云南省德宏州梁河縣高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.4 電場(chǎng)力的性質(zhì)學(xué)案無(wú)答案新人教版選修31

1、學(xué)案1.4習(xí)題課：電場(chǎng)力的性質(zhì) 1.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)公式，知道它們的區(qū)別.2.會(huì)分析兩等量同種電荷和兩等量異種電荷的電場(chǎng)分布.3.會(huì)由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分析帶電粒子的受力方向和所在處的電場(chǎng)方向.4.會(huì)解答庫(kù)侖力作用下帶電體的平衡問(wèn)題和加速問(wèn)題【例題與變式】一、場(chǎng)強(qiáng)公式e與ek的比較電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的，e是利用比值定義的電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，q是試探電荷，e的大小與q無(wú)關(guān)ek是點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式，q為場(chǎng)源電荷的電荷量，e的大小與q有關(guān)例1關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度e，下列說(shuō)法正確的是()a由e知，若q減半，則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為原來(lái)的2倍b由ek知，e與q成正比，而與r2成反比c由ek知，在以q為球心，以r為

2、半徑的球面上，各處場(chǎng)強(qiáng)均相同d電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是該點(diǎn)正電荷受到的靜電力的方向二、兩個(gè)等量點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)1等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)： (1)兩點(diǎn)電荷連線上，中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零，向兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)逐漸增大(2)兩點(diǎn)電荷連線中垂線上由中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)，場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小2等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：(1)兩點(diǎn)電荷連線上，沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大，中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最小(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度方向都相同，總與中垂線垂直且指向負(fù)點(diǎn)電荷一側(cè)沿中垂線從中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)一直減小，中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最大例2兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷，o點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，a點(diǎn)在連線的中垂線上，若在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子，如圖1所示，關(guān)于電子的

3、運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖1a電子在從a向o運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越大，速度越來(lái)越大b電子在從a向o運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大c電子運(yùn)動(dòng)到o時(shí)，加速度為零，速度最大d電子通過(guò)o后，速度越來(lái)越小，加速度越來(lái)越大，一直到速度為零三、電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析1物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合力在軌跡曲線的內(nèi)側(cè)，速度方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線2由運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲情況結(jié)合電場(chǎng)線確定電場(chǎng)力的方向；由電場(chǎng)力和電場(chǎng)線的方向可判斷電荷的正負(fù)；由電場(chǎng)線的疏密程度可確定電場(chǎng)力的大小，再根據(jù)牛頓第二定律fma可確定電荷加速度大小例3如圖2所示，直線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，曲線是某一帶電粒

4、子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上兩點(diǎn)若帶電粒子運(yùn)動(dòng)中只受靜電力作用，根據(jù)此圖可以作出的判斷是()圖2a帶電粒子所帶電荷的符號(hào)b帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向c帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處大d帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度方向四、電場(chǎng)中的平衡與加速1同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題同一直線上的三個(gè)自由點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí)，每個(gè)電荷受到的合力均為零，根據(jù)平衡方程可得，點(diǎn)電荷間的關(guān)系為：“兩同夾異”、“兩大夾小”、“近小遠(yuǎn)大”2不共線力作用下的平衡問(wèn)題帶電體在多個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，物體所受合外力為零，因此可用共點(diǎn)力平衡的知識(shí)分析，常用的方法有正交分解法、合成法等3帶電粒子在電場(chǎng)中

5、的加速問(wèn)題與力學(xué)問(wèn)題分析方法完全相同，帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律，在進(jìn)行受力分析時(shí)不要漏掉電場(chǎng)力(靜電力)例4如圖3所示，帶電荷量分別為q和4q的兩點(diǎn)電荷a、b，相距l(xiāng)，問(wèn)：圖3(1)若a、b固定，在何處放置點(diǎn)電荷c，才能使c處于平衡狀態(tài)？(2)在(1)中的情形下，c的電荷量和電性對(duì)c的平衡有影響嗎？(3)若a、b不固定，在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的點(diǎn)電荷，才可以使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)？變式1如圖4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(chǎng)時(shí)，帶電小物塊恰好靜止在斜面上，從某時(shí)刻開始，電場(chǎng)強(qiáng)度變化為原來(lái)的，求：圖

