L/L2+d2,
則該粒子射出電場(chǎng)的速度υt1=υ0/cosθ1=υ0L2+d2L,
由動(dòng)能定理得:Uq/2=12mυt2-12mυ02=12mυ02(L2+d2L2-1)
所以此粒子的動(dòng)能為12mυ02=UqL2/2d2.
設(shè)從擋板邊緣射出的粒子偏向角為θ2,由幾何關(guān)系有:
tgθ2=OA/O1O=3d/43L/2=d2/L,cosθ2=2L/4L2+d2,
則該粒子射出電場(chǎng)的速度υt2=υ0/cosθ2=υ04L2+d22L,
由動(dòng)能定理得:Uq/4=12mυt22-12mυ02=12mυ02(4L2+d24L2–1)
所以此粒子的動(dòng)能為12mυ02=UqL2/d2.
所以,初動(dòng)能滿足UqL2/2d2<EK<UqL2/d2的粒子能到達(dá)屏上.
思考與拓寬:若沿中心線進(jìn)入電場(chǎng)中的粒子帶電量絕對(duì)值相等,但電性不同,且具有相同的動(dòng)能,設(shè)這些粒子均能擊中屏S,它們擊中屏的位置有什么特點(diǎn)?(答案:在屏上出現(xiàn)兩個(gè)亮點(diǎn),這兩個(gè)亮點(diǎn)關(guān)于屏的中心上下對(duì)稱)
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.一束正離子,以相同的速率垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場(chǎng),結(jié)果運(yùn)動(dòng)軌跡是重合的,說明這些粒子具有相同的()
A.質(zhì)量B.電量C.荷質(zhì)比D.動(dòng)能
2.如圖10—37所示,一帶電粒子沿著曲線JK穿過一勻強(qiáng)電場(chǎng),a、b、c、d為該電場(chǎng)的等勢(shì)面,其中abcd.若不計(jì)粒子所受的重力,可以確定()
①該粒子帶正電
②該粒子帶負(fù)電
③從J到K粒子的動(dòng)能增加
④粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變
A.①③④B.①④C.③④D.②③④
3.如圖10—38所示,M、N是真空中的兩塊平行金屬板.質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子,以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng),當(dāng)M、N間電壓為U時(shí),粒子恰能到達(dá)N板.如果要使這個(gè)粒子到達(dá)M、N間距的1/2后返回,下列措施中能滿足要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)()
A.使初速度減為原來的1/2
B.使M、N間電壓減半
C.使M、N間電壓提高到原來的4倍
D.使初速度和M、N間電壓都減為原來的1/2
4.如圖10—39所示是某示波管的示意圖,如果在水平放置的偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)電壓,則電子束將被偏轉(zhuǎn).每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離叫示波管的靈敏度,下面這此措施中對(duì)提高示波管的靈敏度有用的是()
A.盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做的長(zhǎng)一些
B.盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做的短一些
C.盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間的距離做的大一些
D.將電子槍的加速電壓提高一些
Ⅱ。能力與素質(zhì)
5.一個(gè)電子以初速度v0從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),由于受到一個(gè)點(diǎn)電荷的作用,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖10—40中實(shí)線所示,圖中B為軌跡上的一點(diǎn),虛線是過A、B兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,虛線和直線將運(yùn)動(dòng)平面分為5個(gè)區(qū)域.則關(guān)于點(diǎn)電荷的位置,下列說法正確的是()
①如果這個(gè)點(diǎn)電荷帶正電,則它一定在④區(qū)
②如果這個(gè)點(diǎn)電荷帶正電,則它一定在②區(qū)
③如果這個(gè)點(diǎn)電荷帶負(fù)電,則它一定在②區(qū)
④如果這個(gè)點(diǎn)電荷帶負(fù)電,則它一定在③區(qū)
A.①④B.②③C.②④D.①③
6.如圖10—41所示,帶電量之比qA:qB=1:3的帶電粒子A和B,先后以相同的速度從同一點(diǎn)射入平行板電容器中,不計(jì)重力,帶電粒子偏轉(zhuǎn)后打在同一極板上,飛行水平距離之比為xA:xB=2:1.則帶電粒子的質(zhì)量之比mA:mB以及在電場(chǎng)中飛行時(shí)間之比tA:tB分別為()
A.1:1,2:3B.2:1,3:2C.1:1,3:4D.4:3,2:1
7.如圖10—42所示,電子以v0的速度沿與電場(chǎng)垂直方向從A點(diǎn)飛進(jìn)勻強(qiáng)電場(chǎng),并且從另一端B沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成1500角飛出,那么AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差是.
