高中物理 習(xí)題課一 電場力的性質(zhì)課件 教科版選修31

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1、習(xí)題課一電場力的性質(zhì)習(xí)題課一電場力的性質(zhì)課堂探究課堂探究達(dá)標(biāo)測評達(dá)標(biāo)測評課堂探究課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)核心導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究【例例1 1】 ( (多選多選) )關(guān)于電場強(qiáng)度關(guān)于電場強(qiáng)度E,E,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )BDBD【拓展提升拓展提升1 1】 真空中真空中, ,帶電荷量為帶電荷量為Q Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中, ,在距離點(diǎn)電荷在距離點(diǎn)電荷r r處放置一檢驗(yàn)電荷處放置一檢驗(yàn)電荷, ,若檢驗(yàn)電荷電荷量為若檢驗(yàn)電荷電荷量為q,q,則該處的場強(qiáng)大小為則該處的場強(qiáng)大小為( ( ) )C C二、庫侖力作用下的平衡二、庫侖力作用下的平衡兩帶電體間的靜電力遵循牛頓

2、第三定律兩帶電體間的靜電力遵循牛頓第三定律. .選取研究對象時(shí)選取研究對象時(shí), ,要注意整體要注意整體法和隔離法的靈活運(yùn)用法和隔離法的靈活運(yùn)用; ;常用的數(shù)學(xué)知識和方法有直角三角形、相似三常用的數(shù)學(xué)知識和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法等角形和正交分解法等. .【例例2 2】 (2017(2017日照高二檢測日照高二檢測) )如圖所示如圖所示, ,光滑水平面上相距為光滑水平面上相距為L L的的A,BA,B兩個帶正電小球兩個帶正電小球, ,電荷量分別為電荷量分別為4Q4Q和和Q.Q.要在它們之間引入第三個帶電小要在它們之間引入第三個帶電小球球C,C,使三個小球都只在相互庫侖力作用下而處于

3、平衡使三個小球都只在相互庫侖力作用下而處于平衡, ,求求: :(1)(1)小球小球C C帶何種電帶何種電? ?(2)C(2)C與與A A之間的距離之間的距離x x為多大為多大? ?(3)C(3)C球的電荷量球的電荷量q q為多大為多大? ?解析解析: :(1)(1)要使三個小球都只在相互庫侖力作用下而處于平衡狀態(tài)要使三個小球都只在相互庫侖力作用下而處于平衡狀態(tài), ,且且A,BA,B兩個小球帶正電兩個小球帶正電, ,故故C C為負(fù)電荷為負(fù)電荷. .方法總結(jié)方法總結(jié) 三電荷系統(tǒng)的平衡問題處理方法三電荷系統(tǒng)的平衡問題處理方法同一直線上的三個自由點(diǎn)電荷同一直線上的三個自由點(diǎn)電荷, ,彼此間存在相互作用

4、的庫侖力彼此間存在相互作用的庫侖力, ,都處于都處于平衡的情況下平衡的情況下, ,每個電荷受其余兩個電荷的作用力的合力為零每個電荷受其余兩個電荷的作用力的合力為零, ,因此可因此可以對三個電荷分別列平衡方程求解以對三個電荷分別列平衡方程求解( (解題時(shí)只需列其中兩個電荷的平衡解題時(shí)只需列其中兩個電荷的平衡方程即可方程即可).).【拓展提升拓展提升2 2】 如圖所示如圖所示, ,真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷, ,質(zhì)量質(zhì)量均為均為m,m,分別用絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板上同一點(diǎn)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)平衡時(shí),B,B球偏離豎直方球偏

