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1、习题课一电场力的性质习题课一电场力的性质课堂探究课堂探究达标测评达标测评课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究【例例1 1】 ( (多选多选) )关于电场强度关于电场强度E,E,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )BDBD【拓展提升拓展提升1 1】 真空中真空中, ,带电荷量为带电荷量为Q Q的点电荷产生的电场中的点电荷产生的电场中, ,在距离点电荷在距离点电荷r r处放置一检验电荷处放置一检验电荷, ,若检验电荷电荷量为若检验电荷电荷量为q,q,则该处的场强大小为则该处的场强大小为( ( ) )C C二、库仑力作用下的平衡二、库仑力作用下的平衡两带电体间的静电力遵循牛顿
2、第三定律两带电体间的静电力遵循牛顿第三定律. .选取研究对象时选取研究对象时, ,要注意整体法要注意整体法和隔离法的灵活运用和隔离法的灵活运用; ;常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法等形和正交分解法等. .【例例2 2】 (2017(2017日照高二检测日照高二检测) )如图所示如图所示, ,光滑水平面上相距为光滑水平面上相距为L L的的A,BA,B两两个带正电小球个带正电小球, ,电荷量分别为电荷量分别为4Q4Q和和Q.Q.要在它们之间引入第三个带电小球要在它们之间引入第三个带电小球C,C,使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于
3、平衡使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡, ,求求: :(1)(1)小球小球C C带何种电带何种电? ?(2)C(2)C与与A A之间的距离之间的距离x x为多大为多大? ?(3)C(3)C球的电荷量球的电荷量q q为多大为多大? ?解析解析: :(1)(1)要使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡状态要使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡状态, ,且且A,BA,B两个小球带正电两个小球带正电, ,故故C C为负电荷为负电荷. .方法总结方法总结 三电荷系统的平衡问题处理方法三电荷系统的平衡问题处理方法同一直线上的三个自由点电荷同一直线上的三个自由点电荷, ,彼此间存在相互作用
4、的库仑力彼此间存在相互作用的库仑力, ,都处于都处于平衡的情况下平衡的情况下, ,每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零, ,因此可因此可以对三个电荷分别列平衡方程求解以对三个电荷分别列平衡方程求解( (解题时只需列其中两个电荷的平衡解题时只需列其中两个电荷的平衡方程即可方程即可).).【拓展提升拓展提升2 2】 如图所示如图所示, ,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, ,质量质量均为均为m,m,分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板上同一点分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板上同一点, ,平衡时平衡时,B,B球偏离竖直方球偏
5、离竖直方向向角角,A,A球竖直且与墙壁接触球竖直且与墙壁接触, ,此时此时A,BA,B两球位于同一高度且相距两球位于同一高度且相距L.L.求求: :(1)(1)每个小球所带的电荷量每个小球所带的电荷量q;q;解析解析: :(1)(1)对对B B球受力分析如图所示球受力分析如图所示,B,B球受三个力而保持平衡球受三个力而保持平衡, ,其中重力与其中重力与库仑力的合力大小等于绳子拉力大小库仑力的合力大小等于绳子拉力大小, ,方向与绳子拉力方向相反方向与绳子拉力方向相反. .答案答案: :(1)L(1)L (2)B(2)B球所受绳的拉力球所受绳的拉力T.T.解析解析: :(2)(2)对对B B球受力