8.如圖10—43所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面且相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等.一正電荷在等勢(shì)面U3上時(shí),具有動(dòng)能20J,它在運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面U1上時(shí),速度為零.令U2=0,那么,當(dāng)該電荷的電勢(shì)能為4J時(shí),其動(dòng)能大小為J.
9.如圖10-44所示,A、B是一對(duì)平行的金屬板兩板間距為d,在兩板間加上一周期為T的交變電壓u.A板的電勢(shì)UA=0,B板的電勢(shì)B隨時(shí)間的變化規(guī)律為:在0到T/2時(shí)間內(nèi),B=U0(正的常數(shù));在T/2到T的時(shí)間性內(nèi),B=-U0;在T到3T/2的時(shí)間內(nèi)B=U0;在此T/2到2T的時(shí)間內(nèi),B=-U0;…….t=0時(shí)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)域內(nèi).設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略.要想使這個(gè)電子到達(dá)B板時(shí)具有最大動(dòng)能,則所加電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件?
10.相距為d的兩平行金屬板M、N與電池相連,如圖10-45所示,一帶電粒子從M板邊緣,垂直于電場(chǎng)方向射入,并打在N板的中心,現(xiàn)使粒子原樣射入,但恰能射出電場(chǎng),不計(jì)重力,就下列兩種情況,分別求出N板下移的距離.(1)電鍵K閉合;(2)把閉合的電鍵K斷開.
11.如圖10—46所示,相距d的水平放置的兩平行金屬板構(gòu)成的電容器電容為C,a板接地且中央有一孔.開始時(shí)兩板勻不帶電.現(xiàn)將電量為q,質(zhì)量為m的液滴一滴一滴的從小孔正上方h處無初速度滴下,前一滴到達(dá)b板后下一滴才開始下落.液滴到b板后,其電荷全部轉(zhuǎn)移給b板.不計(jì)空氣阻力的影響,重力加速度為g.求:
(1)能夠到達(dá)b板的液滴不會(huì)超過多少滴?
(2)若能夠到達(dá)b板的液滴數(shù)為k,則第k+1滴如何運(yùn)動(dòng)?
專題五處理電場(chǎng)問題的方法
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):能綜合運(yùn)用電場(chǎng)及力學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析、綜合、推理和判斷.考查的方向是在力電綜合試題中巧妙地把電場(chǎng)的概念與牛頓定律、功能關(guān)系等力學(xué)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來,考查學(xué)生對(duì)力學(xué)、電學(xué)相關(guān)概念的理解和規(guī)律的綜合運(yùn)用.
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.常用方法和關(guān)系
(1)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的應(yīng)用:處理電場(chǎng)的簡(jiǎn)單問題,通常要先畫出電場(chǎng)線和等勢(shì)面,用于比較空間各點(diǎn)的電場(chǎng)的電勢(shì),應(yīng)注意“五看”:
①看電場(chǎng)線的切線方向,確定場(chǎng)強(qiáng)的方向;
②看電場(chǎng)的疏密,比較場(chǎng)強(qiáng)的大??;
③看電場(chǎng)線的走向,比較電勢(shì)的高低;
④看電場(chǎng)力做什么功,確定電勢(shì)能的增減;
⑤看電勢(shì)能零點(diǎn)位置的選取,確定電勢(shì)能的正負(fù).
(2)電場(chǎng)中的功能關(guān)系:
①計(jì)算電場(chǎng)力做的功有兩種方法:W=qEd(適應(yīng)于勻強(qiáng)電場(chǎng));W=qU(適應(yīng)于一切電場(chǎng)).
②注意運(yùn)用功能關(guān)系處理電場(chǎng)問題:
Ⅰ.只有電場(chǎng)力做功時(shí),帶電粒子的電勢(shì)能只與動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,電場(chǎng)力做的功等于帶電粒子動(dòng)能的改變量,即:WAB=qUAB=EK=-ε,注意:A、B為帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的始末兩點(diǎn),UAB為兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.
Ⅱ.若僅有重力和電場(chǎng)力做功,則EK=W總=W重+W電=-E重-ε電,則E重+EK+ε電=0,即:帶電粒子的動(dòng)能、重力勢(shì)能、電勢(shì)能的總和保持不變.