5、離豎直方向向角角,A,A球豎直且與墻壁接觸球豎直且與墻壁接觸, ,此時(shí)此時(shí)A,BA,B兩球位于同一高度且相距兩球位于同一高度且相距L.L.求求: :(1)(1)每個小球所帶的電荷量每個小球所帶的電荷量q;q;解析解析: :(1)(1)對對B B球受力分析如圖所示球受力分析如圖所示,B,B球受三個力而保持平衡球受三個力而保持平衡, ,其中重力其中重力與庫侖力的合力大小等于繩子拉力大小與庫侖力的合力大小等于繩子拉力大小, ,方向與繩子拉力方向相反方向與繩子拉力方向相反. .答案答案: :(1)L(1)L tanmgk(2)B(2)B球所受繩的拉力球所受繩的拉力T.T.解析解析: :(2)(2)對對

6、B B球受力分析球受力分析, ,由平衡條件知由平衡條件知T= .T= .cosmg答案答案: :(2)(2)cosmg三、電場線與運(yùn)動軌跡三、電場線與運(yùn)動軌跡1.1.物體做曲線運(yùn)動時(shí)物體做曲線運(yùn)動時(shí), ,合力在軌跡曲線的內(nèi)側(cè)合力在軌跡曲線的內(nèi)側(cè), ,速度方向沿軌跡的切線速度方向沿軌跡的切線. .2.2.由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定電場力的方向由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定電場力的方向; ;由電場力和電場線由電場力和電場線的方向可判斷電荷的正負(fù)的方向可判斷電荷的正負(fù); ;由電場線的疏密程度可確定電場力的大小由電場線的疏密程度可確定電場力的大小, ,再根據(jù)牛頓第二定律再根據(jù)牛頓第二定律F=maF

7、=ma可判斷運(yùn)動電荷加速度的大小可判斷運(yùn)動電荷加速度的大小. .【例例3 3】 (2017(2017江蘇如東高級中學(xué)四校聯(lián)考江蘇如東高級中學(xué)四校聯(lián)考)()(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,直線是直線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線, ,曲線是某一帶電粒子曲線是某一帶電粒子通過電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡通過電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡, ,a,ba,b是軌跡上兩點(diǎn)是軌跡上兩點(diǎn). .若帶電粒子運(yùn)動過程中若帶電粒子運(yùn)動過程中只受電場力作用只受電場力作用, ,根據(jù)此圖可以判斷出的是根據(jù)此圖可以判斷出的是( ( ) )A.A.帶電粒子所帶電荷的符號帶電粒子所帶

8、電荷的符號B.B.帶電粒子在帶電粒子在a,ba,b兩點(diǎn)的受力方向兩點(diǎn)的受力方向C.C.帶電粒子在帶電粒子在a,ba,b兩點(diǎn)的加速度何處大兩點(diǎn)的加速度何處大D.D.帶電粒子在帶電粒子在a,ba,b兩點(diǎn)的加速度方向兩點(diǎn)的加速度方向BCDBCD解析解析: :根據(jù)合外力指向帶電粒子運(yùn)動軌跡的凹面根據(jù)合外力指向帶電粒子運(yùn)動軌跡的凹面, ,可以確定帶電粒子受可以確定帶電粒子受電場力的方向電場力的方向, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B,DB,D可以判斷可以判斷; ;電場線越密集的地方電場強(qiáng)度越大電場線越密集的地方電場強(qiáng)度越大, ,帶電粒子受到的電場力越大帶電粒子受到的電場力越大, ,加速度越大加速度越大, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C可

9、以判斷可以判斷; ;由于不知道由于不知道電場線的方向電場線的方向, ,只知道帶電粒子的受力方向只知道帶電粒子的受力方向, ,無法判斷帶電粒子的電性無法判斷帶電粒子的電性, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A不可以判斷不可以判斷. .方法總結(jié)方法總結(jié) 根據(jù)電場線和粒子的運(yùn)動軌跡判斷運(yùn)動的方法根據(jù)電場線和粒子的運(yùn)動軌跡判斷運(yùn)動的方法在電場線與粒子運(yùn)動軌跡的交點(diǎn)處確定速度方向和電場力方向在電場線與粒子運(yùn)動軌跡的交點(diǎn)處確定速度方向和電場力方向( (或電場力或電場力的反方向的反方向););軌跡上該點(diǎn)切線的方向?yàn)樗俣确较蜍壽E上該點(diǎn)切線的方向?yàn)樗俣确较? ,電場線上該點(diǎn)切線的方向電場線上該點(diǎn)切線的方向?yàn)殡妶隽Φ姆较蚧蚱浞捶较?/p>

