高中物理 第2章 电场与示波器 2_1 习题课：电场力的性质学案 沪科版选修3-1

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散习题课：电场力的性质目标定位 1.会分析两等量同种电荷和等量异种电荷的电场分布.2.会用平行四边形定则分析电场的叠加.3.会由粒子的运动轨迹分析带电粒子的受力方向和所在处的电场方向.4.会解答电场与力学的综合问题一、两个等量点电荷周围的电场1等量同种点电荷的电场(如图1所示)：(1)两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大(2)两点电荷连线中垂线上由中点O到无限远，场强先变大后变小2等量异种点电荷的电场(如图2所示)：(1)两点电荷连线上，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小(2)两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧沿中垂线从中点到无限远处，场强一直减小，中点处场强最大例1两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图3所示，关于电子的运动，下列说法正确的是()图3A电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C电子运动到O时，加速度为零，速度最大D电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零针对训练如图4所示，一带负电粒子沿等量异号点电荷的中垂线由AOB匀速飞过，重力不计，则带电粒子所受除电场力之外的另一个力的大小和方向变化情况是()图4A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右二、电场强度矢量的叠加电场强度是矢量；空间存在多个电场时，空间中某点的电场强度应为每个电场单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和例2如图5所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()图5A12 B21 C2 D4三、电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析1物体做曲线运动的条件：合力在轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线2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，再根据牛顿第二定律Fma可判断电荷加速度大小例3 (多选)如图6所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以作出的判断是()图6A带电粒子所带电荷的符号B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的加速度何处大D带电粒子在a、b两点的加速度方向四、电场与力学规律的综合应用例4竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图7所示请问：图7(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？1(对场强公式的理解)(多选)下列关于电场强度的两个表达式E和E的叙述，正确的是()AE是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B由公式E可知，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是放入电场中试探电荷的电荷量，它适用于任何电场CE是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它适用于任何电场D从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式Fk，其中k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而k是点电荷q1产生的电场在q2处的场强大小2. (电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析)(多选)某静电场中的电场线如图8中实线所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()图8A粒子必定带正电荷B粒子必定带负电荷C粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度D粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度3. (两个等量点电荷周围的电场)如图9所示，在平面上建立坐标系xOy，在y轴上ya与ya处各放带等量正电荷Q的小物体，已知沿x轴正方向为电场正方向，带电体周围产生电场，这时x轴上的电场强度E的图像正确的是()图94. (电场强度矢量的叠加)如图10所示a、b、c、d四个点在一条直线上，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处固定有一电荷量为Q的点电荷，在d点处固定有另一个电荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷，已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为(已知k为静电力常量)()图10A0 BkCk Dk答案精析知识探究例1C带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上，中点O处的场强为零，向中垂线的两边先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零但a点与最大场强点的位置关系不能确定，当a点在最大场强点的上方时，电子在从a点向O点运动的过程中，加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子的加速度则一直减小，故A、B错误；但不论a点的位置如何，电子在向O点运动的过程中，都在做加速运动，所以电子的速度一直增加，当到达O点时，加速度为零，速度达到最大值，C正确；通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，与所受电场力方向相反，故电子做减速运动，由能量守恒定律得，当电子运动到a点关于O点对称的b点时，电子的速度为零同样因b点与最大场强的位置关系不能确定，故加速度大小的变化不能确定，D错误针对训练B例2B依题意，每个点电荷在O点产生的场强为，则当N点处的点电荷移至P点时，O点场强如图所示，合场强大小为E2，则，B正确例3BCD根据合外力指向带电粒子运动轨迹的凹侧，可以确定带电粒子所受电场力的方向，B、D可以；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，加速度越大，C可以；由于不知道电场线的方向，只知道带电粒子受力方向，无法确定带电粒子的电性，A不可以例4(1)(2) 解析(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示Tsin qETcos mg由得tan ，故q(2)由第(1)问中的方程知T，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.小球的加速度a，小球由静止开