(3)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的處理方法:
求解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),實(shí)際上就是力學(xué)中處理物體運(yùn)動(dòng)問題的繼續(xù),運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析受力和運(yùn)動(dòng)過程仍是決解問題的關(guān)鍵,在此基礎(chǔ)上正確運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、動(dòng)量守恒定律是決解問題的手段.還要注意運(yùn)用等效法和類比法.
【例題精析】
例1如圖10—47所示,平行直線表示電場(chǎng)線,一帶電量為+10-2C的粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用,由A點(diǎn)移到B點(diǎn),動(dòng)能損失0.1J,若A點(diǎn)電勢(shì)為-10V,則()
A.B點(diǎn)的電勢(shì)為0
B.電場(chǎng)線方向從右向左
C.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡1
D.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡2
解析:由動(dòng)能定理,UABq=EK,UAB=EK/q=-0.1/10+2=-10V,又UAB=UA-UB,所以UB=UA-UAB=0,答案A正確;由題知粒子由A點(diǎn)移到B點(diǎn),動(dòng)能減小了,由動(dòng)能定理可知電荷克服電場(chǎng)力做了功,因此,電場(chǎng)力的方向向左,又粒子帶正電,所以電場(chǎng)線方向從右向左,答案B正確;再由運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系判斷,粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡只能是軌跡1.答案C正確.正確答案:ABC.
例2如圖10—48所示,半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定的豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一個(gè)質(zhì)量為m,帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),珠子所受電場(chǎng)力的大小等于其重力的大小,將珠子從環(huán)上最低位置A由靜止釋放,那么珠子所能獲得的最大動(dòng)能為多少?
解析:本題是帶電體在重力和電場(chǎng)力共同作用下的運(yùn)動(dòng)問題.此題的處理方法較多,但關(guān)鍵是分析確定動(dòng)能最大的位置,然后運(yùn)用力學(xué)中的方法求解.
珠子在電場(chǎng)力Eq、重力mg和彈力N的作用下沿環(huán)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到如圖10—49所示位置時(shí),動(dòng)能最大.
因?yàn)镋q=mg,所以θ=450
設(shè)珠子的最大動(dòng)能為EK,由動(dòng)能定理得:
Eqrsinθ-mg(r-rcosθ)=EK
解得:EK=mgr(2–1)
思考與拓寬:在A點(diǎn)給珠子一個(gè)多大的初速度,能使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)?這時(shí)珠子對(duì)光滑圓環(huán)的最大作用力是多大?(答案:52gr,62mg)
例3如圖10—50所示,傾角為300的直角三角形的底邊BC長(zhǎng)為2L,底邊處在水平位置,斜邊AC為光滑絕緣導(dǎo)軌.現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O處放一正點(diǎn)電荷Q,讓一個(gè)帶正電的小球從斜面頂端A滑下(始終不脫離斜面),已測(cè)得它滑到斜邊的垂足D處的速度大小為υ,加速度大小為a.
(1)在質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中不發(fā)生變化的是()
A.動(dòng)能B.電勢(shì)能與重力勢(shì)能之和
C.動(dòng)能與重力勢(shì)能之和D.動(dòng)能、電勢(shì)能和重力勢(shì)能三者之和
(2)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是()
A.勻加速運(yùn)動(dòng)B.先勻加速后勻減速
C.勻減速運(yùn)動(dòng)D.加速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)
(3)該質(zhì)點(diǎn)滑到非常接近底端C點(diǎn)時(shí)的速率vc為多少?沿斜面向下的加速度aC為多少?
解析:由于點(diǎn)電荷Q電場(chǎng)的存在,質(zhì)點(diǎn)必做加速度變化的運(yùn)動(dòng),解答此題要抓住點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn),運(yùn)用牛頓第二定律和功能關(guān)系來解決問題.
(1)由于斜面是光滑的,帶電小球在下滑過程中,只有重力和電場(chǎng)力做功,所以小球的機(jī)械能和電勢(shì)能之和保持不變.答案D正確.
(2)由于帶電小球在運(yùn)動(dòng)過程中所受的電場(chǎng)力的大小和方向是變化的,其合力必是變力,所以小球的加速度是隨時(shí)間變化的.答案D正確.
