《2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理教科版選修3-1課件：第一章 第4講 習(xí)題課：電場力的性質(zhì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理教科版選修3-1課件：第一章 第4講 習(xí)題課：電場力的性質(zhì)（35頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一章靜電場 1.會處理電場中的平衡問題.2.會處理電場力與牛頓第二定律結(jié)合的綜合問題.目標(biāo)定位 二、兩等量電荷電場線的特點(diǎn)三、電場線與運(yùn)動軌跡對點(diǎn)檢測 自查自糾欄目索引 一、電場力作用下的平衡四、電場力與牛頓第二定律的結(jié)合 1.共點(diǎn)力的平衡條件：物體不受力或所受外力的 .2.處理平衡問題常用的數(shù)學(xué)知識和方法有直角三角形、相似三角形和 法.選取研究對象時(shí)，要注意 法和隔離法的靈活運(yùn)用. 答案 一、電場力作用下的平衡n知識梳理合力為零正交分解整體 例1如圖1所示，光滑水平面上相距為L的A、B兩個帶正電小球，電荷量分別為4Q和Q.要在它們之間引入第三個帶電小球C，使三個小球都只在電場力相互作用下而
2、處于平衡，求： (1)小球C帶何種電荷？n典例精析 解析答案 圖1解析要使三個小球都只在電場力相互作用下而處于平衡，且A、B為兩個帶正電小球，故小球C帶負(fù)電荷.答案小球C帶負(fù)電荷 (2)C與A之間的距離x為多大？ 解析答案 圖1 (3)C球的電荷量q為多大？ 解析答案總結(jié)提升 圖1 總結(jié)提升同一直線上的三個自由點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí)，電荷間的關(guān)系為：“兩同夾異”、“兩大夾小”、“近小遠(yuǎn)大” . 例2如圖2所示，真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷，質(zhì)量均為m，分別用絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板上同一點(diǎn)，平衡時(shí)，B球偏離豎直方向角，A球豎直且與墻壁接觸，此時(shí)A、B兩球位于同一高度且相距L.求：(1)
3、每個小球帶的電荷量q； 解析答案 圖2 (2)B球所受繩的拉力T. 解析答案 圖2 (3)墻壁對A球的彈力N. 解析答案 圖2答案mgtan 返回 等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場線的比較 答案 n知識梳理二、兩等量電荷電場線的特點(diǎn)比較項(xiàng)目等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷電場線分布圖連線中點(diǎn)O處的場強(qiáng)為連線上O點(diǎn)場強(qiáng)最 ，指向 電荷一方零小負(fù) 答案 連線上的場強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變，再變沿連線先變，再變沿中垂線由O點(diǎn)向外場強(qiáng)大小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小關(guān)于O點(diǎn)對稱的A與A、B與B的場強(qiáng)等大 向等大向小大小大反同 例3如圖3所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷
4、Q和Q，c是線段ab的中心，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說法中正確的是()n典例精析 解析答案圖3A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B.Fd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上C.Fd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c0D.Fd、Fc、Fe的大小都相等返回 解析根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，等量異種點(diǎn)電荷連線及中垂線上的電場線分布如圖所示，d、c、e三點(diǎn)場強(qiáng)方向都是水平向右，正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)所受電場力方向與場強(qiáng)方向相同可得A正確，B、C錯誤；連線上場強(qiáng)由a到b先減小后增大，中垂線上由O到無窮遠(yuǎn)處逐漸減小，因此O
5、點(diǎn)場強(qiáng)是連線上最小的(但不為0)，是中垂線上最大的，故FdFcFe，故D錯誤.答案A 返回 1.物體做曲線運(yùn)動的條件：合力在軌跡曲線的側(cè)，速度方向沿軌跡的方向.2.由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定電場力的；由電場力和電場線的方向可判斷電荷的；由電場線的疏密程度可確定電場力的，再根據(jù)牛頓第二定律Fma可判斷運(yùn)動電荷加速度的大小. 答案 三、電場線與運(yùn)動軌跡n知識梳理內(nèi)切線方向正負(fù)大小 例4如圖4所示，實(shí)線為電場線(方向未畫出)，虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下，由a到b的運(yùn)動軌跡，軌跡為一條拋物線.下列判斷正確的是()A.電場線MN的方向一定是由N指向MB.帶電粒子由a運(yùn)動到b的過程中速度一定
6、逐漸減小C.帶電粒子在a點(diǎn)的速度一定小于在b點(diǎn)的速度D.帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度n典例精析 解析答案 圖4 總結(jié)提升 總結(jié)提升 解析由于該粒子只受電場力作用且做曲線運(yùn)動，物體所受外力指向軌跡內(nèi)側(cè)，所以粒子所受電場力一定是由M指向N，但是由于粒子的電荷性質(zhì)不清楚，所以電場線的方向無法確定，故A錯誤；粒子從a運(yùn)動到b的過程中，電場力與速度成銳角，粒子做加速運(yùn)動，速度增大，故B錯誤，C正確；b點(diǎn)的電場線比a點(diǎn)的密，所以帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度，故D錯誤，故選C.答案C 總結(jié)提升電場線決定力(或加速度)的方向，軌跡顯示速度的方向，注意電場力的方向指向軌跡內(nèi)側(cè). 針對
