当前位置:文档之家› 高中物理_第一章静电场达标练习题_新人教版选修3-1

高中物理_第一章静电场达标练习题_新人教版选修3-1

第一章 静电场

【知识要点】

1. 两种电荷:自然界中存在着两种电荷,它们分别为 和 。

(1) 负电荷是用 摩擦过的 上带的电荷; (2) 正电荷是用 摩擦过的 上带的电荷。 (3) 同种电荷相互 ,异种电荷相互 。 2.使物体带电方法有三种

(1) 摩擦起电:当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体 到另一个物体,于是

原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电。

(2) 感应起电:指利用 使物体带电的过程。

(3) 接触带电:一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开,使不带电的导体带上电荷的方式。

注意:金属导体的特点:金属中离原子核最远的电子会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫自由电...

子.;失去电子的原子便成为正离子,金属正离子.....只在各自的平衡位置做振动..

而不移动,只有自由电子穿梭其中;当金属导体处于电场中时,自由电子受静电力...作用而定向移动....

,使原本不带电的金属导体两端呈现电性,因此金属导体放入电场中时,一定会发生静电感应....

现象。 3.电荷量:电荷量是指 ,单位是 ,简称 ,符号是 。

(1) 元电荷:元电荷是指 的电荷量。用e 表示,e=1.60×10-19

C (2) 单位电荷:单位电荷是指 的电荷量。

(3) 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体 的

影响可忽略不计,可看成点电荷。点电荷是 ,实际不存在。

(4) 电荷量是 (填:连续变化、不能连续变化)的物理量。

注意:物体不带电的实质是物体带有等量的正负电荷;

物体带电的实质是物体带有不等量的正负电荷。

(5) 试探电荷:带电荷量很小的点电荷,将试探电荷放入电场中时,原来的电场不会发生明显的变化

4.电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消失,只能从 转移到 ,或者从 转移

到 ;在转移过程中,电荷的总量保持不变。另一种表述:一个与外界没有 交换的系统,电荷的 总是 的。 5.库仑定律

(1) 内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与 成正比,与 成反

比,作用力的方向在 。

(2) 表达式:

(3) 适用条件: , 的相互作用

(4) 静电力常量(k ):它是由公式2

2

1r

Q Q k

F 中各物理量的单位决定的,在国际单位制中,k= ,单位为导出单位。

物理意义:静电力常量k 等于

(5) 在研究微观粒子间的相互作用时,由于微观粒子间的万有引力远小于库仑力,因此万有引力可以忽略 6.电场

(1) 电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间 的媒体,它是一种看不见的 物质,它具

有 和 。

(2) 电场最基本的性质是 。 (3) 电场力:放入电场中的电荷受到电场的力的作用,此力叫电场力。

7.电场强度(E )

(1) 定义:放入电场中某点的电荷所受的 跟它的 的比值,叫电场强度。用E 表示。 (2) 定义式:

(3) 单位:电场强度的单位为导出单位,为 ,符号为 。

(4) 矢量性:电场强度是矢量,方向与 ,

与 ,也可是该点的电场线的 。

(5) 物理意义:描述 的物理量,它所描述的是放入电场中的电荷所受 的性质。

(6) 区别:q F E =

、2r

Q

k E = 、d U E = ①q

F

E =

是电场强度 ,适用于 ,取决于 的性质,与 和 无关。 ②2r

Q

k

E =是 点电荷所形成电场的场强决定式,E 由 和 决定,与是否有 无关。 ③d

U

E =

是场强与电势差的关系式,只适用于 ,注意式中d 为两点间 的距离。 8.电场线

(1) 定义:在电场中画出的一系列从 到 的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟

一致,此曲线叫电场线。

(2) 性质:

① 电场线是为了形象地描述 而假想的、实际不存在的 ; ② 电场线从 或无限远出发,终止于无限远或 ,是不闭合曲线; ③ 电场线在电场中 (填:相交、不相交),是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向; ④ 电场线的疏密表示 ,某点的切线方向表示该点的 ,它不表示电荷在电场中的运动轨迹。

9.电势能

(1) 定义:由于移动电荷时静电力做的功与移动的 无关,电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做 。 (2) 静电力做功与电势能变化的关系: 公式:W AB =E PA -E PB

做的功等于电势能的 ,也就是静电力做多少正功,电势能就减少多少,静电力做多少负功,电势能就增加多少。

(3) 说明:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能点时所做的功。

① 电势能是相对的,解题时要选参考点。

② 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 10.电势

(1)定义:电荷在电场中某一点的 与它的 的比值,叫做这一点的电势。 (2)公式:

(3)电势的正负号的物理意义:电势是标量,只有大小,没有方向,其正号表示 ;负号

表示 。 (4)电势的相对性:同一点的电势随 的不同而不同,因此说某点电势的高低,应相对于一个零电势点,

通常认为 的电势为零。

(5)电场线指向电势降低的方向(或沿电场线的方向电势降落地最快)。

11.等势面

(1)定义:电场中电势 的各点构成的面叫做等势面。 (2)性质:

①沿同一等势面移动电荷时,电场力 (填:做功、不做功)。

②电场线跟等势面 ,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③两个电势不等的等势面 (填:能相交、不能相交)。

④在相邻等势面间电势差相同的情况下,等势面的疏密表示电场的 。等势面密的地方,电场 ;等势面疏的地方,电场 。

12.电势差

(1)定义:电场中两点间电势的差值叫做 ,也叫 。 (2)公式: 或

(3)电势差U AB 是反映电场本身特性的物理量,只与电场中A 、B 两点的 有关,与是否存在电荷和电场力做

功的多少无关。 (4)利用q

W U AB

AB =

计算时,要注意到W AB 、q 及U AB 的正负。 13.电势差与电场强度的关系

匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点 乘积。

即:Ed U AB = 也可以写做d

U E AB

=

14.电容器

(1)定义:两块彼此 的导体就组成一个电容器。

(2)电容器充电:使电容器两个极板带上等量正、负电荷的过程叫做充电。充电后电容器内部就存在 ,两

极板间就有了 。

(3)电容器放电:如果充电后的电容器的两极板用 接通,两极板上的电荷将 ,电容器就不再带

电,此过程叫做放电。放电后的电容器内部无电场,两极电压为 ,电容器的电量为 。

(4)电容器的作用:容纳电荷

(5)常见电容器:从构造上看可分为 和 。 15.电容 (1)定义:电容器所带的 与电容器两极板间的 的比值,叫做电容器的电容。用C 表示。 (2)

定义式:

注意:电容在数值上等于电容器两极板间的电势差增加1V 所需充加的电荷量。 (3)物理意义:电容是描述电容器 本领的物理量。 (4)单位:国际单位制为 ,简称法,符号为F 。 (5)电容的决定因素:

①电容器的电容与电容器所带电荷量 ,与电容器两极板的电压 ,它由电容器本身的 决

定。

②平行板电容器的决定式: 16.带电粒子的加速 (1)运动状态分析:带电粒子(仅受电场力)沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与 在

