高中物理人教选修31课件1.4习题课电场的力的性质

1、,高中物理选修3-1人教版,第一章 静电场,第四讲习题课电场的力的性质,目标定位,电场的力的性质,会处理电场中的平衡问题.,会处理库仑力与牛顿第二定律结合的综合问题.,1,2,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,预习导学,外力的合力 整体法 (1)正比 反比 连线 (2) 真空中 点电荷4(1) 任何电场 N/C或V/m (2) 真空 (3) 正电荷 电场 5(1) 矢量和 (2) 平行四边形,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,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

2、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、相似三角形和正交分解法等,一、库仑力作用下的平衡,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),目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,题眼：三个自由电荷受力平衡,例 1 如图所示，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

3、小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡，求： (1)小球C带何种电？ (2)C与A之间的距离x等于多大？ (3)C球的电荷量q为多大？,规律总结：“两同夹异”,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,解析 （1）由平衡条件可知小球C必然带负电,（2）以C为研究对象,解得：,规律总结： “两同夹异” “近小远大”,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例 1 如图所示，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： (1)小球C带何种电？ (2)C与A之间的距离x等于多

4、大？ (3)C球的电荷量q为多大？,电场的力的性质,课堂讲义,解析 （1）由平衡条件可知小球C必然带负电,（3）以B为研究对象,解得：,规律总结： “两同夹异” “两大夹小” “近小远大”,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例 1 如图所示，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： (1)小球C带何种电？ (2)C与A之间的距离x等于多大？ (3)C球的电荷量q为多大？,电场的力的性质,课堂讲义,例 2 如图所示，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

5、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 (1)每个小球带电荷量q； (2)B球所受绳的拉力T. (3)墙壁受到小球A的压力N；,解析 (1)对B完整的受力分析：,解得：,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,例 2 如图所示，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 (1)每个小球带电荷量q； (2)B球所受绳的拉力T. (3)墙壁受到小球A的压力N；,解

6、析 (2)对B受力分析如图所示：,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,例 2 如图所示，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 (1)每个小球带电荷量q； (2)B球所受绳的拉力T. (3)墙壁受到小球A的压力N；,(3)对A进行受力分析：,根据牛顿第三定律：,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,1电场线的特点,(1)由电场线的疏密可以判断场强的大小；,二、电场线与运动轨迹,3物体做曲线运动的条

7、件：合力在轨迹曲线的内侧，速度方向 沿轨迹的切线,(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FqE可知电场力大小，再根据牛顿第二定律Fma可 判断电荷加速度大小,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,场强与正电荷的受力方向相同,场强与负电荷的受力方向相反,说明粒子受到恒力作用,C,例 3 如图所示，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() A电场线MN的方向一定是由N指向M B带电粒子由a运动到b的过程中速度

8、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,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,三、电场力与牛顿第二定律的结合,例 4 如图所示，带电小球A和B放在光滑绝缘水平面上，质量分别为mA2 g，mB1 g；所带电荷量值qAqB107 C，A带正电，B带负电，现有水平向右的恒力F作用于A球，可使A、B一起向右运动，且保持间距d0.1 m不变，试问F多大？,解析 对A、B整体应用牛顿第二定律得： F(mAmB)a,隔离B，由牛顿第二定律得： F电mBa,两球库仑力,联立解得：F2.7102 N,目标定位,预习导学,

9、课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,三、电场力与牛顿第二定律的结合,解析(1) 物块静止于斜面上， 则mgsin 37qEcos 37,例 5 如图所示，光滑斜面倾角为37，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的 ，求： (1)原来的电场强度； (2)物块运动的加速度,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,课堂讲义,三、电场力与牛顿第二定律的结合,例 5 如图所示，光滑斜面倾角为37，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的

10、匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的 ，求： (1)原来的电场强度； (2)物块运动的加速度,(2)当场强变为原来的 时，小物块受到的合外力：,又F合=ma,所以 ，方向沿斜面向下,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,对点练习,库仑力作用下的平衡,1两个通电小球带电后相互排斥，如图所示两悬线跟竖直方向各有一个夹角、，且两球在同一水平面上两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示若已知，则一定有关系() A两球一定带同种电荷 Bm一定小于M Cq一定大于Q Dm受到的电场力一定大于M所受电场力,解析库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平

11、衡条件由图示可知两小球相互排斥，故A正确、D错误；,AB,偏角的大小与小球的质量和悬 线的长度有关，故B正确,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,对点练习,电场线与运动轨迹,2一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示不计粒子所受重力，则( ) A粒子带正电荷 B粒子加速度逐渐减小 CA点的速度大于B点的速度 D粒子的初速度不为零,BCD,若初速度为0，粒子将做直线运动，而非曲线运动。,F、E反向，粒子带负电,F、v成钝角，粒子减速,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,对点练习,电场力与牛顿第二定律的结合,3. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0102 kg，所带电荷量为2.0108 C现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直线成30角，绳长L0.2 m，求： (1)这个匀强电场的电场强度大小 (2)突然剪断轻绳，小球做什么运动？加速度大小和方向如何？,解析(1)根据共点力平衡得， qEmgtan 30,解得,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,电场的力的性质,对点练习,电场力与牛顿第二定律的结合,3. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电