(2021新人教版)高中物理必修第三册第10章 章末综合提升复习讲义.doc
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1、巩固层巩固层知识整合知识整合 提升层提升层能力强化能力强化 电场中的五类图像问题电场中的五类图像问题 电场中五类图像的特点与应用:电场中五类图像的特点与应用: vt 图像图像 根据根据 vt 图像中速度变化图像中速度变化、 斜率确定电荷所受合力的方向与斜率确定电荷所受合力的方向与 合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化 x 图像图像 电场强度的大小等于电场强度的大小等于x 图像的斜率大小图像的斜率大小, 电场强度为零电场强度为零 处,处,x 图像存在极值,其切线的斜率为零;图像存在极值,其切线的斜率为零; 在在x 图像中可以直接判断
2、各点电势的高低图像中可以直接判断各点电势的高低, 并可根据电并可根据电 势高低关系确定电场强度的方向;势高低关系确定电场强度的方向; 在在x 图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用 WAB qUAB,进而分析,进而分析 WAB的正负,然后做出判断的正负,然后做出判断 Et 图像图像 根据题中给出的根据题中给出的 Et 图像,确定图像,确定 E 的方向,再在草稿纸上的方向,再在草稿纸上 画出对应电场线的方向,根据画出对应电场线的方向,根据 E 的大小变化,确定电场的的大小变化,确定电场的 强弱分布强弱分布 Ex 图像图像 反映了电场强度随位移变化的规律;反映
3、了电场强度随位移变化的规律; E0 表示场强沿表示场强沿 x 轴正方向,轴正方向,E0 表示场强沿表示场强沿 x 轴负方轴负方 向;向; 图线与图线与 x 轴围成的轴围成的“面积面积”表示电势差,表示电势差,“面积面积”大小大小 表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定 Epx 图像图像 反映了电势能随位移变化的规律;反映了电势能随位移变化的规律; 图线的切线斜率大小等于电场力大小;图线的切线斜率大小等于电场力大小; 进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况 【例【例 1】电荷量为电荷量为
4、q1和和 q2的两点电荷分别固定在的两点电荷分别固定在 x 轴上的轴上的 O、C 两点两点,规定无穷规定无穷 远处电势为零远处电势为零, 一带正电的试探电荷在一带正电的试探电荷在 x 轴上各点具有的电势能随轴上各点具有的电势能随 x 的变化关系如图所的变化关系如图所 示。其中,试探电荷在示。其中,试探电荷在 B、D 两点处的电势能均为零;在两点处的电势能均为零;在 DJ 段中段中 H 点处电势能最大点处电势能最大。 则则() Aq1的电荷量小于的电荷量小于 q2的电荷量的电荷量 BG 点处电场强度的方向沿点处电场强度的方向沿 x 轴正方向轴正方向 C若将一带负电的试探电荷自若将一带负电的试探电
5、荷自 G 点释放,仅在电场力作用下一定能到达点释放,仅在电场力作用下一定能到达 D 点点 D若将一带负电的试探电荷从若将一带负电的试探电荷从 D 点移到点移到 J 点,电场力先做正功后做负功点,电场力先做正功后做负功 D由由 Epq知正电荷的电势能变化和电场的电势变化相同。由图知无穷远处的知正电荷的电势能变化和电场的电势变化相同。由图知无穷远处的 电势为电势为 0,B 点的电势为零点的电势为零,由于沿着电场线电势降低由于沿着电场线电势降低,所以所以 O 点的电荷点的电荷 q1带正电带正电,C 点电荷点电荷 q2带负电,由于带负电,由于 B 点距离点距离 O 比较远而距离比较远而距离 C 比较近
6、,所以比较近,所以 q1电荷量大于电荷量大于 q2的的 电荷量,选项电荷量,选项 A 错误;沿着电场线电势逐渐降低,可知错误;沿着电场线电势逐渐降低,可知 G 点的场强沿点的场强沿 x 轴负方向,选轴负方向,选 项项 B 错误;带负电的试探电荷在错误;带负电的试探电荷在 G 点受沿点受沿 x 轴正方向的电场力,故沿轴正方向的电场力,故沿 x 轴正向加速运轴正向加速运 动,选项动,选项 C 错误;负电荷从错误;负电荷从 D 点到点到 J 点的电场力先沿点的电场力先沿 x 轴正向后沿轴正向后沿 x 轴负向,故电场轴负向,故电场 力先做正功后做负功,选项力先做正功后做负功,选项 D 正确。正确。 一
7、语通关一语通关 (1)Epx 图线的斜率大小等于电场力的大小。图线的斜率大小等于电场力的大小。 (2)Epx 图线的斜率正负与电场力的方向有关。图线的斜率正负与电场力的方向有关。 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在匀强电场中运动的两个结论带电粒子在匀强电场中运动的两个结论 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏 转角度和偏移量转角度和偏移量 y 总是相同的。总是相同的。 证明:由证明:由 qU01 2mv 2 0及及 tan qUl mv20d 得:得:tan Ul
8、 2U0d。 。 (2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点 O 为粒子水平为粒子水平 位移的中点,即位移的中点,即 O 到电场边缘的距离为到电场边缘的距离为l 2。 。 2带电粒子在交变电场中运动问题的分析方法带电粒子在交变电场中运动问题的分析方法 (1)分段分析:按照时间的先后,分阶段分析粒子在不同电场中的受力情况和运动分段分析:按照时间的先后,分阶段分析粒子在不同电场中的受力情况和运动 情况,然后选择牛顿运动定律、运动学规律或功能关系求解相关问题。情况,然后选择牛顿运动定律、运动学规律或功能关系求解相关问题。 (
9、2)vt 图像辅助:带电粒子在交变电场中运动情况一般比较复杂,常规的分段分析图像辅助:带电粒子在交变电场中运动情况一般比较复杂,常规的分段分析 很麻烦。较好的方法是在分段分析粒子受力的情况下,画出粒子的很麻烦。较好的方法是在分段分析粒子受力的情况下,画出粒子的 vt 图像,画图时图像,画图时, 注意加速度相同的运动图像是平行的直线注意加速度相同的运动图像是平行的直线,图像与坐标轴所围图形的面积表示位移图像与坐标轴所围图形的面积表示位移,图图 像与像与 t 轴的交点,表示此时速度方向改变等。轴的交点,表示此时速度方向改变等。 (3)运动的对称性和周期性:带电粒子在周期性变化的电场中运动时,粒子的
10、运动运动的对称性和周期性:带电粒子在周期性变化的电场中运动时,粒子的运动 一般具有对称性和周期性。一般具有对称性和周期性。 【例【例 2】(多选多选)如图甲所示,电子静止在两平行金属板如图甲所示,电子静止在两平行金属板 A、B 间的间的 a 点,点,t0 时时 刻开始刻开始 A 板电势按如图乙所示规律变化,则下列说法中正确的是板电势按如图乙所示规律变化,则下列说法中正确的是() 甲甲乙乙 A电子可能在极板间做往复运动电子可能在极板间做往复运动 Bt1时刻电子的动能最大时刻电子的动能最大 C电子能从小孔电子能从小孔 P 飞出,且飞出时的动能不大于飞出,且飞出时的动能不大于 eU0 D电子不可能在
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