同一直线上,做 运动。 (2)用功能观点分析:粒子只受电场力作用,动能变化量等于电场力做的功。由动能定理可知:

qU mv =2

2

1(初速度为零)求出:m qU v 2=

2

022

121mv mv qU -= (初速度不为零时) 说明:适用于任何电场

17.带电粒子的偏转

(1)运动状态分析:带电粒子以速度V 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中时,若只受电场力

作用,则做加速度为md

qU

a =

的类平抛运动。 (2)偏转运动分析处理方法:(类平抛运动)

①沿初速度方向是速度为V 0的匀速直线运动; ②沿电场力方向是初速度为零的匀加速直线运动。 (3)基本公式:

① 加速度:md

qU

m qE m F a =

==

(板间距离为d ,电压为U ) ② 运动时间:0

v l

t =

(射出电场,板长为l ) ③ 粒子离开电场时的速率V :

粒子沿电场力方向做匀加速直线运动,加速度为md

qU

a =

,粒子离开电场时平行电场方向的分速度0

mdv qUl at v y =

=,而0v v x = 所以202

022)(

mdv qUl v v v v y x +=+= ④ 粒子离开电场时的偏转距离y

2

2

2221mdv qUl at y == ⑤ 粒子离开电场时的速度偏角 ∵20tan mdv qUl v v x

y =

=? ∴2

arctan mdv qUl

=? ⑥ 带电粒子在电场中偏转的轨迹方程

由t v x 0=和2022221mdv qUl at y ==,可得22

2x mdv qU

y =,其轨迹为抛物线。 ⑦ 粒子离开偏转电场时的速度方向的延长线必过偏转电场的中点

由2

tan mdv qUl =? 和2022mdv qUl y = 可推得?tan 2l y = ,所以粒子可看作是从两板间的中点沿直线射出的。

练习题

1.关于电场力做功、电势差和电容的说法中,正确的是( ) A 、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定

B 、电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定

C 、电势差是矢量,电场力做的功是标量

D 、在匀强电场中,与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零

E 、电容器的电容越大,它所带的电荷量就越多

F 、电容器的电荷量与极板间的电压成正比

G 、无论电容器两极间的电压如何,它的电荷量与电压的比值是恒定不变的

H 、电容器的电容与电容器两极板间的电压无关,是由电容器本身的性质决定的

图1 2.如图1所示,A 、B 两点固定两个等量正点电荷,在A 、B 连线的中点C 处放一点电荷

(不计重力).若给该点电荷一个初速度0v ,0v 方向与AB 连垂直,则该点电荷可能的运动 情况为 A.往复直线运动 B.匀变速直线运动

C.加速度不断减小,速度不断增大的直线运动

D.加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动 3.如图2所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m ,电量均为+Q 的物体A 和B (A 、B 均可视为质点),它们间的距离r ,与水平面的动摩擦因数均为μ,则此时A 受到的摩擦力为 。 如果将A 的电量增至+4Q ,

则两物体将开始运动,当它们的加速度第一次为零时,A 运动的距离 ,B 运动的距离为 。

4.带电量为c q 2

100.1-?+=的粒子(仅受电场力的作用),在电场中先后经过A 、B 两点,飞经

A 点时动能为10J ,飞经

B 点时动能为4J ,则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了_______J ,A 、B 两点电势差U AB =_______V .

5.如图3所示,是一正点电荷电场的电场线,电场中A 、B 两点间的电势差V U AB 200=,电量为C q 8

106-?+=的电荷从A 移到B ,电场力对其做的功为_______ ____J ,其电势能_______.(填增大、减小或不变)

6.长为l 的导体棒原来不带电,现将一带电量为q 的点电荷放在距棒左端R 处,如图4所示,当达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于 7.一个质量为m 的小球,在匀强电场中以水平速度抛出,如图5所示,小球运动的加速度方向竖直向下,大小为

3

g ,小球在竖直方向下落高度H 时,小球的动能增加了 ,小球的机械能减少了 ,小球的重力势能减少了 。电势能增加了 。

8.A 、B 两带电小球,A 固定不动,B 的质量为m ,在库仑力作用下,B 由静止开始运动,已知初始时,A 、B 间的距离为d ,B 的加速度为a ,一段时间后,B 的加速度变为

a 4

1

,此时A 、B 间的距离应为______________.已知此时B 的速度为v ,则在此过程中电势能的减少量为___________

9.如图6中A 、B 、C 、D 是匀强电场中一个正方形的四个顶点.已知A 、B 、C 三点电势分别为V A 15=?, V

B 3=?,

势 =________.

V C 3-=?,由此可得D 点电

2 · q V

图3 图4 图5

图6 图7 图8

图14

10.如图7所示,是测定液面高低的传感器示意图,A 为固定的导体芯, B 为导体芯外面的一层绝缘物体,C 为导电液体,把传感器接到图示电路中。已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向左偏转,则导电液体的深度h 的变化是 ,说明电容器的电容 。

11.如图8所示,竖直放置的平行板电容器的两极板分别接电源两极,一带正电的小球用绝缘细线挂在电容器内部。闭合开关S ,电容器充电后悬线与竖直方向的夹角为θ,则:①保持开关S 闭合,将M 板向N 板靠近时θ将 (填增大、减小、不变).②断开开关S ,将M 板向N 板靠近时θ将 (填增大、减小、不变).

12.如图9所示虚线为电场中的一簇等势面,A 、B 两等势面间的电势差为10V ,且A 的电势高于B 的电势,相邻两等势面电势差相等,一个电子在只受电场力作用的情况下从电场中通过的轨迹如图中实线所示,电子过M 点的动能为8eV ,它经过N 点时的动能为 eV ,电子在M 点的电势能比N 点的电势能 (填“大”或“小”) 13.在描绘电场等势线的实验中,在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸,在导电纸上平放两个电极A 与B ,分别与直流电源的正、负极接好,如图10所示,若以A 、B 连线为x 轴,A 、B 连线的中垂线为y 轴,闭合电键后,将一个探针固定在y 轴上的某点,沿x 轴移动另一个探针,发现无论怎样移动,灵敏电流计的指针都不偏转(已知电流从左侧流入时指针向左偏),若电源及连线都是完好的,可能故障是 (只填一种),将实验

故障排除后,探针从BO 间某处沿x 轴向O 点移动的过程 ,电流表的指针偏转情况是

14.“电场中等势线描绘”的实验装置如图11所示,

(1)在图中a 、b 、c 、d 、e 五个基准点中,电势最高的点是_____点。

(2)若电流表的两表分别按触图中d 和f 两点(f 与d 的连线和 A 与B 的连线垂直)时表针反偏(电流从红表笔流进时,表针正偏;从黑表笔流进时,表针反偏),则电流表的红表笔接在___ ___点,要使表针仍指在零刻度线,应将接f 点的表笔向_____(填“左”或“右”)移动。

