高二物理本章知识复习归纳 人教实验版

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高二物理本章知识复习归纳 人教实验版 ‎ 一. 本周教学内容：‎ 本章知识复习归纳 ‎1. 知识归纳总结 ‎2. 方法归纳总结 ‎（1）电场强度的计算方法 ‎① 定义公式：E＝；适用于任何电场，E与F、q无关，E的方向规定为正电荷受到电场力的方向。‎ ‎② 点电荷场强公式：E=‎ 说明：a. 电场中某点的电场强度的大小与形成电场的电荷电量有关，而与场电荷的电性无关，而电场中各点场强方向由场电荷电性决定。‎ b. 由定义式知：电场力F=qE，即电荷在电场中所受的电场力的大小由电场和电荷共同决定；电场力的方向由场强方向和电荷电性决定：正电荷受电场力方向与场强方向一致，负电荷受电场力方向与场强方向相反。‎ c. 如果空间几个电场叠加，则空间某点的电场强度为各电场在该点电场强度的矢量和，应据矢量合成法则——平行四边形定则合成；当各场强方向在同一直线上时，选定正方向后作代数运算合成。‎ ‎（2）电场力做功的计算方法 ‎① 根据电势能的变化与电场力做功的关系计算：电场力做多少功，电势能就减少多少，其它形式的能增加多少。‎ ‎② 应用公式W=qUAB计算。‎ a. 正负号运算法：‎ 符号规定是：所移动的电荷若为正电荷，q取正值；若为负电荷，q取负值；若移动过程的始点电势φA，高于终点电势φB，UAB取正值；若始点电势φA，低于终点电势φB，UAB取负值。‎ b. 绝对值运算法：公式中的q和UAB都取绝对值，即公式变为 W=│q│·│UAB│。‎ 正、负功判断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）。‎ ‎（3）电场中电势高低的判断方法 常用的方法有以下三种：‎ ‎① 据电场线的方向：电场线方向由高电势指向低电势。‎ ‎② 由UAB==，将WAB和q带符号代入，据UAB的正负判断A、B两点电势的高低：当UAB>0时，φA>φB；当UAB<0时，φA<φB。‎ ‎③ 据电场力做功来判断：正电荷在电场力作用下移动时，电场力做正功，电荷由高电势处移向低电势处；正电荷克服电场力做功，电荷由低电势处移向高电势处，对于负电荷，情况恰好相反。‎ ‎④ 根据电势能判断：正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大。‎ ‎（4）电势能大小的比较 ‎① 场电荷判断法 a. 离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小。‎ b. 离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大。‎ ‎② 电场线法 a. 正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。‎ b. 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。‎ ‎③ 做功判断法 无论正负电荷，电场力做功电势能减少。电场力做正功，正电荷向电势低处运动，负电荷向电势高处运动。‎ ‎（5）处理平行板电容器内部E、U、Q变化问题的基本思路 ‎① 首先要区分两种基本情况：‎ a. 电容器两板电势差U保持不变；‎ b. 电容器的带电量Q保持不变。‎ ‎② 赖以进行讨论的物理依据主要有三个：‎ a. C=，C∝‎ b. E=‎ C. Q=‎ ‎（6）求解带电体在电场中平衡问题的一般思维程序 这里说“平衡”，即指带电体加速度为零的静止或匀速直线运动状态，仍属“静力学”范畴，只是带电体受的外力中多一种电场力而已。‎ 解题的一般思维程序为：‎ 明确研究对象；‎ ‎② 将研究对象隔离开来，分析其所受全部外力，其中的电场力，要根据电荷的正、负及电场的方向来判断；‎ ‎③ 根据平衡条件（∑F=0）列出方程，求出结果。‎ ‎（7）用等效法处理带电体在叠加场中的运动 各种性质的场与实物（由分子和原子构成的物质）的根本区别之一是场具有叠加性，即几个场可以同时占据同一空间，从而形成叠加场。对于叠加场中的力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果；也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将叠加场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析与解答。‎ ‎（8）用能量观点处理带电体在电场中的运动 对于受变力作用的带电体的运动，必须借助于能量观点来处理.即使都是恒力作用的问题，用能量观点处理常常显得简洁。具体方法常有两种：‎ ‎① 用动能定理处理，思维顺序一般为：‎ a. 确定研究对象，明确过程。‎ b. 分析受力，确定各力做功情况。‎ c. 确定初末状态。‎ d. 由 W=ΔEk列方程。‎ ‎② 用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理列式的方法常有两种：‎ a. 能量守恒即 E2=E1‎ b. 