物理选修3-1第一章知识点梳理.pdf
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1、物理选修物理选修 3-13-1 第一章知识点梳理第一章知识点梳理一、电荷及其守恒定律一、电荷及其守恒定律1、电荷:正电荷、负电荷2、带电方式;摩擦起电、接触起电、感应起电3、电荷的基本性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引4、电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,他只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。5、元电荷1)电荷量:物体所带电荷的多少(用 Q/q 表示)2)元电荷:最小的电荷量 e=1.610-19C 3)任一带电体的电量 q=ne(n 为整数)例:有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量QA6.4109C
2、,QB3.2109C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?解:电子由 B 球转移到 A 球,转移了 31010个电子例:例:如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列方法中不能使两球都带电的是()A.先把两球分开,再移走棒B.先移走棒,再把两球分开C.使棒与甲球瞬时接触,再移走棒D.先使乙球瞬时接地,再移走棒解:由于静电感应,甲球感应出正电荷,乙球感应出负电荷,把两球分开后,它们带上了等量异种电荷,所以 A 正确;若先将棒移走,则两球不会有静电感应现象产生,所以不会带上电荷,B 错误;使棒与甲球接触,则两球会因接触而带
3、上负电荷,所以 C 正确;若使乙球瞬时接地,则大地为远端,甲球为近端,由于感应带正电,再将棒移走,由于甲、乙是接触的,所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上,结果是两球都带上了正电荷,所以 D 正确练习:练习:1.绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球 a,a 的表面镀有铝膜。在 a 的近旁有一绝缘金属球 b,开始时,a、b 都不带电,如图 1-1-3 所示,现使 b 带正电,则()A、b 将吸引 a,吸住后不放开 B、b 先吸引 a,接触后又把 a 排斥开C、a、b 之间不发生相互作用 D、b 立即把 a 排斥开2.导体 A 带 5q 的正电荷,另一完全相同的导体带 q 的负电荷,将两导体接触
4、一会儿后再分开,则导体的带电量为()A.-q B.q C.2q D.4q3.如图所示,用起电机使金属球 A 带上正电,靠近验电器 B,则()A验电器金箔不张开,因为球 A 没有和 B 接触B验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了正电C验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了负电D验电器金箔张开,因为验电器下部箔片都带上了正电(验电器的工作原理:金属箔片由于带同种电荷相互排斥,所以张开)4.如图,挂在绝缘细线下的小轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以()(双选)A.甲图中两球一定带异号电荷 B.乙图中两球一定带同号电荷C.甲图中两球至少有一个带电 D.乙图中两球至少有一个带电5.使带电
5、的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是()二、库仑定律二、库仑定律1、内容:真空中两个静止的点电荷之间相互的作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力方向在它们的连线上。2、公式:F=kq1q2/r2 k=9109Nm2/C23、适用条件:1)真空中 2)点电荷例:例:真空中有两个点电荷,当它们相距 1.0m 时,相互吸引力为 1.810-3N若其中一个电荷的电量为-4.010-7C,则另一个电荷的电量是多少?解:根据库仑定律 F=,所以=5.010-7C因为两电荷之间是吸引力,其中一个电荷为负电荷,则另一个电荷
6、为正电荷答:另一个电荷的电量是 5.010-7C 三、电场强度三、电场强度1、电场1)电荷之间存在电场2)电场看不见,摸不着,但是客观存在的一种物质3)性质:对放入其中的电荷有力的作用2、电场强度(场强)1)定义:一个电荷在电场中受到的电场力与该电荷电荷量的比值叫做该点的电场强度2)表达式 E=F/q(定义式)3、场强 矢量1)、方向:与正电荷在该点受到的电场力方向一致,与负电荷在该点受到的电场力相反2)、电场强度与试探电荷无关,描述的是电场本身的性质3)、点电荷 E=kq/r2例 在真空中 O 点放一个点电荷 Q=+1.010-9 C,直线 MN 通过 O 点,OM 的距离r=30 cm,M
