【精准解析】高中物理粤教版选修3-1教师用书：第1章章末综合提升含解析

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[体系构建]
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一、库仑定律　电场强度
1．元电荷：电荷量为 1.6×10－19C的电荷．
2．库仑定律：
(1)公式：F＝k
q
1
q
2
r
2
，其中 k＝9×109N·m2/C2，叫静电力常量．
(2)适用条件：真空中的点电荷．
3．电场强度：
(1)定义式：E＝
F
q
，场强是矢量，规定电场强度 E的方向为正电荷所受电场力
的方向．
(2)点电荷的电场强度公式：E＝k
Q
r
2
．
4．电场线：曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电
场的强弱．
5．匀强电场：场强方向处处相同，大小处处相等的区域称为匀强电场，其电
场线是等距的平行线．
二、电势能　电势差　静电平衡
1．电势差：
(1)定义式：UAB＝
W
q
．
(2)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB
．
沿着电场线方向，电势越来越低．
2．电场力做功：WAB＝qUAB
．
具体计算时，q、UAB、WAB 均有正、负，该公
式适用于一切电场．
3．电场力做功和电势能变化的关系：
(1)电场力做正功时，电势能减少；电场力做负功时，电势能增加．
(2)电场力做功的多少等于电势能变化量．
4．等势面：
(1)跟电场线垂直．
(2)在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功．
三、电容　示波管的工作原理
1．电容：
(1)定义式为 C＝
Q
U
＝
Δ
Q
Δ
U
．
(2)单位：1 F＝1 C/V＝106μF＝1012pF.
2．平行板电容器：C＝
ε
r
S
4
π
k
d
.
3．示波管的工作原理——带电粒子在电场中的运动：
(1)带电粒子的加速用功能观点分析：qU＝
1
2
m
v
2－
1
2
m
v
2
0
．
(2)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匀强电场时，受
到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用，做类平抛运动(轨迹为抛物线).
②偏转运动的分析处理方法：
沿初速度方向为速度为
v
0的匀速直线运动；沿电场力方向为初速度为零的匀
加速直线运动．
③基本规律：设粒子带电量为 q，质量为 m，两平行金属板间的电压为 U，板
长为 L，板间距为 d.
加速度 a＝
F
m
＝
q
E
m
＝
q
U
m
d
；运动时间 t＝
L
v
0
；
离开电场的偏转量 y＝
a
t
2
2
＝
q
U
L
2
2
m
d
v
2
0
；
速度的偏转角 tan θ＝
v
y
v
x
＝
q
U
L
m
d
v
2
0
．
电场中的平衡问题
1．库仑力与重力、弹力一样，它也是一种基本力．带电粒子在电场中的平衡
问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已．
2．求解这类问题时，在正确的受力分析的基础上，正确应用共点力作用下物
体的平衡条件，灵活运用方法(如合成分解法、矢量图示法、相似三角形法、整体
法等)去解决．
【例 1】　如图所示，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可
自由滑动的空心带电小球，已知小球 c位于圆环最高点，ac 连线与竖直方向成 60
°角，bc 连线与竖直方向成 30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的
是(　　)
A．a、b、c小球带同种电荷
B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷
C．a、b小球电量之比为
3
6
D．a、b小球电量之比为
3
9
D　[对c，受到重力、环的支持力以及 a与b的库仑力，其中重力与支持力的
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