10、為電場力的方向或其反方向, ,然后根據(jù)力指向軌跡的凹側(cè)的特點(diǎn)然后根據(jù)力指向軌跡的凹側(cè)的特點(diǎn), ,確定電場確定電場力的方向力的方向, ,進(jìn)一步根據(jù)力與速度間的夾角判斷粒子加速不是減速進(jìn)一步根據(jù)力與速度間的夾角判斷粒子加速不是減速. .【拓展提升拓展提升3 3】如圖所示如圖所示, ,實(shí)線為電場線實(shí)線為電場線( (方向未畫出方向未畫出),),虛線是一帶電虛線是一帶電粒子只在靜電力的作用下由粒子只在靜電力的作用下由a a到到b b的運(yùn)動軌跡的運(yùn)動軌跡, ,軌跡為一條拋物線軌跡為一條拋物線. .下列下列判斷正確的是判斷正確的是( ( ) )A.A.電場線電場線MNMN的方向一定是由的方向一定是由N N指

11、向指向M MB.B.帶電粒子由帶電粒子由a a運(yùn)動到運(yùn)動到b b的過程中速度一定逐漸減小的過程中速度一定逐漸減小C.C.帶電粒子在帶電粒子在a a點(diǎn)的速度一定小于在點(diǎn)的速度一定小于在b b點(diǎn)的速度點(diǎn)的速度D.D.帶電粒子在帶電粒子在a a點(diǎn)的加速度一定大于在點(diǎn)的加速度一定大于在b b點(diǎn)的加速度點(diǎn)的加速度C C解析解析: :由于該粒子只受靜電力作用且做曲線運(yùn)動由于該粒子只受靜電力作用且做曲線運(yùn)動, ,粒子所受外力指向軌跡粒子所受外力指向軌跡內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè), ,所以粒子所受靜電力一定是由所以粒子所受靜電力一定是由M M指向指向N,N,但是由于粒子的電荷性質(zhì)不但是由于粒子的電荷性質(zhì)不清楚清楚, ,所以電場

12、線的方向無法確定所以電場線的方向無法確定, ,故故A A錯誤錯誤; ;粒子從粒子從a a運(yùn)動到運(yùn)動到b b的過程中的過程中, ,靜電力與速度成銳角靜電力與速度成銳角, ,粒子做加速運(yùn)動粒子做加速運(yùn)動, ,速度增大速度增大, ,故故B B錯誤錯誤,C,C正確正確;b;b點(diǎn)的點(diǎn)的電場線比電場線比a a點(diǎn)的密點(diǎn)的密, ,所以帶電粒子在所以帶電粒子在a a點(diǎn)的加速度小于在點(diǎn)的加速度小于在b b點(diǎn)的加速度點(diǎn)的加速度, ,故故D D錯誤錯誤. .達(dá)標(biāo)測評達(dá)標(biāo)測評 隨堂演練隨堂演練檢測效果檢測效果1.1.絕緣細(xì)線的一端與一帶正電的小球絕緣細(xì)線的一端與一帶正電的小球M M相連接相連接, ,另一端固定在天花板上

13、另一端固定在天花板上, ,在小球在小球M M下面的一絕緣水平面上固定了另一個帶電小球下面的一絕緣水平面上固定了另一個帶電小球N,N,在下列情況下在下列情況下, ,小球小球M M能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是( ( ) )B B解析解析: :M M受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)受到三個力的作用處于平衡狀態(tài), ,則絕緣細(xì)線的拉力與兩個球的則絕緣細(xì)線的拉力與兩個球的庫侖力的合力必與庫侖力的合力必與M M的重力大小相等的重力大小相等, ,方向相反方向相反, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確. .2.2.一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn), ,在電場力作用下沿曲線在電場力作用下沿曲線abcabc從從a a運(yùn)動