(3)依題意,D、C兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離相等,所以它們的Q電場(chǎng)中的同一等勢(shì)面上,小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功為零,由動(dòng)能定理得:
mgh=12mυC2-12mυ2又h=Lsin600
解得:υC=υ2+3gL
小球在C點(diǎn)和D點(diǎn)的受力如圖10—51所示,其中電場(chǎng)力大小相等,均為F,由牛頓第二定律:在D點(diǎn)有mgsin300-Fcos300=ma
在C點(diǎn)有mgsin300+Fcos300=maC
解以上兩個(gè)方程得:aC=g-a.
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.如圖10—52所示,在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電微粒沿v0方向飛入后,沿虛線方向從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)(重力不能忽略),則在此過程中微粒的()
A.動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加B.動(dòng)能減小,電勢(shì)能也減小
C.動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小D.動(dòng)能增加,電勢(shì)能也增加
2.如圖10—53所示,在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中用絕緣絲線吊起一個(gè)帶負(fù)電的小球,小球在A平衡狀態(tài).如果將小球由懸點(diǎn)正下方的B點(diǎn)由靜止釋放,在小球由A到B的過程中,用表示電勢(shì)能的增量,用EP表示重力勢(shì)能的增量,用E表示二者的代數(shù)和,以下關(guān)系中正確的是()
A.=EP,E0B.EP,E0
C.=EP,E=0D.EP,E0
3.如圖10—54,帶電體Q固定,帶電體P的電量為q,質(zhì)量為m,與絕緣的水平面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為,將P在A點(diǎn)由靜止放開,在Q的排斥下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)停下,AB相距為S,下列說法中正確的是()
①將P從B點(diǎn)由靜止拉到A點(diǎn),水平拉力至少做功2mgS
②將P從B點(diǎn)由靜止拉到A點(diǎn),水平拉力至少做功mgS
③P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能增加mgS
④P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能減少mgS
A.①②③B.①④C.②③④D.③④
4.如圖10—55所示,一帶負(fù)電的油滴,從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速率V0射入水平的勻強(qiáng)電場(chǎng),V0的方向與電場(chǎng)方向成θ角.已知油滴質(zhì)量為m,測(cè)得它在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)P時(shí)的速率恰為V0,設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(xp,yp),則應(yīng)有()
A.xp0B.xp0C.xp=0D.條件不足無法判定
5.如圖10—56所示,有兩個(gè)完全相同的試探電荷q1和q2,在點(diǎn)電荷正Q的電場(chǎng)中,分別沿圓軌道做勻速率圓周運(yùn)動(dòng),則q1和q2有電勢(shì)能、動(dòng)能大小關(guān)系是()
A.EP1EP2,EK1EK2B.EP1EP2,EK1EK2
C.EP1EP2,EK1EK2D.EP1EP2,EK1EK2
6.如圖10—57所示,a、b和c表示點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)分別為U、2U/3和U/4.一帶電粒子從等勢(shì)面a上由靜止釋放后,僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng).已知它經(jīng)過等勢(shì)面b時(shí)的速率為v則它經(jīng)過等勢(shì)面c時(shí)的速率為.
Ⅱ。能力與素質(zhì)
7.如圖10—58所示,有一束電子,質(zhì)量為m,電量為e,以平行于OX軸的速度v0,從Y軸上的a點(diǎn)射入第一象限,為子使這束粒子能通過X軸上的b點(diǎn),可在第一象限內(nèi)的某處加一個(gè)沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),設(shè)此電場(chǎng)強(qiáng)度為E,沿Y軸方向無限長(zhǎng),沿X軸方向?qū)挾葹镾,且已知oa=L,ob=2S,求該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)間的距離.
8.如圖10—59所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),AB=5cm,AC=3cm,BC=4cm.有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于紙面,電子在電場(chǎng)力作用下經(jīng)C運(yùn)動(dòng)到A,動(dòng)能減少了120eV.質(zhì)子在電場(chǎng)力作用下經(jīng)C運(yùn)動(dòng)到B,動(dòng)能增加了120eV,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.
9.如圖10—60所示,ab是半徑為R的圓的一條直徑,該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向一定.在圓周平面內(nèi),將一帶正電q的小球從a點(diǎn)以相同的動(dòng)能拋出,拋出方向不同時(shí),小球會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn),在所有的點(diǎn)中,到c點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大.已知∠cab=300,若不計(jì)重力和空氣阻力,試求:
(1)電場(chǎng)方向與ac間的夾角是多大?