7、訓(xùn)練一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的.關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)() 返回解析負(fù)電荷所受的電場力與電場強(qiáng)度方向相反，曲線運(yùn)動中質(zhì)點(diǎn)所受的合力(本題是電場力)方向指向軌跡的凹側(cè).所以正確選項(xiàng)是D. D 解析答案 四、電場力與牛頓第二定律的結(jié)合例5如圖5所示，光滑斜面傾角為37，一帶正電的小物塊質(zhì)量為m，電荷量為q，置于斜面上，當(dāng)沿水平方向加如圖所示的勻強(qiáng)電場時(shí)，帶電小物塊恰好靜止在斜面上，從某時(shí)刻開始，電場強(qiáng)度變化為原來的，(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)求：n典例精析 解
8、析答案圖5(1)原來的電場強(qiáng)度； (2)小物塊運(yùn)動的加速度； 解析答案 圖5答案3 m/s2，方向沿斜面向下 (3)小物塊2 s末的速度和2 s內(nèi)的位移. 解析答案總結(jié)提升返回 答案6 m/s6 m圖5 總結(jié)提升應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律求解帶電體在電場中的加速運(yùn)動問題，與在力學(xué)中的應(yīng)用完全一致：做好受力情況分析和運(yùn)動過程分析；列牛頓運(yùn)動定律方程和運(yùn)動學(xué)方程，只是多分析了一個電場力. 返回 1.(電場力作用下的平衡)(多選)兩個通電小球帶電后相互排斥，如圖6所示.兩懸線跟豎直方向各有一個夾角、，且兩球在同一水平面上.兩球質(zhì)量用m和M表示，所帶電荷量用q和Q表示.若已知，則一定有關(guān)系()A.兩球一定帶同種
9、電荷B.m一定小于MC.q一定大于QD.m受到的電場力一定大于M所受的電場力 答案 對點(diǎn)檢測圖6AB 解析答案 2.(電場力作用下的平衡)如圖7所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球A、B、C(可視為點(diǎn)電荷)，三小球在一條直線上均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則以下判斷正確的是()A.A對B的電場力一定是引力B.A對B的電場力可能是斥力C.A的電荷量可能比B少D.C的電荷量一定比B少圖7解析三小球在一條直線上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A、C一定是同種電荷，A、B一定是異種電荷，即“兩同夾異”，另外，A和C的電荷量一定大于B的電荷量，即“兩大夾小”，選項(xiàng)A正確.A 3.(兩等量電荷電場的特點(diǎn))(多選)如圖8所示，兩個帶等量
10、負(fù)電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷)，被固定在光滑的絕緣水平面上，P、N是小球A、B連線的水平中垂線上的兩點(diǎn)，且POON.現(xiàn)將一個電荷量很小的帶正電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn))由P點(diǎn)靜止釋放，在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動的過程中，下列關(guān)于小球C的說法可能正確的是()A.速度先增大，再減小B.速度一直增大C.加速度先增大再減小，過O點(diǎn)后，加速度先減小再增大D.加速度先減小，再增大 解析答案圖8 解析在AB的中垂線上，從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn)，電場強(qiáng)度先變大后變小，到O點(diǎn)變?yōu)榱?，故正電荷受電場力沿連線的中垂線運(yùn)動時(shí)，電荷的加速度先變大后變小，速度不斷增大，在O點(diǎn)加速度變?yōu)榱?，速度達(dá)到最大；由O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處時(shí)，速度變化情況與
11、另一側(cè)速度的變化情況具有對稱性.如果P、N相距很近，加速度則先減小，再增大.答案AD 4.(電場線與運(yùn)動軌跡)(多選)一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，軌跡如圖9中虛線所示.不計(jì)粒子所受重力，則()A.粒子帶正電荷B.粒子加速度逐漸減小C.A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度D.粒子的初速度不為零 解析答案圖9 解析帶電粒子所受合外力(即電場力)指向軌跡內(nèi)側(cè)，知電場力方向向左，粒子帶負(fù)電荷，故A項(xiàng)錯誤.根據(jù)EAEB，知B項(xiàng)正確.粒子從A到B受到的電場力為阻力，C項(xiàng)正確.由圖可知，粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，速度逐漸減小，故粒子在A點(diǎn)速度不為零，D正確.答案BCD 5.(電場力與牛頓第二定律的結(jié)合)如圖10所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球，小球質(zhì)量為1.0102 kg，所帶電荷量為2.0108 C.現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場，平衡時(shí)絕緣繩與豎直方向成30角，繩長L0.2 m，取g10 m/s2，求：(1)這個勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小. 解析答案圖10 (2)突然剪斷輕繩，小球做什么運(yùn)動？加速度大小和方向如何？ 解析答案圖10返回
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