14、到運(yùn)動到c,c,已知質(zhì)點(diǎn)的速已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的率是遞減的. .關(guān)于關(guān)于b b點(diǎn)電場強(qiáng)度點(diǎn)電場強(qiáng)度E E的方向的方向, ,下列圖示中可能正確的是下列圖示中可能正確的是( (虛線是曲虛線是曲線在線在b b點(diǎn)的切線點(diǎn)的切線)()( ) )D D解析解析: :負(fù)電荷所受的電場力與電場強(qiáng)度方向相反負(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)所受的曲線運(yùn)動中質(zhì)點(diǎn)所受的合力合力( (本題是電場力本題是電場力) )方向指向軌跡的凹側(cè)方向指向軌跡的凹側(cè), ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)D D正確正確. .3.3.如圖所示是在一個電場中的如圖所示是在一個電場中的a,b,c,da,b,c,d四個點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電

15、荷時(shí)四個點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí), ,電荷電荷所受的電場力所受的電場力F F跟引入的電荷的電荷量之間的函數(shù)關(guān)系跟引入的電荷的電荷量之間的函數(shù)關(guān)系, ,下列說法正確的下列說法正確的是是( ( ) )A.A.該電場是勻強(qiáng)電場該電場是勻強(qiáng)電場B.a,b,c,dB.a,b,c,d四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是E Ed d E Eb bEEa a E Ec cC.C.這四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是這四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是E Eb bEEa a E Ec cEEd dD.D.無法比較場強(qiáng)的大小無法比較場強(qiáng)的大小B B解析解析: :對于電場中給定的位置對于電場中給定的位置, ,放入的檢驗(yàn)電荷的電荷量不同放入的檢

16、驗(yàn)電荷的電荷量不同, ,它受到的它受到的電場力不同電場力不同, ,但是電場力但是電場力F F與檢驗(yàn)電荷的電荷量與檢驗(yàn)電荷的電荷量q q的比值的比值 即場強(qiáng)即場強(qiáng)E E是不變是不變的的, ,因?yàn)橐驗(yàn)镕=F=qEqE, ,所以所以F F跟跟q q的關(guān)系圖線是一條過原點(diǎn)的直線的關(guān)系圖線是一條過原點(diǎn)的直線, ,該直線斜率的該直線斜率的大小即表示場強(qiáng)的大小大小即表示場強(qiáng)的大小, ,由此可得由此可得E Ed d E Eb bEEa aEEc c. .選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確. .Fq4 4.(.(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,實(shí)線是勻強(qiáng)電場的電場線實(shí)線是勻強(qiáng)電場的電場線, ,虛線是某一帶電粒子通過虛線

17、是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡. .a,ba,b是軌跡上兩點(diǎn)是軌跡上兩點(diǎn), ,若帶電粒子在運(yùn)動中只受電若帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用場力作用, ,則由此圖可作出正確判斷的是則由此圖可作出正確判斷的是( ( ) )A.A.帶電粒子帶負(fù)電荷帶電粒子帶負(fù)電荷B.B.帶電粒子帶正電荷帶電粒子帶正電荷C.C.帶電粒子所受電場力的方向向左帶電粒子所受電場力的方向向左D.D.帶電粒子做勻變速運(yùn)動帶電粒子做勻變速運(yùn)動解析解析: :由運(yùn)動軌跡的彎曲特點(diǎn)可知由運(yùn)動軌跡的彎曲特點(diǎn)可知, ,帶電粒子受水平向左的電場力作用帶電粒子受水平向左的電場力作用, ,故粒子帶負(fù)電故粒子帶負(fù)電, ,由于粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動由于粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動, ,則粒子受電場力是恒定的則粒子受電場力是恒定的, ,可知粒子運(yùn)動的加速度大小不變可知粒子運(yùn)動的加速度大小不變. .選項(xiàng)選項(xiàng)A,C,DA,C,D正確正確,B,B錯誤錯誤. .ACDACD