高中物理 14 习题课 电场的力的性质课件 新人教版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 浙 第4讲习题课电场的力的性质 目标定位 1 会处理电场中的平衡问题 2 会处理库仑力与牛顿第二定律结合的综合问题 1 库仑定律 1 内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小 跟它们的电荷量q1与q2的乘积成 跟它们的距离r的平方成 作用力的方向沿着它们的 正比 反比 连线 真空中 点电荷 任何电场 n c 真空 正电荷 所受电场力 3 场强叠加原理和应用 1 当空间有几个点电荷同时存在时 它们的电场就互相叠加 形成合电场 这时某点的场强就是各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的 2 场强是矢量 遵守矢量合成的定则 矢量和 平行四边形 一 库仑力作用下的平衡1 库仑力与前面学习过的重力 弹力和摩擦力一样都是矢量 在分析物体受力时 只要注意库仑力就可以了 2 两带电体间的静电力遵循牛顿第三定律 处理过程中选取研究对象时 要注意整体法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和正交分解法等 3 三电荷系统的平衡问题同一直线上的三个自由点电荷 彼此间存在相互作用的库仑力 在三个电荷都处于平衡的情况下 每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零 因此可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方程即可 例1 如图1 4 1所示 光滑水平面上相距为l的a b两个带正电小球 电荷量分别为4q和q 要在它们之间引入第三个带电小球c 使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡 求 图1 4 1 借题发挥同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时 电荷间的关系为 两同夹异 两大夹小 近小远大 例2 如图1 4 2所示 真空中两个相同的小球带有等量同种电荷 质量均为m 分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板的上同一点 平衡时 b球偏离竖直方向 角 a球竖直且与墙壁接触 此时a b两球位于同一高度且相距l 求 图1 4 2 甲 乙 3 选a为研究对象 对a球受力分析如图乙所示 a球受力平衡 n f库 mgtan 由牛顿第三定律得 墙受到小球a的压力大小为mgtan 方向水平向左 二 电场线与运动轨迹1 电场线的特点 1 由电场线的疏密可以判断场强的大小 2 根据电场线的切线方向可知场强的方向 2 由场强方向 结合电荷的正负可判断电荷所受电场力方向 由f qe可知电场力大小 再根据牛顿第二定律f ma可判断电荷加速度大小 3 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 例3 如图1 4 3所示 直线mn是某电场中的一条电场线 方向未画出 虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下 由a到b的运动轨迹 轨迹为一抛物线 下列判断正确的是 图1 4 3 a 电场线mn的方向一定是由n指向mb 带电粒子由a运动到b的过程中速度一定逐渐减小c 带电粒子在a点的速度一定小于b点的速度d 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度答案c 解析由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动 物体所受外力指向轨迹内侧 所以粒子所受电场力一定是由m指向n 但是由于粒子的电荷性质不清楚 所以电场线的方向无法确定 故a错误 粒子从a运动到b的过程中 电场力与速度成锐角 粒子做加速运动 速度增大 故b错误 c正确 由a到b的运动轨迹为一抛物线 说明粒子一定受恒力 即带电粒子在a点的加速度等于在b点的加速度 故d错误 故选c 三 电场力与牛顿第二定律的结合 例4 如图1 4 4所示 带电小球a和b放在光滑绝缘水平面上 质量分别为ma 2g mb 1g 所带电荷量值qa qb 10 7c a带正电 b