15.如图12所示,质量为m ,带电量为+q 的小球用一长度为L 的绝缘细线悬 于O 点,开始时它在A 、B 之间来回摆动,OA 、OB 与竖直方向的夹角均为θ,若当小球摆动到B 点时突然施加一方向竖直向上、大小E=mg/q 的匀强电场,则此时线中的拉力大小为_________________,若这一匀强电场是在小球从A 点摆到最低点C 时突然加上去的,则当小球运动到B 点时线中的拉力大小为______________________。

16.让α粒子和质子垂直电场方向进入同一匀强电场,它们的偏转角分别为α和β,①若它们是先经同一电场从静止开始加速后再进入同一偏转电场,则tan α∶tan β=____ ,②若它们是以相同的速度进入同一偏转电场,则tan α∶tan β=__________。

17.如图13所示,一个不计重力的电子,质量为m ,带电量为e -,以初速度v 垂直电场方向从A 点飞入一匀强电场中,从B 点飞出时速度方向与电场方向成150o,已知电场宽为L ,则A 、B 间的电势差为__________,匀强电场的场强为__________。 18.如图14所示,在真空中用等长的绝缘丝线分别悬挂两 个点电荷A 和 B ,其电荷量分别为+q 和-q .在水平方向的 匀强电场作用下,两悬线保持竖直,此时A 、B 间的距离 为L.求该匀强电场场强的大小和方向,

图9 图10 图

11 图

13 图12

图16

19.如图15所示,在场强为E 的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l 可绕O 点在竖直平面内自

由转动,A 端有一个带正电的小球,电荷量为q ,质量为m 。将细杆从水平位置自由释放,则: (1)请说明小球由A 到B 的过程中电势能如何变化?

(2)求出小球在最低点时的速率

(3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力.

20.如图16所示,电荷量为q ,质量为m 的带电粒子以速度v 垂直进入平行板电容器中

(不计粒子的重力),已知极板的长度为l ,两极板间的距离为d ,两极板间的电压

为U ,试推导带电粒子射出电容器时在偏转电场中的偏转位移y 和偏转角 的表达

式。

21.如图17所示,半径为R 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套一个带正电的小珠子,,该装置所在空间存在

着水平向右的匀强电场,已知珠子所受电场力是重力的

4

3

,将珠子从最低点由静止释放。 求:珠子获得的最大速度

22.一个不带电的平行板电容器,用电压为60V 的直流电源(不计电源的内阻)充电,充电过程中电源耗去了4.8×10-6

J 的能量,试求:(1)这个电容器的电容 (2)在充电过程中,从一个极板转移至另一个极板的电子数目.

23.一个带正电的微粒,从A 点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB 运动,如图18所示,AB 与电场线夹角

θ

B

图15

图17

=30°,已知带电微粒的质量m =1.0×10-7kg ,电量q =1.0×10-10C ,A 、B 相距L =20cm 。(取g =10m/s 2

,结果保留二位有效数字)

求: (1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由。

(2)电场强度的大小和方向?

(3)要使微粒从A 点运动到B 点,微粒射入电场时的最小速 度是多少?

24.如图19所示,在竖直放置的足够大的铅屏A 的右表面上贴着β射线(即电子)放射源P ,已知射线实质为高速电子流,放射源放出β粒子的速度v 0=1.0×107

m/s 。足够大的荧光屏M 与铅屏A 平行放置,相距d =2.0×10-2

m ,

其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小E =2.5×104

N/C 。已知电子电量e =1.6?10-19

C ,电子质量取m =

9.0?10-31

kg 。

求: (1)电子到达荧光屏M 上的动能。

(2)荧光屏上的发光面积。

25.如图20所示,足够大的平行金属板竖直放置,两板相距为d ,分别与直流电源的正负极相连,电源电动势为E .质量为m 、电量为-q 的质点沿着右板的边缘从a 点开始被竖直上抛,最后在左板与a 点等高的b 点与左板相碰,重力加速度用g 表示。试计算:

(1)带电质点由a 到b 运动过程中到达的最高点,相对于ab 的高度多大?最高点与右板相距多远? (2)质点与左板相碰前的瞬时速度的大小和方向。

20 图19

【知识要点答案】

1.正电荷,负电荷(1)毛皮,硬橡胶棒(2)丝绸,玻璃棒(3)排斥,吸引 2.转移,静电感应

3.物体所带电荷的多少,库仑,库,C (1)最小 (2)1库仑(3)形状和大小对相互作用,理想化模型(4)连续变化 4.一个物体,另一个物体,物体的一部分,另一部分,电荷,代数和,保持不变 5.(1)它们的电荷量的乘积,它们的距离的二次方,它们的连线上(2)22

1r

Q Q k

F =(3)在真空中,两个点电荷(4)9.0×109

N ·m 2

/C 2

,两个电荷量为1C 的点电荷在真空中相距1m 时之间的作用力的大小 6.(1)相互作用,客观存在,力的特性,能的特性(2)对放入电场中的电荷有电场力的作用 7.(1)静电力F ,电荷量q (2)q

F

E =

(3)牛/库,N/C (4)正电荷在该点所受的静电力的方向相同,负电荷在该点所受的静电力的方向相反,切线方向 (5)电场强弱,电场力。(6)①定义式,任何电场,电场本身,检验电荷q ,电场力 ②真空中,场源电荷Q ,场源电荷到某点的距离r ,检验电荷 ③匀强电场,沿场强方向 8.电场线,(1)正电荷出发,负电荷终止,该点的场强方向一致(2)① 电场,理想化模型 ②正电荷,负电荷;③不相交④电场的强弱,场强方向 9.(1)路径,电势能(2)静电力,减少量 10.(1)电势能,电荷量(2)q

E P

=

?(3)该点的电势比零电势高;该点的电势比零电势低(4)零电势点,无穷远或大地 11.(1)相同 (2)①不做功 ②垂直 ③不能相交 ④强弱,强,弱 12.(1)电势差,电压(2)B A AB U ??-=,q

W U AB

AB =

(3)位置, 13.电场强度,沿电场方向的距离 14.(1)绝缘且又相互靠近(2)等量异种,电场,电势差。(3)导线,相互中和,零,零 (5)固定电容器,可变电容器 15.(1)电荷量Q ,电势差U (2)U

Q

U Q C ??=

= (3)容纳电荷 (4)法拉 (5)①无关,无关,性质 ② kd

S

C πε4=

16.(1)运动方向,匀变速速直线 【练习题答案】

1.BDFGH 2.A D 3.(1) 22

r

Q k (2) 均为

22r mg kQ -?μ 提示:当加速度a=0时,设A 、B 间的距离为/r ,根据平衡条件

mg r

Q k ?=μ2

/24mg kQ r ?=

∴μ2/

4 A 、B 运动的距离均为2

22/r

mg kQ r

r s -?=-=

μ

4. 6;-600 5. 1.2×10-5;减小 6.

