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高考物理最新教案-高三第一轮全套复习资料之二--电学部分-人教版

发布时间:2019-09-09 16:34 来源:未知 编辑:admin

  高考物理最新教案-高三第一轮全套复习资料之二--电学部分-人教版[整理] 精品_高考_高中教育_教育专区。第九章 电 场 § 9.1 电荷守恒 库仑定律 考点聚焦 1.库仑定律和电荷守恒定律是电场和电学的实验基础。 库仑定律的公式为:F=kQ1Q2/r2,只适用于真空中的两个点电荷(带电体的几何形状远

  第九章 电 场 § 9.1 电荷守恒 库仑定律 考点聚焦 1.库仑定律和电荷守恒定律是电场和电学的实验基础。 库仑定律的公式为:F=kQ1Q2/r2,只适用于真空中的两个点电荷(带电体的几何形状远小于带电体 之间的距离的点电荷) 。 2.点电荷是理想化模型,若带电体之间的距离比它们的大小大得多,带电体可视为点电荷。 3.应用电荷守恒定律,应以“电荷重新分布”这个观点来分析解决问题,挖掘其隐含条件。 好题精析 例 1.A、B、C 是三个完全相同的且带有绝缘柄的金属球,已知其中一个球带电,如果 A 让球先后 与球 B、C 接触,再将 A、C 球放在距离为 R 的两个位置上,测得 A、C 球之间的库仑力为 F;之后设法 让三个球恢复初始状态,让 C 球先后与 B、A 接触,再将 A、C 球放在距离为 R 的位置上,测得 A、C 球 之间的库仑力为 F/4,由此可判定,原先带电的球是__________. 解析:从前后两次 A、C 球所受库仑力大小。可以判定,第一次 A、C 两球所带的电荷量较多,唯 一选择是:A、B 球原先不带电。第一次当 A 先与 B 相碰,A 不带电荷,再与带电小球 C 接触,各为 C 球 的 1/2 电荷量;当第二次带电小球 C 先与 B 相碰,C 球剩有 1/2 的电荷量,再与 A 球接触,则 A、C 两球 各带 1/4 球的电荷量,显然,根据库仑定律,第二次 A、C 两球间的库仑力为第一次的 1/4。因此原先带电 的球是 C 球。 点评:两个大小、完全相同的带电金属球相碰后,带电量一定相等:同种电荷总电量平均分配;异 种电荷先中和后平均分配。此题在分析中要注意小球接触的先后顺序。 例 2.如图 9.1-1 所示,一半径为 R 的绝缘球壳上均匀带有+Q 的 电荷,另一电量为+q 的电荷放在球心 O 上,由于对称性,点电荷受力为零。 现在球壳上挖去半径为 r(r<<R)的一个小圆孔。则此时置于球心的点电荷 所受的力的大小为___________(已知静电力恒量 k),方向____________。 图 9.1-1 解析:根据球壳完整时,由对称性得球心上的点电荷受力为零,可知挖去的小孔和剩下的部分对点 电荷产生的力大小相等,方向相反。故计算剩下部分对点电荷产生的力,只要求出挖去的小圆孔对点电荷 产生的力即可。由于 r << R ,故小圆孔可以看作点电荷,这样才可由库仑定律计算。由库仑定律有 F=kQ′q/R ,其中 Q′= 2 Q ? ?r 2 ,得出 F=kqQr2/4R2,方向指向小孔。 2 4?R 点评:在分析物理问题时,可将研究对象进行分割或者填补,从而使非理想模型转化为理想模型, 使非对称体转化为对称体,达到简化结构的目的,而割补的对象可以是物理模型、物理过程、物理量、物 理图线 分别表示在一条直线上的 三个点电荷,已知 q1 和 q2 之间的距离为 l1,q2 和 q3 之间的距离为 l2, 且每个电荷都处于平衡状态。 (1)如 q2 为正电荷,则 q1 为_________电荷,q3 为_________电荷 图 9.1-2 (2)q1、q2、q3 三者电量大小之比_______∶_______∶_______。 解析:对 q2,只要 q1、q3 带同种电荷就可能使起处于平衡状态,而对 q1、q3,若都带正电荷,各自 均受到另外两个电荷的斥力,而不能保持平衡。只有同带负电荷,q2 对其为引力,另外一电荷对其为斥力, 当两力大小相等时才能处于平衡。 对 q2 有: k q1 q l 2 1 ?k q q3 2 l2 对 q1 有: k q1q l 2 1 ?k q1q3 (l1 ? l 2 ) 2 l1 ? l 2 2 l ?l ) ∶1∶ ( 1 2 ) 2 l2 l1 l1 ? l 2 2 l ?l ) ∶1∶ ( 1 2 ) 2 l2 l1 可得: q1∶q2∶q3= ( 答案为: (1)负、负 (2) ( 点评:本题是库仑定律与质点的平衡结合,分析时要审清题意,研究对象是三个电荷都处于平衡状 态。 例 4.如图 9.1-3 所示,光滑绝缘水平面上固定着 A、B、C 三个带电小球,它们的质量均为 m,间距均为 r,A、B 带正电,电量均 为 q。现对施一水平力的同时放开三个小球,欲使三个小球在运动过程 中保持间距 r 不变,求: (1)球的电性和电量; (2)水平力的大小。 图 9.1-3 解析:A 球受到 B 球库仑斥力 F!和 C 球库仑力 F2 后,产生水平向右加速度,故 F2 必为引力, C 球带负电。A、B、C 系统研究得: a =F/3m 联立可得:qc=2q,F=3 3 · kq2/r2 点评:库仑定律与力学平衡规律或牛顿运动定律综合,包含了库仑力的大小和方向、牛顿运动定 律、力的合成和分解,一定要注意各部分知识的相互联系和综合运用。 例 5.滚筒式静电分选器由料斗 A、导板 B、导体滚筒 C、 刮板 D、料槽 E、F 和放电针 G 等部件组成。及分别接于直流高压 电源的正、负极,并令 C 接地,如图 9.1-4 所示。电源电压很高, 足以使放电针 G 附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性 能不同的两种物质粉粒 a、b 的混合物从料斗 A 下落。沿导板 B 到 达转动着的滚筒 C,粉粒 a 具有良好的导电性,粉粒 b 具有良好的绝 缘性。 (1) 试说明分选器的主要工作原理,即它是如何实现对不同粉粒 a、b 进行分选的; 图 9.1-4 (2) 粉粒经 a、b 分选后分别掉在哪个料槽中? (3) 刮板 D 的作用是什么? 解析: (1)放电针 G 附近的空气,受高压电场作用而电离。在电场力作用下,大量的电子或负离子 被喷射在粉粒 a、b 上,使 a、b 带负电。带负电的物质粉粒,因具有良好的导电性,所以在与带正点的 滚筒 C 接触后,其上的负电被 C 上的正电

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