云南省德宏州梁河县高中物理 第一章 静电场 1.4 电场力的性质学案（无答案）新人教版选修3-1（通用）

学案1.4习题课：电场力的性质 1.理解电场强度的两个公式，知道它们的区别.2.会分析两等量同种电荷和两等量异种电荷的电场分布.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.会解答库仑力作用下带电体的平衡问题和加速问题【例题与变式】一、场强公式E与Ek的比较电场强度是由电场本身决定的，E是利用比值定义的电场强度的定义式，q是试探电荷，E的大小与q无关Ek是点电荷电场强度的决定式，Q为场源电荷的电荷量，E的大小与Q有关例1关于电场强度E，下列说法正确的是()A由E知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍B由Ek知，E与Q成正比，而与r2成反比C由Ek知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同D电场中某点的场强方向就是该点正电荷受到的静电力的方向二、两个等量点电荷周围的电场1等量同号点电荷的电场：(1)两点电荷连线上，中点处场强为零，向两侧场强逐渐增大(2)两点电荷连线中垂线上由中点到无限远，场强先变大后变小2等量异号点电荷的电场：(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2两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1所示，关于电子的运动，下列说法正确的是()图1A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，速度方向沿运动轨迹的切线2由运动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可确定电荷加速度大小例3如图2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静电力作用，根据此图可以作出的判断是()图2A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、电场中的平衡与加速1同一直线上三个自由点电荷的平衡问题同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零，根据平衡方程可得，点电荷间的关系为：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”2不共线力作用下的平衡问题带电体在多个力作用下处于平衡状态，物体所受合外力为零，因此可用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等3带电粒子在电场中的加速问题与力学问题分析方法完全相同，带电体的受力仍然满足牛顿第二定律，在进行受力分析时不要漏掉电场力(静电力)例4如图3所示，带电荷量分别为q和4q的两点电荷A、B，相距L，问：图3(1)若A、B固定，在何处放置点电荷C，才能使C处于平衡状态？(2)在(1)中的情形下，C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗？(3)若A、B不固定，在何处放一个什么性质的点电荷，才可以使三个点电荷都处于平衡状态？变式1如图4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：图4(1)原来的电场强度；(2)物块运动的加速度【目标检测】1(对场强公式的理解)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BE是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场CE是点电荷场强的决定式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式Fk，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小2.(两个等量点电荷周围的电场)如图5所示，一带负电粒子沿等量异种点电荷的中垂线由AOB匀速飞过，重力不计，则带电粒子所受另一个力的大小和方向变化情况是()图5A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3(电场线与带电粒子的运动轨迹)A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒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6所示则此电场的电场线分布可能是()图64(三个自由电荷的平衡)两个点电荷分别固定在左右两侧，左侧电荷带电荷量为Q1，右侧电荷带电荷量为Q2，且Q14Q2，另取一个可自由移动的点电荷q，放在Q1和Q2的连线上，欲使q平衡，则q的带电性质及所处位置可能为()A负电，放在Q1的左方 B负电，放在Q2的右方C正电，放在Q1的左方 D正电，放在Q2的右方5.(电场中的平衡问题)一根长为l的绝缘丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图7所示，丝线与竖直方向成37角，重力加速度为g，求：图7(1)小球受到的静电力大小；(2)匀强电场电场强度的大小【课后巩固】1真空中，带电荷量为Q的点电荷产生的电场中，在距离点电荷r处放置一试探电荷，若试探电荷电荷量为q，则该处的场强大小为()A0B.C.D与放在该点的试探电荷有关系2三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变由此可知()An3 Bn4Cn5 Dn63.如图2所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为q外，其余各点处的电荷量均为q，则圆心O处()图2A场强大小为，方向沿OA方向B场强大小为，方向沿AO方向C场强大小为，方向沿OA方向D场强大小为，方向沿AO方向4.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为q和q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图3所示要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q()图3A应放在A点，Q2q B应放在B点，Q2qC应放在C点，Qq D应放在D点，Qq5.如图4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4A12 B21C2 D46.某静电场中的电场线如图5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5A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7.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图6中虚线所示，电场线如图中实线所示，不计粒子所受重力，则()图6A粒子带正电荷B粒子加速度逐渐减小C粒子在A点的速度大于在B点的速度D粒子的初速度不为零8.如图7所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，则以下判断正确的是()图7Aa对b的静电力一定是引力Ba对b的静电力可能是斥力Ca的电荷量可能比b的少Da的电荷量一定比b的多9.如图8所示，可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电，B固定，其正下方的A静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为()图8A2 B3C4 D510.如图10所示，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：(重力加速度g的大小取10 m/s2)图10(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？