6、4(1)原來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)物塊運(yùn)動(dòng)的加速度【目標(biāo)檢測(cè)】1(對(duì)場(chǎng)強(qiáng)公式的理解)下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式e和e的敘述，正確的是()ae是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，f是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量be是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，f是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)ce是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)d從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式fk，式是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小2.(兩個(gè)等量點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng))如圖5所示，一帶負(fù)電粒子沿等量異種點(diǎn)電荷的中垂

7、線由aob勻速飛過(guò)，重力不計(jì)，則帶電粒子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是()圖5a先變大后變小，方向水平向左b先變大后變小，方向水平向右c先變小后變大，方向水平向左d先變小后變大，方向水平向右3(電場(chǎng)線與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡)a、b是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在靜電力作用下以一定的初速度從a點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，其vt圖象如圖6所示則此電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是()圖64(三個(gè)自由電荷的平衡)兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在左右兩側(cè)，左側(cè)電荷帶電荷量為q1，右側(cè)電荷帶電荷量為q2，且q14q2，另取一個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷q，放在q1和q2的連線上，欲使q平衡，則q的帶電性質(zhì)及所處位置可能為()a負(fù)

8、電，放在q1的左方 b負(fù)電，放在q2的右方c正電，放在q1的左方 d正電，放在q2的右方5.(電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題)一根長(zhǎng)為l的絕緣絲線吊著一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖7所示，絲線與豎直方向成37°角，重力加速度為g，求：圖7(1)小球受到的靜電力大小；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小【課后鞏固】1真空中，帶電荷量為q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，在距離點(diǎn)電荷r處放置一試探電荷，若試探電荷電荷量為q，則該處的場(chǎng)強(qiáng)大小為()a0b.c.d與放在該點(diǎn)的試探電荷有關(guān)系2三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑球1的帶電荷量為q，球2的

9、帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn)，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為f.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)球1、2之間作用力的大小仍為f，方向不變由此可知()an3 bn4cn5 dn63.如圖2所示，a、b、c、d、e是半徑為r的圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn)，在這些點(diǎn)上各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，除a點(diǎn)處的電荷量為q外，其余各點(diǎn)處的電荷量均為q，則圓心o處()圖2a場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿oa方向b場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿ao方向c場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿oa方向d場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿ao方向4.ab和cd為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為o.將電荷量分別為q和q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于a

10、b對(duì)稱且距離等于圓的半徑，如圖3所示要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷q，則該點(diǎn)電荷q()圖3a應(yīng)放在a點(diǎn)，q2q b應(yīng)放在b點(diǎn)，q2qc應(yīng)放在c點(diǎn)，qq d應(yīng)放在d點(diǎn)，qq5.如圖4所示，m、n和p是以mn為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，o點(diǎn)為半圓弧的圓心，mop60°.電荷量相等、電性相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于m、n兩點(diǎn)，這時(shí)o點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為e1；若將n點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至p點(diǎn)，則o點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)閑2.e1與e2之比為()圖4a12 b21c2 d46.某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖5中實(shí)線所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，由m運(yùn)動(dòng)到n，以下說(shuō)

11、法正確的是()圖5a粒子必定帶正電荷b粒子必定帶負(fù)電荷c粒子在m點(diǎn)的加速度大于它在n點(diǎn)的加速度d粒子在m點(diǎn)的加速度小于它在n點(diǎn)的加速度7.一帶電粒子從電場(chǎng)中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，軌跡如圖6中虛線所示，電場(chǎng)線如圖中實(shí)線所示，不計(jì)粒子所受重力，則()圖6a粒子帶正電荷b粒子加速度逐漸減小c粒子在a點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度d粒子的初速度不為零8.如圖7所示，光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電小球a、b、c(均可視為點(diǎn)電荷)，三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，則以下判斷正確的是()圖7aa對(duì)b的靜電力一定是引力ba對(duì)b的靜電力可能是斥力ca的電荷量可能比b的少da的電荷量一定比b的多9.如圖8所示，可視為點(diǎn)電荷的小物體a、b分別帶負(fù)電和正電，b固定，其正下方的a靜止在絕緣斜面上，則a受力個(gè)數(shù)可能為()圖8a2 b3c4 d510.如圖10所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球，小球質(zhì)量為1.0×102 kg，所帶電荷量為2.0×108 c現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣繩與豎直線成30°角，繩長(zhǎng)l0.2 m，求：(重力加速度g的大小取10 m/s2)圖10(1)這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小(2)突然剪斷輕繩，小球做什么運(yùn)動(dòng)？加速度大小和方向如何？6edbc