2

)2

(l R q k

+ 7.

3mgH 、32mgH 、mgH 、3

2mgH

8.2d ;

2

21mv 提示:取B 球为研究对象,当A 、B 相距为d 时,B 受A 的库仑力作用,则有 ma d

q Kq B A =2----① 当A 、B 相距为r 时,有:

a m r

q Kq B A 41

2

=----② 由①、②得:r =2d

根据能量守恒定律,电势能减小量等于带电小球B 动能的增加量,即2

2

1mv E =? 9. 9V 提示:平行四边形一组对边平行且相等,由U=Ed 得

CD

AB U U = 即

D C B A ????-=- 代入已知得 V D 9=?

10.增大,增大。 11.增大 、不变 12.0.5; 小

13.导电纸导电的一面朝下了、电流表的两个接线柱没接好、探针根部断开、电流表已损坏等;向右。

14. (1) a 点;(2)d 点,右 15. 0,2mg(1-cos θ)16.① 1∶1 ② 1∶2 17.qL

mv q mv 2

203;23-; 18.解::分析A :由平衡条件得:22l q k qE = 2l

q

k E = 方向为水平向左

19.解:(1) 因为由A 到B 过程中电场力做正功,所以电势能减小 (2)由动能定理得:0212

-=

+mv qEl mgl m

l

Eq mg v )(2+=∴

(3) 在最低点由牛顿第二定律得:l

v m mg T 2

=- Eq mg T 23+=

20.解:(1)求粒子在偏转电场中的偏转位移y 电子运动的时间为:v

l

t =

--- ① 电子在偏转电场中的加速度a 为:md eU m F a =

=--② 偏转位移2

2

1at y =--③ 联立以上各式得2

221mdv qUl y = (2)求偏转角φ mdv qUl

at v y ==2tan mdv

qUl v v y ==φ 21.解:珠子所受电场力和重力的合力与圆环的交 点位置即为速度最大的位置,43

tan ==mg Eq θ 0

37

=∴θ 由最低点到速度最大的位置过程中,根据动能定理得

221sin )cos 1(mv EqR mgR =

+--θθ--① mg Eq 43

=---② 由①②得最大速度为2

gR

v =

22.解:(1)电容器所带电量为Q, QU=E c U E Q 8

610860108.4--?=?==∴电容为F U Q C 98103.160108--?=?== (2)转移的电子数为1019

8

10510

6.1108?=??==--e q n 个 23.解:(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动,由直线运动条件可知微粒受电场力一定向左,重力和电

场力的合力必与微粒的运动方向相反,微粒做匀减速运动。 (2)因为粒子带正电,所以电场强度方向为水平向左,由力的合成知识得θcot mg Eq =

C N q

mg E /107.1cot 4?==

∴θ

(3)微粒由A 运动到B 时的速度0=B v

时,微粒进入电场时的速度最小,设Eq

粒子的最小速度为v ,

ma mg

cos g a 2=∴ 由 al v 22=得 最小速度s m al v /82.2222=== 24.解:(1)由动能定理得 2021mv E eEd K -= J mv eEd E K 162

01025.12

1-?=+=∴

(2) 射线在A 、B 间电场中被加速,除平行于电场线的电子流外,其余均在电场中偏转,其中和铅屏A 平行的电子

流在纵向偏移距离最大设为r (相当于平抛运动水平射程)。

222121t m

eE at d ==

---①, t v r 0=---② 圆面积2r s ?=π--③ 由上述三式得 2

3

1083.2m s -?=,即在荧光屏的发光面积为2

3

1083.2m -?

25.解:质点将在竖直方向做竖直上抛运动,加速度a 1=g ;在水平方向做匀加速直线运动加速度为a 2,由牛顿第二定

律得

2ma d Eq = md

Eq

a =

∴2 (1)设相对于ab 的高度为H 在水平方向: md Eqt t a d 22122

2==-----①

在竖直方向上:20t g v ?=----② 解①②得 Eq g md v 22220= Eq md t 22

2=

最大高度 Eq mgd g v H 42220

==,最高点距右板的距离2222)2

(2121t a t a s -=--③ 将Eq md t 222=代入③得d s 4

3

=(2)粒子到达b 板时竖直速度为Eq

g md v 22

20=

粒子到达b 板时水平速度为 Eq

md md

Eq

t a v 2

212=

= 速度大小为:mqE

Eq mgd v v v 2)2()(2

221

20+=

+=

; 速度方向与水平方向的夹为

)arctan()arctan(1

0dg v v ==θ

(完整版)高中物理经典选择题(包括解析答案)

物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国,19,6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )

A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是( ) A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。

人教版高中物理选修31知识点归纳总结.doc

物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律 一、电荷守恒定律 表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个 物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。 表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。 二、电荷量 1、电荷量:电荷的多少。 2、元电荷:电子所带电荷的绝对值1.6×10-19 C 3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。 第一章 第2节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷:带电体的大小比带电体之间的距离小得多。 2、影响电荷间相互作用的因素 二、库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方 成反比,作用力的方向在它们的连线上。 2 2 1r Q Q k F 注意(1)适用条件为真空中静止点电荷 (2)计算时各量带入绝对值,力的方向利用电性来判断 第一章 第3节 电场 电场强度 一、电场 电荷(带电体)周围存在着的一种物质,其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。 二、电场强度 1、检验电荷与场源电荷 2、电场强度 检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。 q F E = 国际单位:N /C 电场强度是矢量。规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。 三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E == 四、电场的叠加 五、电场线 1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,

曲线上某点的切线方向表示场强的方向。 2、几种典型电场的电场线 3、电场线的特点 (1)假想的 (2)起----正电荷;无穷远处 止----负电荷;无穷远处 (3)不闭合 (4)不相交 (5)疏密----强弱 切线方向---场强方向 第一章 第4节 电势能 电势 一、电势能 1、电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意:系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系 3、电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 二、电势 1.电势:置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势 q E 电= ? 单位:伏特(V ) 标量 2.电势的相对性 3.顺着电场线的方向,电势越来越低。 三、等势面 1、等势面:电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点 a:在同一等势面的两点间移动电荷,电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。 第一章 第5节 电势差 电场力的功 一、电势差:电势差等于电场中两点电势的差值 B A AB U ??-= 电电电电电电)=--=-(-=E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电=A A W E

高中物理选修3-3知识点整理

选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 (1)单分子油膜法测量分子直径 (2)1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? (3)对微观量的估算 ①分子的两种模型:球形和立方体(固体液体通常看成球形,空气分子占据的空间看成立方体) ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量:mol A M m N = b.分子体积:mol A V v N = c.分子数量:A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动(布朗运动 扩散现象) (1)扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象,说明了物质分子在不停地运动,同时还说明分子 间有间隙,温度越高扩散越快 (2)布朗运动:它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点: 永不停息地无规则运动;颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因:它是由于液体分子无规则运动对 固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运 动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地