7、 点放一个点电荷 q=-1.010-10 C,如图所示.求:(1)q 在 M 点受到的作用力;(2)M 点的场强.(1)1.010-8 N,沿 MO 指向 Q(2)1.0102 N/C,沿 OM 连线指向 N解析:(1)由库仑定律可得 q 在 M 点受到的作用力大小为:F=k=9109 N=1.010-8 N,方向沿 MO 指向 Q.(2)M 点的场强E=N/C=1.0102 N/C,方向沿 OM 连线指向 N.其实 E 的大小也可以由电场强度的定义式 E=k求得.5、电场线1)、电场线从正电荷或无穷远处发出,终止于负电荷或无穷远处2)、电场线永不相交3)、电场线的疏密反映电场强弱电场线的疏密
8、反映电场强弱4)、电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向、电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向5、匀强电场在电场中如果各点电场强度大小方向都相同,该电场就是匀强电场,它的电场线是等间距的平行直线例:竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为 E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为 m 的带电小球,丝线跟竖起方向成 角时小球恰好平衡,小球距右板距离为,如图所示,求:(1)小球带电荷量是多少?(2)若剪断丝线,小球经多长时间碰到金属板?(重力加速度为)(1)(2)解析:(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图所示,由平衡条件知:由得(2)丝线剪断后小球受重力和电场力,其合力
9、与剪断前丝线拉力大小相等方向相反所以:小球由静止开始沿着拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属板上时,它的位移为:由运动学公式:由得例 一带电粒子从电场中的 A 点运动到 B 点,轨迹如图中虚线所示,不计粒子所受的重力,则()A.粒子带正电B.A 点的场强小于 B 点的场强C.粒子的加速度逐渐增加D.粒子的速度不断减小解:电场线的疏密表示电场强度的强弱,电场线某点的切线方向表示电场强度的方向不计重力的粒子在电场力作用下从 A 到 B,由运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧沿着电场线的方向电势降低的因此可作出 A、B 点的等势点(要同在一根电场线),
10、接着沿着电场线去判定解;A、由运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧,故在 A 点电场力沿电场线向左,电场的方向向右,电场力的方向与电场方向相反,故粒子带负电,故 A 错误;B、根据电场线的疏密可知,A 的电场强度大 B 点的电场强度,所以粒子在 A 点的电场力大 B 点的电场力,根据牛顿第二定律可知,粒子在 A 点的加速度大 B 点的加速度,即粒子的加速度逐渐减小,故 B、C 错误;D、不计粒子所受的重力,只有电场力做功,又粒子从 A 到 B 电场力做负功,所以动能减小,即速度不断减小故 D 正确;故选 D6.在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场
11、力向右,当放入负电荷时受到电场力向左,下列说法正确的是A、当放入正电荷时,该点的场强向右,当放入负电荷时,该点的场强向左B、只有在该点放入电荷时,该点才有场强C、该点的场强方向向右 D、以上说法均不正确7.7.如图 13-2-4 所示,真空中,带电荷量分别为+Q和Q的点电荷A、B相距r,则:(1)两点电荷连线的中点O的场强是多大?(2)距A、B两点都为r的O点的场强如何?8.如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是()A这个电场可能是正点电荷的电场 BA 点的电场强度大于 B 点的电场强度CA、B 两点的电场强度方向不相同 D正点电荷在 B 点处受到的电场力的方向在 B 点
12、的切线方向上 9.把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放,不计重力,则以下说法正确的是()A.点电荷的轨迹一定和电场线重合B.点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致C.点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合D.点电荷将沿电场线切线方向抛出,做抛物线运动10.A,B,C 三点为一直角三角形的三个顶点,角 B 为 30 度。现在 A、B两点放置两点电荷 Qa、Qb,测得 C 点的场强方向与 BA 平行,求 Qa:Qb=_11.如图所示,正电荷 q 在电场力作用下由 p 向 Q 做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是图中哪能一个?四、电势能和电势四、电
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