人教版选修31 第1章 习题课1　电场的性质 学案.doc

习题课1电场的性质学习目标1.掌握电场强度、电场线的概念.2.理解电势高低及电势能增减的判断方法.3.会分析电场线、等势面和运动轨迹等方面的综合问题.4.会解答电势、电势能、电场力做功的综合问题合 作 探 究攻 重 难对电场强度、电场线的理解及应用1.电场强度的计算公式有三个：e、ek、e，应用时要根据具体情况选用2电场线是形象描述电场的强弱和方向的曲线，由电场的性质决定，与放入电场中的带电粒子无关，一旦电场确定，电场线的疏密和各点的方向就确定了3带电粒子的运动轨迹由带电粒子的初速度和所受的静电力决定，静电力只能决定带电粒子的加速度的大小和方向，带电粒子的加速度方向沿着电场线的切线方向，只有在电场线是直线且带电粒子的初速度为零或初速度方向平行于电场线的情况下，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合；否则，一定不重合如图所示，在水平向右、大小为e的匀强电场中，o点固定一电荷量为q的正电荷，a、b、c、d是以o为圆心、r为半径的同一圆周上的四个点，b、d连线与电场线平行，a、c连线与电场线垂直，静电力常量为k，则()aa点的场强大小为bb点的场强大小为ekcd点的场强不可能为0da、c两点的场强相同aa、c两点的合场强是e和eqk两个方向垂直的场强的合成，大小为，但方向不同，a正确，d错误；b、d两点的合场强是e和eqk两个在同一直线上的场强的合成，ebek，edek，b、c错误针对训练1.如图1所示，ab是某个点电荷的一根电场线，在电场线上o点由静止释放一个负电荷，它仅在电场力作用下沿电场线向b运动，下列判断正确的是()图1a电场线由b点指向a点，该电荷做加速运动，加速度越来越小b电场线由b点指向a点，该电荷做加速运动，其加速度大小变化由题设条件不能确定c电场线由a点指向b点，电荷做匀加速运动d电场线由b点指向a点，电荷做加速运动，加速度越来越大b仅由一条电场线是不能确定电场线的疏密情况的，所以无法判定电场力大小变化及加速度大小变化情况，选项a、c、d错误负电荷从o点由静止向b点运动说明其所受电场力由a点指向b点，电场强度方向由b点指向a点，所以选项b正确电势高低及电势能增减的判断1电势高低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向沿电场线方向电势逐渐降低(2)依据uababuab0，ab，uab0，aon，再作出此电场中过o的等势线，可知oq，a错误；m、o间的平均电场强度大于o、n间的平均电场强度，故umouonuqn，b错误；因umq0，负电荷从m到q静电力做负功，电势能增加，c正确；正电荷在q点所受的静电力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向，d错误电场线、等势面和运动轨迹等方面的综合带电粒子在电场中运动时，在电场线密处所受电场力大，加速度也大；其速度方向沿轨迹的切线方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方向或与切线相反的方向，所受合外力的方向指向曲线凹侧；其速度方向与电场力方向夹角小于90时电场力做正功，大于90时电场力做负功(多选)如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球m和n分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，m、n保持静止，不计重力，则()am的带电量比n的大bm带负电荷，n带正电荷c静止时m受到的合力比n的大d移动过程中匀强电场对m做负功【解析】两带电小球分别在两球间的库仑力和水平匀强电场的电场力作用下处于平衡状态，因为两小球间的库仑力等大反向，则匀强电场对两带电小球的电场力也等大反向，所以两带电小球的带电量相等，电性相反，静止时，两球所受合力均为零，选项a、c错误；m、n两带电小球受到的匀强电场的电场力分别水平向左和水平向右，即m带负电，n带正电，m、n两球在移动的过程中匀强电场对m、n均做负功，选项b、d正确【答案】bd针对训练3.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图3中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受电场力的作用，则粒子在电场中()图3a做直线运动，电势能先变小后变大b做直线运动，电势能先变大后变小c做曲线运动，电势能先变小后变大d做曲线运动，电势能先变大后变小c带负电的粒子受到的电场力垂直电势为0 v的等势面向上，粒子做曲线运动，电场力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故c正确电势、电势能、电场力做功的综合分析计算电场力做功的方法，常见的有以下几种1利用电场力做功与电势能的关系求解：wabepaepb.2利用wfd求解，此公式只适用于匀强电场3利用公式wabquab求解4利用动能定理求解如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆ac与半径为r的圆周交于b、c两点，在圆心处有一固定的正点电荷，b点为ac的中点，c点位于圆周的最低点现有一质量为m、电荷量为q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从a点由静止开始沿杆下滑，已知重力加速度为g，a点距过c点的水平面的竖直高度为3r，小球滑到b点时的速度大小为2.求：(1)小球滑到c点时的速度大小；(2)若以c点作为参考点(零电势点)，试确定a点的电势【解析】(1)因为b、c两点电势相等，故小球从b到c运动的过程中电场力做的总功为零由几何关系可得bc的竖直高度hbc根据动能定理有mg解得vc.(2)小球从a到c，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有mg3rw电，又根据电场力做功与电势能的关系：w电epaepcqa(qc)，又因为c0，可得a.【答案】(1)(2)针对训练4.如图4所示，带电荷量为q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的c点，斜面上有a、b两点，且a、b和c在同一直线上，a和c相距为l，b为ac中点现将一带电小球从a点由静止释放，当带电小球运动到b点时速度正好又为零已知带电小球在a点处的加速度大小为，静电力常量为k，求： 【导学号：55282060】图4(1)小球运动到b点时的加速度大小；(2)b和a两点间的电势差(用q和l表示)【解析】(1)带电小球在a点时：mgsin 30kmaa带电小球在b点时：mgsin 30mab且aa可解得：ab.(2)由a点到b点应用动能定理得：mgsin 30ubaq0.由mgsin 30kmaam可得：mgk可求得：uba.【答案】(1)(2)uba随 堂 自 测即 时 达 标(教师独具)1关于电场线，下列说法中正确的是()a电场线就是电荷运动的轨迹b电场中的电场线可以相交c电场线越密的地方场强越小d电场线上某点的切线方向与负试探电荷在该点所受电场力的方向相反d电场线是不闭合的曲线，它的疏密程度可以表示场强的大小，电场线越密的地方场强越大，电场线不能相交，电场线不等同于电荷运动的轨迹，故a、b、c均错；电场线某点的切线方向与放在该点的正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反，故只有d对2.a、b是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在静电力作用下以一定的初速度从a点沿电场线运动到b点，其vt图象如图所示，则该电场的电场线分布可能是图中的()abcdd根据vt图象，带电粒子的加速度逐渐增大，速度逐渐减小，选项d正确3如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和q，两球间用绝缘细线连接，甲球由绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为e，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是()abcda以甲、乙为整体，悬线1的拉力竖直向上，与重力平衡；对小球乙，重力和匀强电场的静电力的合力指向右下方，则悬线2的拉力和库仑引力的合力指向左上方，选项a正确4.如图所示，在两等量异种点电荷的连线上有d、e、f三点，且deef，k、m、l分别为过d、e、f三点的等势面一不计重力的带负电的粒子从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的