能力转化量相等关系 ΔE1 =ΔE2‎ ‎【典型例题】‎ ‎[例1] 由如图所示的电场线，可判定（ ）‎ A. 该电场一定是匀强电场 B. A点的电势一定低于B点电势 C. 负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大 D. 负电荷放在B点所受电场力方向向右 解析：由图知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线是直线，但点电荷的电场线也是直线，故也可能是正电荷放在左端或负电荷放在右端时产生电场的电场线，另外也可能是正负电荷之间的一条电场线，故A项错。‎ 电势的高低可据电场线由高电势指向低电势判断，则φA>φB，故B项错。‎ 由于φA＞φB，故正电荷在A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，因此C项正确，也可假设负电荷由A移到B，则该过程中电场力向左与运动方向相反，故电场力做负功，电势能增加。‎ 负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反，故D项错。‎ 答案：C ‎[例2] 如图所示，带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的A端，由于静电感应，导体A端出现负电荷，B端出现正电荷，关于导体AB感应起电的说法正确的是（ ）‎ A. 用手接触一下导体的A端，导体将带正电荷 B. 用手接触一下导体AB的中部，导体仍不带电 C. 用手接触一下导体的任何部位，导体将带负电 D. 用手接触导体AB后，只要带正电小球不移走，AB不可能带电 解析：导体AB处在带正电小球的电场中，处于静电平衡状态后，导体AB各处电势相等，且φAB＞φ地。当用手接触导体AB任何位置时，负电荷由电势低的大地流向电势高的AB，故导体AB都将带上负电荷，所以答案是C。‎ 答案：C 点评：静电感应过程中，当两导体短接时，据两导体电势的高低确定电荷移动的方向，从而确定导体的带电情况：‎ ‎（1）原来静止的正电荷由高电势移向低电势，负电荷由低电势移向高电势 （2）一般我们以大地或无穷远为电势零点。因此一般正电荷的电场中各点的电势大于零，负电荷的电场中各点的电势小于零。‎ ‎[例3] 真空中有一均匀电场，方向沿Ox正方向，若质量为m、电量为q的一带电微粒从O点以初速度v0沿Oy方向进入电场，经△t时间到达A点，此时速度大小也为v0，方向沿Ox轴正方向，如图所示。求：‎ ‎（1）从O点到A点的时间△t；‎ ‎（2）该匀强电场的电场强度E及OA连线与Ox轴的夹角θ；‎ ‎（3）若设O点为零势点，则A点电势为多大?‎ 解析：由于带电微粒到达A点时，在Oy方向上的速度已减小到零，因此带电粒子除受到沿Ox方向的电场力外，还受到Oy反向的重力。根据力的独立作用原理及运动的独立性原理，微粒在Ox方向上做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为；在Oy方向上做初速度为v0的上抛运动。‎ 由于电场方向是沿Ox正向，则A点电势应比O点低，已知O点电势为零，则A点电势应为负值。‎ ‎（1）设微粒从O点到A点的运动时间为△t，即为微粒做上抛运动分运动的时间，则：△t=。‎ ‎（2）在Ox方向上，到达A点的速度为v0，则：‎ v0=at=.，qE=mg，E=‎ 设在Ox方向的位移为x， 则：‎ x===‎ 设在Oy方向上的位移，即上抛最大高度为y，则：‎ y=，tanθ==1 θ=45°‎ ‎（3）根据U=E·d，又∵ d=x=，E= E=，‎ ‎∴ O点和A点的电势差为：UOA==‎ 又∵ UOA=φO－φA，φA=－‎ ‎[例4] 如图所示，在彼此平行的A、B、C三块金属板与电源相接，B、A间相距为d1，电压为U1；B、C间相距为d2，电压为U2，且U1Q2，在AB连线B的外侧延长线上的P点的合场强为零。现把一个电量为一q的点电荷从P点右侧附近的M点经MPN的路径移到P点右侧附近的N点，在这个过程中，点电荷－q的电势能的变化情况是（ ）‎ A. 不断减少 B. 不断增加 C. 先减少后增加 D. 先增加后减少 ‎10. 一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是（ ）‎ A. 加速电压偏大 B. 加速电压偏小 C. 偏转电压偏大 D. 偏转电压偏小 二. 填空题（每小题5分，共20分）‎ ‎11. 质量为m，电量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改变θ角，AB弧长为s，则A、B两点间的电势UAB= ，AB弧中点的场强大小E= 。‎ ‎12. 如图所示，A、B两带电小球可视为点电荷，QA=2×10‎-8C、QB= －2×10‎-8C，AB相距‎3cm.在水平外电场的作用下，AB保持静止，悬线却处于竖直方向，由此可知水平外电场的场强 ，方向____________________________。‎ ‎13. 