(2)若小球在a點(diǎn)時(shí)初速度方向與電場(chǎng)方向垂直,且小球恰好能落在c點(diǎn),則初動(dòng)能為多大?
10.如圖10—61所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與一正電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C現(xiàn)兩點(diǎn),一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為-q的有孔小球,從桿上A點(diǎn)無初速度下滑,已知q遠(yuǎn)小于Q,AB=BC=h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為3gh,求:
(1)小球由A到B的過程中電場(chǎng)力做的功;
(2)AC兩點(diǎn)的電勢(shì)差.
效果驗(yàn)收
1.有兩個(gè)金屬小球半徑均為R,其中一個(gè)2Q,另一個(gè)不帶電,將兩球相互接觸后,使其球心相距3R放置,其靜電力為()
A.kQ2/(3R)2B.大于kQ2/(3R)2C.小于kQ2/(3R)2D.條件不足無法確定
2.在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶正電Q1,一個(gè)帶負(fù)電Q2,且Q1=2Q2,用E1和E2分別表示兩個(gè)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小,則在x軸上有()
A.E1=E2之點(diǎn)只有一處,該點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零
B.E1=E2之點(diǎn)共有兩處,一處合場(chǎng)強(qiáng)為零,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2
C.E1=E2之點(diǎn)共有三處,其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為零,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2
D.E1=E2之點(diǎn)共有三處,其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為零,另兩處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2
3.如圖10—62所示,A、B、C、D是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的4個(gè)等勢(shì)面,一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)α粒子(電荷量是質(zhì)子的2倍,質(zhì)量是質(zhì)子的4倍)同時(shí)在A等勢(shì)面從靜止出發(fā),向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)D面時(shí),下列說法正確的是()
A.電場(chǎng)力做功之比為1∶2B.它們的動(dòng)能之比為2∶1
C.它們的動(dòng)量之比是2:1D.它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶1
4.在描繪電場(chǎng)中等勢(shì)線的實(shí)驗(yàn)中所用靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系是:當(dāng)電流從正接線柱流入電流表D時(shí),指針偏向正接線柱一側(cè).某同學(xué)用這個(gè)電流表探測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)2的等勢(shì)點(diǎn)時(shí),把與電流表正接線柱相連的表筆E1接觸在基準(zhǔn)點(diǎn)2上,把連接負(fù)接柱的表筆E2接觸在紙上的某點(diǎn),如圖10—63所示,若發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),該同學(xué)移動(dòng)E2的方向正確的是()
①若表的指針偏向正接線柱一側(cè),E2向右移動(dòng)
②若表的指針偏向正接線柱一側(cè),E2向左移動(dòng)
③若表的指針偏向負(fù)接線柱一側(cè),E2向右移動(dòng)
④若表的指針偏向負(fù)接線柱一側(cè),E2向左移動(dòng)
A.①③B.②③C.②④D.①④
5.如圖10—64所示,在點(diǎn)電荷-Q1激發(fā)的電場(chǎng)中有一檢驗(yàn)電荷-Q2,若將-Q2從b點(diǎn)移到a點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功W,則下述答案中正確的是()
A.Uab的大小一定是W/Q2
B.Uab的大小一定是W/Q1
C.若將Q2的電量加倍,Uab也變成原來的兩倍
D.若將Q1的電量加倍,Uab不變
6.帶電粒子以初動(dòng)能EK沿垂直于電場(chǎng)線的方向射入并穿過兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),射出時(shí)的末動(dòng)能為2EK,若粒子射入時(shí)的初動(dòng)能加大到2EK,則它穿出電場(chǎng)時(shí)的末動(dòng)能為()
A.2EKB.2.5EKB.3EKB.4EK
7.在某一電場(chǎng)中,選取坐標(biāo)如圖10—65所示.A為x軸上的一點(diǎn),B、C為y為上的兩點(diǎn).將正檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)做功為W,如果將該檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),克服電場(chǎng)做功也為W,則()
A.產(chǎn)生此電場(chǎng)的電荷可能是正電荷,位于第Ⅳ象限
B.產(chǎn)生此電場(chǎng)的電荷可能是負(fù)電荷,位于第Ⅰ象限
C.此電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿y軸正方向
D.此電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿x軸負(fù)方向
8.如圖10—66,a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn),各點(diǎn)電勢(shì)a=10V,b=2V,c=6V,a、b、c三點(diǎn)在同一平面上,下列各圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是()
9.如圖10—67所示,豎直方向的一條直線MN是靜電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線,若一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止釋放,微粒沿豎直方向下落,到B點(diǎn)時(shí)速度為零,不計(jì)空氣阻力,則()
①微粒的運(yùn)動(dòng)不可能是勻速運(yùn)動(dòng),也不可能是勻加速運(yùn)動(dòng)
②A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
③可能是A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高,也可能是B點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)高
④微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,重力勢(shì)能的變化大于電勢(shì)能的變化
A.①②B.①④C.①③D.②③
10.一質(zhì)量為210-16kg的帶正電的油滴,靜止在兩塊相距3.2cm的水平放置的平行金屬板之間,則兩板間的電壓可能是()
①800V②400V③300V④200V
A.①②B.②④C.①③D.②③
11.如圖10—68所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,已知q1與q2之間的距離為L(zhǎng)1,q2與q3之間的距離為L(zhǎng)2,且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài).①如果q2為正電荷,則q1為電荷,q3為電荷;②q1、q2、q3三者電量大小之比為::.