做无规则运动。 (3)热运动:分子的无规则运动与温度有关,简称热运动,温度越高,运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,0r 的数量级为1010 -m ,相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度,微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系:273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关,分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。(0r r =时分子势能最小) 当0r r >时,分子力为引力,当r 增大时,分子力做负功,分子势能增加 当0r r <时,分子力为斥力,当r 减少时,分子力做负功,分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的。(理想气体的内能只取决于温度) ③改变内能的方式

(完整版)高中物理选修3-1静电场测试题单元测试及答案

静电场单元测试 一、选择题 1.如图所示,a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 点的电势分别为φa =5 V ,φb =3 V ,下列叙述正确的是( ) A .该电场在c 点处的电势一定为4 V B .a 点处的场强一定大于b 处的场强 C .一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少 D .一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 2.如图所示,一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B 点离开电场时,其速度方向与电场线成150°角,则A 与B 两点间的电势差为( ) A .300 V B .-300 V C .-100 V D .-100 3 V 3.如图所示,在电场中,将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点,克服静电力做功相同.该电场可能是( ) A .沿y 轴正向的匀强电场 B .沿x 轴正向的匀强电场 C .第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场 D .第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场 4.如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动, 匀强电场方向竖直向下,则( ) A .当小球运动到最高点a 时,线的张力一定最小 B .当小球运动到最低点b 时,小球的速度一定最大 C .当小球运动到最高点a 时,小球的电势能最小 D .小球在运动过程中机械能不守恒 5.在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷,其电量可变,但很小,结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示,由图线可知 ( ) A .a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上 B .四点场强关系是E c =E a >E b >E d C .四点场强方向可能不相同 D .以上答案都不对 6.如图所示,在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q , 一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)自左以速度v 0开始在 金属板上向右运动,在运动过程中 ( ) A .小球做先减速后加速运动 B .小球做匀速直线运动 C .小球受的电场力不做功 D .电场力对小球先做正功后做负功 7.如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场.若不计重

高中物理电磁学经典例题

高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N点时速度恰好 为零,然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变,则: A.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解:当开关S一直闭合时,A、B两板间的电压保持不变,当带电质点从M向N 运动时,要克服电场力做功,W=qU AB,由题设条件知:带电质点由P到N的运动过程中,重力做的功与质点克服电场力做的功相等,即:mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离,因U AB保持不变,上述等式仍成立,故沿原路返回, 应选A。 若把B板下移一小段距离,因U AB保持不变,质点克服电场力做功不变,而重力做功 增加,所以它将一直下落,应选D。 由上述分析可知:选项A和D是正确的。 想一想:在上题中若断开开关S后,再移动金属板,则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d,加上如图23-1(b)所示的方波形电压,电压的最大值为U0,周期为T。现有一离子束,其中每个 离子的质量为m,电量为q,从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b)

高中物理选修3-3必做大题

选修3-3 大题部分 11.如图所示,粗细均匀的弯曲玻璃管A 、B 两端开口,管内有一段水银柱,右管内气体柱长为39cm ,中管内水银面与管口A 之间气体柱长为40cm ,先将口B 封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm ,求: ①稳定后右管内的气体压强p ; ②左管A 端插入水银槽的深度h(大气压强p 0=76cmHg) 12.(9分)如图所示,竖直放置的气缸,活塞横截面积为S=0.01m 2,可在气缸内无摩擦滑 动。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U 形玻璃管相通,气缸内封闭了一段高为80cm 的气柱(U 形管内的气体体积不计)。此时缸内气体温度为7℃,U 形管内水银面高度差h 1=5cm 。已知大气压强p 0=1.0×105Pa ,水银的密度3 106.13?=ρkg/m 3,重力加速度g 取10m/s 2。 ①求活塞的质量m ; ②若对气缸缓慢加热的同时,在活塞上缓慢添加沙粒,可保持活塞的高度不变。当缸内气体温度升高到37℃时,求U 形管内水银面的高度差为多少? 13.(9分)一个密闭的气缸内的理想气体被活塞分成体积相等的左右两室,气缸壁与活塞都是不导热的,活塞与气缸壁之间没有摩擦。开始时,左右两室中气体的温度相等,如图所示。现利用左室中的电热丝对左室中的气体加热一段时间。达到平衡后,左室气体的体积变为原来体积的1.5倍,且右室气体的温度变为300 K 。求加热后左室气体的温度。(忽略气缸、活塞的热胀冷缩)

14.(6分)如图所示,气缸内装有一定质量的气体,气缸的截面积为S,其活塞为梯形,它的一个面与气缸成 角,活塞与器壁间的摩擦忽略不计,现用一水平力F推活塞,汽缸 P,求气缸内气体的压强P. 不动,此时大气压强为 15.某同学用一端封闭的U形管,研究一定质量封闭气体的压强,如图乙所示,U形管竖直放置,当封闭气柱长为L0时,两侧水银面的高度差为h ,大气压强为P0 。求 ①封闭气体的压强(用cmHg作单位); ②若L0=20cm,h=8.7cm,该同学用与U形管口径相同的量筒往U形管内继续缓慢注入水银,当再注入13.3cm长水银柱时,右侧水银面恰好与管口相平齐。设环境温度不变,求大气压强是多少cmHg?

高中物理必修一经典例题附解析

华辉教育物理学科备课讲义 A.大小为2N,方向平行于斜面向上 B.大小为1N,方向平行于斜面向上 C.大小为2N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2N,方向竖直向上 答案:D 解析:绳只能产生拉伸形变, 绳不同,它既可以产生拉伸形变,也可以产生压缩形变、弯曲形变和扭转形变,因此杆的弹力方向不一定沿杆. 2.某物体受到大小分别为 闭三角形.下列四个图中不能使该物体所受合力为零的是 ( 答案:ABD 解析:A图中F1、F3的合力为 为零;D图中合力为2F3. 3.列车长为L,铁路桥长也是 桥尾的速度是v2,则车尾通过桥尾时的速度为 A.v2

答案:A 解析:推而未动,故摩擦力f=F,所以A正确. .某人利用手表估测火车的加速度,先观测30s,发现火车前进540m;隔30s 现火车前进360m.若火车在这70s内做匀加速直线运动,则火车加速度为 ( A.0.3m/s2B.0.36m/s2 C.0.5m/s2D.0.56m/s2 答案:B 解析:前30s内火车的平均速度v=540 30 m/s=18m/s,它等于火车在这30s 10s内火车的平均速度v1=360 10 m/s=36m/s.它等于火车在这10s内的中间时刻的速度,此时刻Δv v1-v36-18

两根绳上的张力沿水平方向的分力大小相等. 与竖直方向夹角为α,BC与竖直方向夹角为 .利用打点计时器等仪器测定匀变速运动的加速度是打出的一条纸带如图所示.为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s. ,x AD=84.6mm,x AE=121.3mm __________m/s,v D=__________m/s 结果保留三位有效数字)