如图所示，真空中有一电子束，以初速度v0沿着垂直场强方向从O点进入电场，以O点为坐标原点，沿x轴取OA=AB=BC，再自A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点，则AM：BN：CP= ，电子流经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比为 。‎ ‎14. 质量为2×10‎-16kg的带电液滴，能在水平放置的两块平行板金属板之间静止，两板相距为‎3.2cm，那么两板问的电压最大可为 ‎ V；在最大值之后连续可能的三个电压值依次为 V、 V、 V。‎ 三. 解答题（共4小题，共60分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.（14分）如图所示，电子以速度v0沿与电场垂直的方向从A点飞入匀强电场，并且从另一侧的B点沿与电场成150º角的方向飞出，已知电子的质量为m，电荷量为e，求A、B两点的电势差。‎ ‎16.（14分）如图所示，两带电平行金属板竖直放置，两板距离d=‎8cm，板间电压u=200V，在板间O点，用l=‎6cm的绝缘线悬挂质量m=‎2g带负电的小球，将小球拉到悬线成水平位置释放，当运动到最低点时，速度恰好为零（g=l‎0m/s2）。求：‎ ‎（1）小球所带电量。‎ ‎（2）小球的最大速度。‎ ‎17.（16分）如图所示，（a）图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置。（b）图为该装置中加速与偏转电场的等效模型。以y轴为界，左侧为沿x轴正向的匀强电场，场强为E右侧为沿y轴反向的匀强电场。已知OA⊥AB，OA=AB，且OB间的电势差为U0。若在y轴的C点无初速地释放一个电量为q、质量为m的正离子（不计重力），结果，正离子刚好通过B点。‎ 求：（1）CO间的距离d。‎ ‎（2）粒子通过B点的速度大小。‎ ‎18.（16分）如图所示，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C，电容器的A板接地，且中间有一个小孔s。一个被加热的灯丝K与s位于同一水平线，从灯丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压U0加速后通过小孔s沿水平方向射入A、B两极板间。设电子的质量为m，电荷量为e，电子从灯丝发射时的初速度不计。如果到达B板的电子都被B板吸收，且单位时间内射入电容器的电子数为n1，随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达B板。求：‎ ‎（1）当B板吸收了N个电子时，A、B两板间的电势差。‎ ‎（2）A、B两板间可达到的最大电势差。‎ ‎（3）从电子射入小孔s开始到A、B两板问的电势差达到最大值所经历的时间。‎ ‎[参考答案]‎ http://www.DearEDU.com ‎1. C 2. B 3. C 4. D 5. D 6. B、D ‎7. D 8. D 9. C 10. A、D ‎11. 0；mv2 θ／qs ‎12. 2 × 105 N／C；向左 ‎13.1：4：9；1：1：1‎ ‎14. 392；196；98；49‎ ‎15. 解析：电子在电场里做类平抛运动。由几何关系 v=v0／cos60°=2v0，由动能定理：eU=一，即 eU=，所以U=‎ ‎16. 解析：（1）E===2500V／m 根据动能定理得：mgl一Eql=0，q===8.0×10‎-6 C （2）小球将在从水平到竖直位置间往复摆动，其平衡位置在绳与竖直线成45°角处（因为mg=Eg），故小球运动到此平衡位置时其速度最大。根据动能定理：mglsin 45°－Eql（1－cos 45°）= ，得 vm=‎0.7m／s。‎ ‎17. 解析：（1）由平抛规律有：‎ AB=v0t，①‎ OA= ②‎ 又AB=OA，得：v0=‎ 加速过程有： qEd=， ③‎ 偏转过程有： qU0=， ④‎ 解之得： d=‎ ‎（2）对粒子运动的全过程：‎ 由动能定理： qEd+qU0=， ⑤‎ 代入数据：vB=‎ ‎18. 解析：（1）当B板吸收了N个电子时，电容器所带电荷量为Q=Ne，根据电容的定义：C=，①‎ 得此时A B两板间的电压U= ②‎ ‎（2）电子经过U0的电压加速后，进入A、B板间的动能为eUo，进入A、B板间电场后做减速运动，随着B板电荷增加，电子在A、B间的加速度越来越大，直至电子到达B板的速度为零，此时A、B板间的电压达到最大值Um。根据动能定理，eUo－eUm=0得出Um=Uo。③‎ ‎（3）设从电子进入A、B板间，直到板间电压达到最大值Um经过的时间为t，则B板吸收的总电荷为Q=net，结合电容的定义式，可以得出t=。 ④‎ ‎【励志故事】‎ 乘热而入 一位叫帕特的美国推销员，经过很长时间的推销动作，终于就一套可供一座高层办公大楼使用的空调系统，与买方达成了买卖意向书，面临的最后一关需要买方董事会的同意。帕特一出场，几位董事就提出了一连串尖锐的问题。‎ 帕特急中生智，说：“今天天气酷热，请允许我脱掉外衣。”董事们仿佛也受到感召似地纷纷脱去外衣，有的董事甚至抱怨：“这里怎么没空调，闷死人了！”恰逢此时，帕特才开始介绍他的空调系统，生意立马拍板成交。‎