6、分析球受力分析, ,由平衡条件知由平衡条件知T= .T= .答案答案: :(2)(2)三、电场线与运动轨迹三、电场线与运动轨迹1.1.物体做曲线运动时物体做曲线运动时, ,合力在轨迹曲线的内侧合力在轨迹曲线的内侧, ,速度方向沿轨迹的切线速度方向沿轨迹的切线. .2.2.由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向; ;由电场力和电场线由电场力和电场线的方向可判断电荷的正负的方向可判断电荷的正负; ;由电场线的疏密程度可确定电场力的大小由电场线的疏密程度可确定电场力的大小, ,再再根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F=maF=ma可判断运动电荷加速度的大小
7、可判断运动电荷加速度的大小. .【例例3 3】 (2017(2017江苏如东高级中学四校联考江苏如东高级中学四校联考)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,直线是一直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场的电场线簇未标明方向的由点电荷产生的电场的电场线, ,曲线是某一带电粒子通过曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹电场区域时的运动轨迹, ,a,ba,b是轨迹上两点是轨迹上两点. .若带电粒子运动过程中只受电若带电粒子运动过程中只受电场力作用场力作用, ,根据此图可以判断出的是根据此图可以判断出的是( ( ) )A.A.带电粒子所带电荷的符号带电粒子所带电荷的符号B.B.带电粒子在带电
8、粒子在a,ba,b两点的受力方向两点的受力方向C.C.带电粒子在带电粒子在a,ba,b两点的加速度何处大两点的加速度何处大D.D.带电粒子在带电粒子在a,ba,b两点的加速度方向两点的加速度方向BCDBCD解析解析: :根据合外力指向带电粒子运动轨迹的凹面根据合外力指向带电粒子运动轨迹的凹面, ,可以确定带电粒子受可以确定带电粒子受电场力的方向电场力的方向, ,选项选项B,DB,D可以判断可以判断; ;电场线越密集的地方电场强度越大电场线越密集的地方电场强度越大, ,带电粒子受到的电场力越大带电粒子受到的电场力越大, ,加速度越大加速度越大, ,选项选项C C可以判断可以判断; ;由于不知道由
9、于不知道电场线的方向电场线的方向, ,只知道带电粒子的受力方向只知道带电粒子的受力方向, ,无法判断带电粒子的电性无法判断带电粒子的电性, ,选项选项A A不可以判断不可以判断. .方法总结方法总结 根据电场线和粒子的运动轨迹判断运动的方法根据电场线和粒子的运动轨迹判断运动的方法在电场线与粒子运动轨迹的交点处确定速度方向和电场力方向在电场线与粒子运动轨迹的交点处确定速度方向和电场力方向( (或电场力或电场力的反方向的反方向););轨迹上该点切线的方向为速度方向轨迹上该点切线的方向为速度方向, ,电场线上该点切线的方向电场线上该点切线的方向为电场力的方向或其反方向为电场力的方向或其反方向, ,然
10、后根据力指向轨迹的凹侧的特点然后根据力指向轨迹的凹侧的特点, ,确定电场确定电场力的方向力的方向, ,进一步根据力与速度间的夹角判断粒子加速不是减速进一步根据力与速度间的夹角判断粒子加速不是减速. .【拓展提升拓展提升3 3】如图所示如图所示, ,实线为电场线实线为电场线( (方向未画出方向未画出),),虚线是一带电虚线是一带电粒子只在静电力的作用下由粒子只在静电力的作用下由a a到到b b的运动轨迹的运动轨迹, ,轨迹为一条抛物线轨迹为一条抛物线. .下列下列判断正确的是判断正确的是( ( ) )A.A.电场线电场线MNMN的方向一定是由的方向一定是由N N指向指向M MB.B.带电粒子由带
11、电粒子由a a运动到运动到b b的过程中速度一定逐渐减小的过程中速度一定逐渐减小C.C.带电粒子在带电粒子在a a点的速度一定小于在点的速度一定小于在b b点的速度点的速度D.D.带电粒子在带电粒子在a a点的加速度一定大于在点的加速度一定大于在b b点的加速度点的加速度C C解析解析: :由于该粒子只受静电力作用且做曲线运动由于该粒子只受静电力作用且做曲线运动, ,粒子所受外力指向轨迹粒子所受外力指向轨迹内侧内侧, ,所以粒子所受静电力一定是由所以粒子所受静电力一定是由M M指向指向N,N,但是由于粒子的电荷性质不但是由于粒子的电荷性质不清楚清楚, ,所以电场线的方向无法确定所以电场线的方向