高二物理《静电场》单元测试题附答案

高二物理《静电场》单元测试题A卷 1.下列物理量中哪些与检验电荷无关() A.电场强度E B.电势U C.电势能ε D.电场力F 2.如图所示,在直线MN上有一个点电荷,A、B是直线MN上的两点,两点的间距为L, 场强大小分别为E和2E.则() A.该点电荷一定在A点的右侧 B.该点电荷一定在A点的左侧 C.A点场强方向一定沿直线向左 D.A点的电势一定低于B点的电势 3.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm,两板接上6×103V电压,板间有一个带电液滴质量为×10-10 g,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g取10m/s2)() A.3×106 B.30 C.10 D.3×104 4.如图所示,在沿x轴正方向的匀强电场E中,有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动,θ为OA与x轴正方向间的夹角,则O、A 两点问电势差为( ). (A)U OA =Er (B)U OA =Ersinθ (C)U OA =Ercosθ(D) θ rcos E U OA = 5.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-6 C的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减 少了10-5 J,已知A点的电势为-10 V,则以下判断正确 的是() A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示;

B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示; C.B点电势为零; D.B点电势为-20 V 6.如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A以固定直线00/为中心沿竖直方向作微小振 幅的缓慢振动时,恰有一质量为m带负电荷的粒子 (不计重力)以速度v沿垂直于电场方向射入平行板 之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负 极板B固定不动,带电粒子始终不与极板相碰) () A.直线 B.正弦曲线 C.抛物线 D.向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线 7.如图所示,一长为L的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷,电量的绝对值为Q,处在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下列叙述中正确的是( ). (A)电场力不做功,两电荷电势能不变 (B)电场力做的总功为QEL/2,两电荷的电势能减少 (C)电场力做的总功为-QEL/2,两电荷的电势能增加 (D)电场力做总功的大小跟转轴位置有关 8.如图,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q和 +2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半

(完整word版)高中物理功和功率典型例题解析

功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则[ ] A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C.两过程中拉力的功一样大 D.上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,重物加速度为a,由牛顿第二定律F1-mg=ma, 匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件有F2=mg,匀速直线运动的位移S2=v·t=at2.拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2. [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系. 因此选项A、B、C的结论均可能出现.故答案应选D. [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知:恒力对物体做功的多少,只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关.在一定的条件下,物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功. [例题2]质量为M、长为L的长木板,放置在光滑的水平面上,长木板最右端放置一质量为m 的小物块,如图8-1所示.现在长木板右端加一水平恒力F,使长木板从小物块底下抽出,小物块与长木板摩擦因数为μ,求把长木板抽出来所做的功.

[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动,进而求功的问题.小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的.分别隔离选取研究对象,均选地面为参照系,应用牛顿第二定律及运动学知识,求出木板对地的位移,再根据恒力功的定义式求恒力F的功. [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t,则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上,头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景,为此要认真画好草图(如图8-2).在木板与木块发生相对运动的过程中,作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力,作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力,由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和,而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成,再根据恒力功的定义式求出最后结果.

高中物理选修3-1知识点归纳(完美版)

物理选修3-1 一、电场 1. 两种电荷、电荷守恒定律、 元电荷(e = 1.60 x 10-19C );带电体电荷量等于元电荷的 整数倍 2. 库仑定律:F =?2伞(真空中的点电荷){ F:点电荷间的作用力(N ); r k:静电力常量k = 9.0 x 109N?m/C 2; Q 、Q:两点电荷的电量(C ) ; r:两点电荷间的距离(m ); 作用力与反作用力;方向在它们的连线上;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引 } 3. 电场强度:E 二匸(定义式、计算式){ E:电场强度(N/C ),是矢量(电场的叠加原理);q :检验 q 电荷的电量(C ) } 4. 真空点(源)电荷形成的电场 E =竽 {r :源电荷到该位置的距离(m ), Q :源电荷的电量} r 5. 匀强电场的场强 E =U AB { 3B :AB 两点间的电压(V ) , d:AB 两点在场强方向的距离 (m )} d 6. 电场力:F = qE {F:电场力(N ) , q:受到电场力的电荷的电量 (C ) , E:电场强度(N/C ) } A E P 减 7. 电势与电势差: L A B = $ A - $ B , U A B = W AB /q = △ q 8. 电场力做功:W A B = qL AB = qEd = △ E P 减{ W A B :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J ) , q:带电量(C ) , L A B : 电 场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m ); △曰减:带电体由A 到B 时势能的减少量} 9. 电势能:0A = q $ A {庄A :带电体在 A 点的电势能(J ) , q:电量(C ) , $ A :A 点的电势(V ) } 10. 电势能的变化 △曰减=E^A -E PB {带电体在电场中从 A 位置到B 位置时电势能的减少量} 11. 电场力做功与电势能变化 W A B = △ E P 减=qUk (电场力所做的功等于电势能的减少量 ) 12. 电容C = Q/U (定义式,计算式){ C:电容(F ) , Q:电量(C ) , U:电压(两极板电势差)(V ) } 13. 平行板电容器的电容 C =上匚(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离, 3 :介电常数) 4水d 常见电容器 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中: E = U d 垂直电场方向:匀速直线运动 L = V o t 注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时 ,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分 的总量平分; 14.带电粒子在电场中的加速 (Vo = 0): W = △ E <增或 qU = mVt 2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度 V o 进入匀强电场时的偏转 (不考虑重力作用) 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动 d at2 , F a=— =qE = qU 2 m m m ,原带同种电荷

高中物理选修3-3知识总结

高中物理3-3知识点总结 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成的 微观量:分子体积V0、分子直径d 、分子质量m 0 宏观量:物质体积V 、摩尔体积V A、物体质量m、摩尔质量M、物质密度ρ。 联系桥梁:阿伏加德罗常数(N A =6.02×1023 mol -1 ) A V M V m ==ρ (1)分子质量:A A 0N V N M N m m A ρ=== (2)分子体积:A A 0N M N V N V V A ρ=== (对气体,V 0应为气体分子占据的空间大小) (3)分子大小:(数量级10-1 0m) 球体模型.30)2 (34d N M N V V A A A πρ=== 直径3 06πV d =(固、液体一般用此模型) 油膜法估测分子大小:S V d = S —单分子油膜的面积,V —滴到水中的纯油酸的体积 错误!立方体模型.3 0=V d (气体一般用此模型;对气体,d应理解为相邻分子间的平均距离) 注意:固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列); 气体分子间距很大,大小可忽略,不可估算大小,只能估算气体分子所占空间、分子质量。 (4)分子的数量:A A N M V N M m nN N A ρ== = 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 2、分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象:不同物质彼此进入对方的现象。温度越高,扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动,温度越高分子运动越剧烈。 (2)布朗运动:悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。