12.如圖10—69所示,平行板電容器水平放置,兩板與電源相連,A板接靜電計(jì)小球,B板接靜電計(jì)外殼,這時(shí)有一帶電微粒靜止在電容器中.在開關(guān)S閉合時(shí),將A板水平向左移動(dòng)一段距離,微粒的運(yùn)動(dòng)情況是,電容器所帶電荷量的變化情況是;如果將開關(guān)S斷開,將A板水平向左移動(dòng)一段距離,微粒的運(yùn)動(dòng)情況是,靜電計(jì)指針張角的變化情況是.
13.AB兩個(gè)帶電小球,質(zhì)量分別為2m和m,原來均靜止,現(xiàn)將它們同時(shí)釋放,在庫(kù)侖力作用下運(yùn)動(dòng),釋放時(shí)AB間距為d,B的加速度為a.經(jīng)過一段時(shí)間后,A的加速度也為a,且速度為v,此時(shí)AB間距離為;此過程中系統(tǒng)減少的電勢(shì)能為.
14.在下列所給的器材中,應(yīng)該選用的是(用器材前的字母表示):A.6V的交流電源;B.6V的直流電源;C.100V的直流電源;D.量程0—0.5V,零刻度在刻度盤中央的電壓表;E.量程0—300A,零刻度在刻度盤中央的電流表.
在實(shí)驗(yàn)過程中,要把復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、白紙鋪放在木板上,它們的順序(自上而下)是①,②,③.
實(shí)驗(yàn)中,按下電鍵,接通電路,若一個(gè)探針與基準(zhǔn)點(diǎn)O接觸,另一探針已分別在基準(zhǔn)點(diǎn)O的兩側(cè)找到了實(shí)驗(yàn)所需要的兩點(diǎn)a、b如圖10—70,則當(dāng)此探針與a接觸時(shí),電流表指針應(yīng)(左偏、指零、右偏);當(dāng)此探針與b接觸時(shí),電流表的指針應(yīng)(左偏、指零、右偏).
15.電子電量為e,質(zhì)量為m,以速度v0沿著電場(chǎng)線射入場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖10—71所示,電子從A點(diǎn)入射到達(dá)B點(diǎn)速度為零,求:
(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差;
(2)A、B間的距離.
16.如圖10—72所示,A、B板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),兩板間距為d,所加電壓為U,有一帶電油滴以初速v豎直向上自M點(diǎn)飛入電場(chǎng),到達(dá)N點(diǎn)時(shí),速度方向恰好變?yōu)樗剑笮〉扔诔跛賤,試求:
(1)油滴從M點(diǎn)到N點(diǎn)的時(shí)間.
(2)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.
17.如圖10—73所示,一個(gè)半徑為R的絕緣光滑半圓環(huán),豎直放在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向豎直向下.在環(huán)壁邊緣處有一質(zhì)量為m,帶有正電荷q的小球,由靜止開始下滑,求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)底的壓力.