12、无法确定, ,故故A A错误错误; ;粒子从粒子从a a运动到运动到b b的过程中的过程中, ,静静电力与速度成锐角电力与速度成锐角, ,粒子做加速运动粒子做加速运动, ,速度增大速度增大, ,故故B B错误错误,C,C正确正确;b;b点的电点的电场线比场线比a a点的密点的密, ,所以带电粒子在所以带电粒子在a a点的加速度小于在点的加速度小于在b b点的加速度点的加速度, ,故故D D错错误误. .达标测评达标测评 随堂演练随堂演练检测效果检测效果1.1.绝缘细线的一端与一带正电的小球绝缘细线的一端与一带正电的小球M M相连接相连接, ,另一端固定在天花板上另一端固定在天花板上, ,在小球
13、在小球M M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N,N,在下列情况下在下列情况下, ,小球小球M M能处于静止状态的是能处于静止状态的是( ( ) )B B解析解析: :M M受到三个力的作用处于平衡状态受到三个力的作用处于平衡状态, ,则绝缘细线的拉力与两个球的则绝缘细线的拉力与两个球的库仑力的合力必与库仑力的合力必与M M的重力大小相等的重力大小相等, ,方向相反方向相反, ,选项选项B B正确正确. .2.2.一带负电荷的质点一带负电荷的质点, ,在电场力作用下沿曲线在电场力作用下沿曲线abcabc从从a a运动到运动到c,c,已知质点的速已知
14、质点的速率是递减的率是递减的. .关于关于b b点电场强度点电场强度E E的方向的方向, ,下列图示中可能正确的是下列图示中可能正确的是( (虚线是曲虚线是曲线在线在b b点的切线点的切线)()( ) )D D解析解析: :负电荷所受的电场力与电场强度方向相反负电荷所受的电场力与电场强度方向相反, ,曲线运动中质点所受的曲线运动中质点所受的合力合力( (本题是电场力本题是电场力) )方向指向轨迹的凹侧方向指向轨迹的凹侧, ,所以选项所以选项D D正确正确. .3.3.如图所示是在一个电场中的如图所示是在一个电场中的a,b,c,da,b,c,d四个点分别引入检验电荷时四个点分别引入检验电荷时,
15、,电荷所电荷所受的电场力受的电场力F F跟引入的电荷的电荷量之间的函数关系跟引入的电荷的电荷量之间的函数关系, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.该电场是匀强电场该电场是匀强电场B.a,b,c,dB.a,b,c,d四点的场强大小关系是四点的场强大小关系是E Ed d E Eb bEEa a E Ec cC.C.这四点的场强大小关系是这四点的场强大小关系是E Eb bEEa a E Ec cEEd dD.D.无法比较场强的大小无法比较场强的大小B B解析解析: :对于电场中给定的位置对于电场中给定的位置, ,放入的检验电荷的电荷量不同放入的检验电荷的电荷量不同, ,它受到的
16、电它受到的电场力不同场力不同, ,但是电场力但是电场力F F与检验电荷的电荷量与检验电荷的电荷量q q的比值的比值 即场强即场强E E是不变的是不变的, ,因为因为F=F=qEqE, ,所以所以F F跟跟q q的关系图线是一条过原点的直线的关系图线是一条过原点的直线, ,该直线斜率的大小该直线斜率的大小即表示场强的大小即表示场强的大小, ,由此可得由此可得E Ed d E Eb bEEa aEEc c. .选项选项B B正确正确. .4 4.(.(多选多选) )如图所示如图所示, ,实线是匀强电场的电场线实线是匀强电场的电场线, ,虚线是某一带电粒子通过该虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运
17、动轨迹电场区域时的运动轨迹. .a,ba,b是轨迹上两点是轨迹上两点, ,若带电粒子在运动中只受电场若带电粒子在运动中只受电场力作用力作用, ,则由此图可作出正确判断的是则由此图可作出正确判断的是( ( ) )A.A.带电粒子带负电荷带电粒子带负电荷B.B.带电粒子带正电荷带电粒子带正电荷C.C.带电粒子所受电场力的方向向左带电粒子所受电场力的方向向左D.D.带电粒子做匀变速运动带电粒子做匀变速运动解析解析: :由运动轨迹的弯曲特点可知由运动轨迹的弯曲特点可知, ,带电粒子受水平向左的电场力作用带电粒子受水平向左的电场力作用, ,故粒子带负电故粒子带负电, ,由于粒子在匀强电场中运动由于粒子在匀强电场中运动, ,则粒子受电场力是恒定的则粒子受电场力是恒定的, ,可知粒子运动的加速度大小不变可知粒子运动的加速度大小不变. .选项选项A,C,DA,C,D正确正确,B,B错误错误. .ACDACD