发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的.因而间接 ..说明了液体分子在永不停息地做无规则运动. 错误!布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动. ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动. ③课本中所示的布朗运动路线,不是固体微粒运动的轨迹. ④微粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显. 3、分子间存在相互作用的引力和斥力 ①分子间引力和斥力一定同时存在,且都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力变化快,实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力 ②分子力的表现及变化,对于曲线注意两个距离,即平衡距离r0(约10-10m)与10r0。 (ⅰ)当分子间距离为r0时,引力等于斥力,分子力为零。 (ⅱ)当分子间距r>r0时,引力大于斥力,分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时,分子力先增大后减小 (ⅲ)当分子间距r<r0时,斥力大于引力,分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时,分子力不断增大 二、温度和内能 1、统计规律:单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的;大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近,满足“中间多,两头少”的分布规律。 2、分子平均动能:物体内所有分子动能的平均值。 ①温度是分子平均动能大小的标志。 ②温度相同时任何物体的分子平均动能相等,但平均速率一般不等(分子质量不同). 3、分子势能 (1)一般规定无穷远处分子势能为零, (2)分子力做正功分子势能减少,分子力做负功分子势能增加。 (3)分子势能与分子间距离r0关系(类比弹性势能) ①当r>r0时,r增大,分子力为引力,分子力做负功分子势能增大。 x 0 E P r0

高中物理 静电场及其应用精选测试卷易错题(Word版 含答案)

高中物理 静电场及其应用精选测试卷易错题(Word 版 含答案) 一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难) 1.如图所示,竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ,A 、C 两点为轨道的最高点,B 点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷.将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放,已知重力加速度为g ,则() A .小球运动到 B 2gR B .小球运动到B 点时的加速度大小为3g C .小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgR D .小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg +k 12 2 q q R 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 A.带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则: 212 B mgR mv = 解得: 2B v gR 故A 正确; B.小球运动到B 点时的加速度大小为: 22v a g R == 故B 错误; C.小球从A 点运动到B 点过程中库仑力不做功,电势能不变,故C 错误; D.小球到达B 点时,受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ,由圆周运动和牛顿第二定律得: 2 122B N q q v F mg k m R R --= 解得: 12 23N q q F mg k R =+ 根据牛顿第三定律,小球在B 点时对轨道的压力为:

12 2 3 q q mg k R + 方向竖直向下,故D正确. 2.如图所示,用两根等长的绝缘细线各悬挂质量分别m A和m B的小球,分别带q A和q B的正电荷,悬点为O,当小球由于静电力作用张开一角度时,A球悬线与竖直线夹角为α,B 球悬线与竖直线夹角为β,则() A. sin sin A B m m β α = B. sin sin A B B A m q m q β α = C. sin sin A B q q β α = D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α'、β',有 sin sin sin sin αα ββ ' = ' 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 AB.如下图,对两球受力分析,根据共点力平衡和几何关系的相似比,可得

高中物理牛顿第二定律经典例题

牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是: A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大 C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速 率都是先增大,后减小 D、物体在B点时,所受合力为零 的对应关系,弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物 =0,体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F 合 由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0,物体速度达最大。由C→B的过程中,由于mgf m′,(新情况下的最大静摩擦力),可见f m>f m′即是最大静摩擦力减小了,由f m=μN知正压力N减小了,即发生了失重现象,故物体运动的加速度必然竖直向下,所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升,故A、B正确。另一种原因是木箱向左加速运动,由于惯性原因,木块必然向中滑动,故D 正确。 综合上述,正确答案应为A、B、D。 【例3】如图3-11所示,一细线的一端固定于倾角为45°度的光滑楔形滑块A 的顶端p处,细线的另一端栓一质量为m的小球,当滑块以2g的加速度向左运动时,线中拉力T等于多少? 【解析】当小球贴着滑块一起向左运动时,小球受到三个力作用:重力mg、线 中拉力T,滑块A的支持力N,如 图3-12所示,小球在这三个力作用 下产生向左的加速度,当滑块向左

高中物理选修3-1知识点汇总

第一章 电场 1. 电荷 自然界只存在正、负两种电荷;单位是库伦,符号C ;元电荷电量e=1.6?10 19 -C ;电荷产生方 法有摩擦起电、接触起电、感应起电。 2. 电荷守恒定律 电荷既不能创造,也不能消失,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的这一部分转移到另一部分,转移过程中总电荷数不变。 3. 点电荷 当带电体的尺寸和形状对所研究的问题影响不大时,可将此带电体看成点电荷;对于电荷分布均匀的球体,可认为是电荷集中在球心的点电荷;检验电荷一般也可看成点电荷;点电荷实际上是一种理想化模型,并不存在。 4. 库伦定律 在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们间距离的平方成反比, 作用力的方向在它们的连线上;F=k 2 21r Q Q , k=9?109N ·m 2/C 2 .。 5. 电场 带电体周围存在的一种特殊物质,对放入其中的电荷有力的作用;客观存在的;具有力的特性和能的特性。 6. 电场强度 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值;E= q F ;方向是正电荷在该点的 受力方向;矢量,遵循矢量运算原理;点电荷场强F=k 2 r Q 。 7. 电势 描述电场能的性质;?= q E p ,E p 为电荷的 电势能;标量,正负表示大小;数值与零电势的选取有关,一般选择无穷远处为电势零点。 8. 电势差 描述电场做功的本领;U AB = q W AB ;标量, 正负表示电势的高低;也被称作电压。 9. 电势能 描述电荷在电场中的能量,电荷做功的本领;E p =?q ;标量。 10.电场线 从正电荷出发,到负电荷终止的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致;虚构的;永不相交;疏密表示电场强度的强弱;沿电场方向电势减小。 11.等势面 电场中电势相等的点构成的面;空间中没有电荷的地方等势面不相交;在平面中构成的是等势线;等差等势面的疏密程度反映电场的强弱。 12.匀强电场 电场强度大小处处相等;E=d U 。 13.电场力做功情况 只与始末位置有关,与路径无关;W=Uq ;匀强电场中W=Fs ·cos θ=Eqs ·cos θ;电场力做的正功等于电势能的减少,W=-?E 。 14.电容器 两个互相靠近又彼此绝缘的导体组成电容器;电容器能充电和放电。 15.电容 电容器所带电荷量与两极板间的电压的比值;单位是法,符号F ;C=U Q 。 16.平行板电容器 高中阶段主要接触的电容器;平行板电容器的电容C= kd S πε4;平行板电容器两极板间的电场可 认为是匀强电场。 17.带电粒子在匀强电场中的运动 加速或者偏转;a=m Eq =md Uq 。 第二章 磁场 1. 磁场 存在与磁体、电流或运动电荷周围的一种物质;对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用;规