18.噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖10—73所示,其中墨盒可以發(fā)出墨汁微粒,其半徑約為10-5m,此微粒經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電,帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號(hào)加以控制.帶電后的微粒以一定的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),帶電微粒經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后,打在紙上,顯示字體.無信號(hào)輸入時(shí),墨汁微粒不帶電,徑直通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)而注入回流槽流回墨盒.設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)1.6cm,兩板間距離為0.5cm,偏轉(zhuǎn)極板的右端距紙3.2cm.若一個(gè)墨汁微粒的質(zhì)量為1.610-10kg,以20m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),兩偏轉(zhuǎn)極板間的電壓是8.0103V,若墨汁微粒打在紙上的點(diǎn)偏離原射入方向的距離為2.0mm,求這個(gè)墨汁微粒通過帶電室時(shí)帶的電量是多少?(不計(jì)空氣阻力和重力,可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行板電容器內(nèi)部,忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性).為了使紙上的字體放大10%,請(qǐng)你提出一個(gè)可行的方法.
第九章電場(chǎng)參考答案
專題一1.A,2.B,3.C,4.C,5.B,6.A,7.(-∞,-1)和(0,1),
8.①,②2v,9.KQr2/4R4,由O點(diǎn)指向小孔,10.2.9106N/C.
專題二1.A,2.B,3.C,4.C,5.B,6.C,7.0,mv2θ/sq,,8.2.010-11J,
9.EKA=E0/3,EKB=2E0/3,10.圖略,-6eV,11.圖略,UB=-60V,電勢(shì)能增加了
4.810-5J.
專題三1.B,2.C,3.C,4.AC,5.D,6.C,7.D,8.C,9.B,10.①C/2,U,向下加速運(yùn)動(dòng);②2C,U/2,E,無,靜止不動(dòng)11.4/1.
專題四1.C,2.B,3.D,4.A,5.D,6.D,7.3mv02/2e,8.6,9.T>2d2m/Uq,10.①d,②3d.11.①mg(h+d)/q2,②先向下做自由落體運(yùn)動(dòng),進(jìn)入兩極板間后勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度減小到零,然后向上勻加速運(yùn)動(dòng),階段兩極板間穿出后做豎直上拋運(yùn)動(dòng),回到初始位置時(shí)速度減為零;以后將重復(fù)以上運(yùn)動(dòng).
專題五1.A,2.B,3.B,4.B,5.C,6.1.5v,7.①②S/2+mv02L/Ees,8.由C點(diǎn)垂直指向AB,5103V/m,9.①300,②EqR/8.10.mgh/2,mgh/2q,
效果驗(yàn)收1.C,2.B,3.A,4.B,5.A,6.B,7.D,8.D,9.C,10.B,11.負(fù),負(fù),1:L22(L1+L2)2:L22L12,12.仍靜止,減小,向上加速,變大,13.2d/2,3mv2,14.BE、導(dǎo)電紙、復(fù)寫紙、白紙;指零,指零,15.,16.v/g,Uv2/2gd,17.3(mg+qE),
18.①1.2510-13C,②a.將偏轉(zhuǎn)電壓提高到8.8103V,b.將偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)與紙間的距離增大為3.6cm.
高考物理電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?下面是小編為大家整理的“高考物理電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)復(fù)習(xí)”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
電場(chǎng)
庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)中的導(dǎo)體、導(dǎo)體
知識(shí)要點(diǎn):
1、電荷及電荷守恒定律
⑴自然界中只存在正、負(fù)兩中電荷,電荷在它的同圍空間形成電場(chǎng),電荷間的相互作用力就是通過電場(chǎng)發(fā)生的。電荷的多少叫電量?;倦姾伞?/p>
⑵使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種:①摩擦起電②接觸帶電③感應(yīng)起電。
⑶電荷既不能創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從的體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分,這叫做電荷守恒定律。
2、庫(kù)侖定律
在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,數(shù)學(xué)表達(dá)式為,其中比例常數(shù)叫靜電力常量,。
庫(kù)侖定律的適用條件是(a)真空,(b)點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是物理中的理想模型。當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí),可以使用庫(kù)侖定律,否則不能使用。例如半徑均為的金屬球如圖9—1所示放置,使兩球邊緣相距為,今使兩球帶上等量的異種電荷,設(shè)兩電荷間的庫(kù)侖力大小為,比較與的大小關(guān)系,顯然,如果電荷能全部集中在球心處,則兩者相等。依題設(shè)條件,球心間距離不是遠(yuǎn)大于,故不能把兩帶電體當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上,由于異種電荷的相互吸引,使電荷分布在兩球較靠近的球面處,這樣電荷間距離小于,故。同理,若兩球帶同種電荷,則。
3、電場(chǎng)強(qiáng)度
⑴電場(chǎng)的最基本的性質(zhì)之一,是對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。電場(chǎng)的這種性質(zhì)用電場(chǎng)強(qiáng)度來描述。在電場(chǎng)中放入一個(gè)檢驗(yàn)電荷,它所受到的電場(chǎng)力跟它所帶電量的比值叫做這個(gè)位置上的電場(chǎng)強(qiáng)度,定義式是,場(chǎng)強(qiáng)是矢量,規(guī)定正電荷受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反。
由場(chǎng)強(qiáng)度的大小,方向是由電場(chǎng)本身決定的,是客觀存在的,與放不放檢驗(yàn)電荷,以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無關(guān),既不能認(rèn)為與成正比,也不能認(rèn)為與成反比。