高中物理选修3-2知识点汇总

第一章 电磁感应 1. 磁通量 穿过某一面积的磁感线条数;标量,但有正负; Φ=BS ·sin θ;单位Wb ,1Wb=1T ·m 2 。 2. 电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象;产生的电流叫感应电流,产生的电动势叫感应电动势;产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。 3. 感生电场 变化的磁场在周围激发的电场。 4. 感应电动势 分为感生电动势和动生电动势;由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势,由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势;产生感应电动势的导体相当于电源。 5. 楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化;判定感应电流和感应电动势方向的一般方法;适用于各种情况的电磁感应现象。 6. 右手定则 让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体做切割磁感线运动的方向,四指的指向就是导体内部产生的感应电流或感应电动势的方向;仅适用导体切割磁感线的情况。 7. 法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的 磁通量的变化率成正比;E=n t ??Φ 。 8. 动生电动势的计算 法拉第电磁感应定律特殊情况;E=Blv ·sin θ。 9. 互感 两个相互靠近的线圈中,有一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势,这种现象叫做互感,这种电动势叫做互感电动势;变压器的原理。 10.自感 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 11.自感电动势 由于自感而产生的感应电动势;自感电动势阻碍导体自身电流的变化;大小正比于电流的变化率;E=L t I ??;日光灯的应用。 12.自感系数 上式中的比例系数L 叫做自感系数;简称自感或电感;正比于线圈的长度、横截面积、匝数;有铁芯比没有时要大得多。 13.涡流 线圈中的电流变化时,在附近导体中产生的感应电流,这种电流在导体内自成闭合回路,很像水的漩涡,因此称作涡电流,简称涡流。 第二章 直流电路 1. 电流 电荷的定向移动;单位是安,符号A ;规定正电荷定向移动的方向为正方向;宏观定义I= t q ; 微观解释I=neSv ,n 为单位体积的电荷数,e 是每个自由电荷的电量,S 为横截面积,v 是定向移动的速率。 2. 电阻 导体两端电压与电流的比值;R=I U 。 3. 电阻率 导体材料自身的性质。电阻率与温度有关,一般金属的电阻率随温度升高而增大,绝缘体和半导体随温度升高而减小,电阻率为零是称做超导。 4. 电阻定律 R=ρ S l ,S 为导体横截面积,l 为电阻丝长度, ρ 为电阻率。 5. 电阻的连接 串联和并联。 6. 电功 导体内静电力对自由电荷做的功;W=UIt ;单位是焦。 7. 电功率 单位时间内电流做的功;P=t W =UI ;单位是 瓦。 8. 电热 电流流过导体产生的热量;由焦耳定律计算,Q=I 2 Rt 。 9. 电功与电热的关系 在纯电阻电路中,W=Q ;在非纯电阻电路中,W>Q 。

高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷附答案

高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷附答案 一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难) 1.如图所示,带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点,斜面上有A 、B 、D 三点,A 和C 相距为L ,B 为AC 中点,D 为A 、B 的中点。现将一带电小球从A 点由静止释放,当带电小球运动到B 点时速度恰好为零。已知重力加速度为g ,带电小球在A 点处的加速度大小为 4 g ,静电力常量为k 。则( ) A .小球从A 到 B 的过程中,速度最大的位置在D 点 B .小球运动到B 点时的加速度大小为 2 g C .BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA D .AB 之间的电势差U AB =kQ L 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 A .带电小球在A 点时,有 2sin A Qq mg k ma L θ-= 当小球速度最大时,加速度为零,有 '2sin 0Qq mg θk L -= 联立上式解得 '22 L L = 所以速度最大的位置不在中点D 位置,A 错误; B .带电小球在A 点时,有 2sin A Qq mg k ma L θ-= 带电小球在B 点时,有 2sin 2 B Qq k mg θma L -=() 联立上式解得

2 B g a = B 正确; C .根据正电荷的电场分布可知,B 点更靠近点电荷,所以B D 段的平均场强大小大于AD 段的平均场强,根据U Ed =可知,BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA ,C 正确; D .由A 点到B 点,根据动能定理得 sin 02 AB L mg θqU ? += 由2 sin A Qq mg k ma L θ-=可得 214Qq mg k L = 联立上式解得 AB kQ U L =- D 错误。 故选BC 。 2.如图所示,竖直平面内固定一倾斜的光滑绝缘杆,轻质绝缘弹簧上端固定,下端系带正电的小球A ,球A 套在杆上,杆下端固定带正电的小球B 。现将球A 从弹簧原长位置由静止释放,运动距离x 0到达最低点,此时未与球B 相碰。在球A 向下运动过程中,关于球A 的速度v 、加速度a 、球A 和弹簧系统的机械能E 、两球的电势能E p 随运动距离x 的变化图像,可能正确的有( ) A . B . C . D . 【答案】CD 【解析】 【分析】

高中物理圆周运动典型例题解析1

圆周运动的实例分析典型例题解析 【例1】用细绳拴着质量为m 的小球,使小球在竖直平面内作圆周运动,则下列说法中,正确的是[ ] A .小球过最高点时,绳子中张力可以为零 B .小球过最高点时的最小速度为零 C .小球刚好能过最高点时的速度是Rg D .小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相 反 解析:像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动,通过最高点时有下列几种情况: (1)m g m v /R v 2当=,即=时,物体的重力恰好提供向心力,向心Rg 加速度恰好等于重力加速度,物体恰能过最高点继续沿圆周运动.这是能通过最高点的临界条件; (2)m g m v /R v 2当>,即<时,物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道,作抛体运动; (3)m g m v /R v m g 2当<,即>时,物体能通过最高点,这时有Rg +F =mv 2/R ,其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力.而值得一提的是:细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力,而不可能产生支撑力,因而小球过最高点时,细绳对小球的作用力不会与重力方向相反. 所以,正确选项为A 、C . 点拨:这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题.当小球经越圆周最高点或最低点时,其重力和绳子拉力的合力提供向心力;当小球经越圆周的其它位置时,其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力. 【问题讨论】该题中,把拴小球的绳子换成细杆,则问题讨论的结果就大相径庭了.有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动,过最高点时:

(1)v (2)v (3)v 当=时,支承物对小球既没有拉力,也没有支撑力; 当>时,支承物对小球有指向圆心的拉力作用; 当<时,支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用; Rg Rg Rg (4)当v =0时,支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ,这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动,能经越最高点的临界条件. 【例2】如图38-1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转,盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B .现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处,并用不可伸长的轻绳相连.已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m .试分析角速度ω从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,A 、B 两球的受力情况如何变化? 解析:由于ω从零开始逐渐增大,当ω较小时,A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力. A 球:m ω2r =f A ; B 球:m ω22r =f B . 随ω增大,静摩擦力不断增大,直至ω=ω1时将有f B =f m ,即m ω=,ω=.即从ω开始ω继续增加,绳上张力将出现.12m 112r f T f m r m /2 A 球:m ω2r =f A +T ;B 球:m ω22r =f m +T . 由B 球可知:当角速度ω增至ω′时,绳上张力将增加△T ,△T =m ·2r(ω′2-ω2).对于A 球应有m ·r(ω′2-ω2)=△f A +△T =△f A +m ·2r(ω′2-ω2). 可见△f A <0,即随ω的增大,A 球所受摩擦力将不断减小,直至f A =0

相关主题
相关文档 最新文档