要區(qū)別場(chǎng)強(qiáng)的定義式與點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,前者適用于任何電場(chǎng),后者只適用于真空(或空氣)中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。
4、電場(chǎng)線
為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向,在電場(chǎng)中畫出一系列曲線,曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,曲線的疏密表示電場(chǎng)的弱度。
電場(chǎng)線的特點(diǎn):(a)始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)),終止負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn));(b)任意兩條電場(chǎng)線都不相交。
電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱,并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。
5、勻強(qiáng)電場(chǎng)
場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同,場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等距的平行線,平行正對(duì)的兩金屬板帶等量異種電荷后,在兩極之間除邊緣外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。
6、電勢(shì)能
由電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能量叫電勢(shì)能。
電勢(shì)能具有相對(duì)性,通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能和零點(diǎn)。
由于電勢(shì)能具有相對(duì)性,所以實(shí)際的應(yīng)用意義并不大。而經(jīng)常應(yīng)用的是電勢(shì)能的變化。電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減速少,電荷克服電場(chǎng)力做功,電荷的電勢(shì)能增加,電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的數(shù)值,這常是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的依據(jù)。
7、電勢(shì)、電勢(shì)差
⑴電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量
在電場(chǎng)中某位置放一個(gè)檢驗(yàn)電荷,若它具有的電勢(shì)能為,則比值叫做該位置的電勢(shì)。
電勢(shì)也具有相對(duì)性,通常取離電場(chǎng)無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零電勢(shì)(對(duì)同一電場(chǎng),電勢(shì)能及電勢(shì)的零點(diǎn)選取是一致的)這樣選取零電勢(shì)點(diǎn)之后,可以得出正電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為正值,負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為負(fù)值。
⑵電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)之差叫電勢(shì)差,依教材要求,電勢(shì)差都取絕對(duì)值,知道了電勢(shì)差的絕對(duì)值,要比較哪個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)高,需根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的正負(fù)判斷,或者是由這兩點(diǎn)在電場(chǎng)線上的位置判斷。
⑶電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的面叫等勢(shì)面。等勢(shì)面的特點(diǎn):
(a)等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。
(b)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直,而且電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。
(c)規(guī)定:畫等勢(shì)面(或線)時(shí),相鄰的兩等勢(shì)面(或線)間的電勢(shì)差相等。這樣,在等勢(shì)面(線)密處場(chǎng)強(qiáng)較大,等勢(shì)面(線)疏處場(chǎng)強(qiáng)小。
⑷電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的計(jì)算公式:,此公式適用于任何電場(chǎng)。電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),由起始和終了位置的電勢(shì)差決定。
⑸在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系是,公式中的是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離。
8、電場(chǎng)中的導(dǎo)體
⑴靜電感應(yīng):把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)中,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng),使導(dǎo)體的兩個(gè)端面出現(xiàn)等量的異種電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
⑵靜電平衡:發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)的等量異種電荷形成一附加電場(chǎng),當(dāng)附加電場(chǎng)與外電場(chǎng)完全抵消時(shí),自由電子的定向移動(dòng)停止,這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。
⑶處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn):
(a)導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)處處為零,電場(chǎng)線在導(dǎo)體的內(nèi)部中斷。
(b)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面。
(c)導(dǎo)體表面上任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。
(d)導(dǎo)體斷帶的凈電荷全部分布在導(dǎo)體的外表面上。