鲁科版高中物理必修第三册第1章静电力与电场强度微专题（一）电场力的性质课件（42页ppt）

(共42张PPT)
第1章　静电力与电场强度
微专题（一）：电场力的性质
核心素养：1.熟练运用库仑定律解决电荷间相互作用的相关问题，进一步加深对场强 叠加观念的理解. 2.应用共点力平衡条件解决库仑力平衡问题. 3.能够应用牛顿第二 定律解决电场中力和运动关系的问题.
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研习任务一　库仑力作用下的平衡问题
核心　归纳
1. 带电体在多个力作用下处于平衡状态，带电体所受合外力为零，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.
2. 解决静电力平衡问题的基本思路
（1）确定研究对象.
（2）分析研究对象的受力，画出力的示意图.
（3）运用合成法和分解法，找到已知量和未知量的关系.
（4）列方程求解.
C
A. 弹簧弹力大于三个小球的总重力
B. A小球受三个作用力
C. A小球带的电荷量是B小球带的电荷量的2倍
D. 剪断弹簧后三个小球一起做自由落体运动
　　
A. 1∶3
C. 3∶1
A
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研习任务二　电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹
核心　归纳
1. 带电粒子做曲线运动时，合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向.
2. 分析思路
（1）由轨迹的弯曲情况结合电场线确定静电力的方向.
（2）由静电力和电场线的方向可判断带电粒子所带电荷的正负.
（3）由电场线的疏密程度可确定静电力的大小，再根据牛顿第二定律F＝ma可判断 带电粒子的加速度大小.
研习　经典
A
B
C
D
A
[解析]　A图中电子做曲线运动，合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析如图甲所示， 可见与曲线运动的受力特点相符，A正确；B图中电子做曲线运动，合力指向轨迹凹 侧，对电子受力分析如图乙所示，可见与曲线运动的受力特点相矛盾，B错误；C图 中电子做曲线运动，合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析如图丙所示，可见与曲线运 动的受力特点相矛盾，C错误；D图中电子做曲线运动，合力指向轨迹凹侧，对电子 受力分析如图丁所示，可见与曲线运动的受力特点相矛盾，D错误.故选A.
　　 　　 　　
甲　 乙　 丙　 丁
[训练2]　如图所示，用细线将质量为4×10－3 kg的带电小球P悬挂在O点下，当空中 有方向为水平向右、大小为1×104 N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态 （sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2）.
（1）分析小球的带电性质；
带正电
解析：（1）对小球受力分析如图所示.所受静电力F与电场强度方向 相同，所以小球带正电.
（2）求小球的带电荷量；
3×10－6 C
解析：（2）由平衡条件知F＝Eq＝mgtan 37°，代入数据解得q＝ 3×10－6 C.
（3）分析若把细线剪断，小球做什么性质的运动.
初速度为零、加速度大小为12.5 m/s2的匀加速直线运动
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课后提素养
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
解析：小物体A必定受到重力和小物体B对它的库仑力，这两个力方向相反，若两者 恰好相等，则A只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A的重力，则A还将受到斜面 的支持力，这三个力不能平衡，用假设法可得A必定还受到斜面的静摩擦力，所以A 受到的力可能是2个，也可能是4个，选A、C.
AC
A
A. 0.5v0 B. 0.6v0
C. 0.7v0 D. 0.8v0
B
解析：静止时细线与竖直方向的夹角θ＝37°，小球的受力如图甲所示，可知电场力 与重力的合力方向斜向下偏右，与竖直方向成37°；若将该小球从电场中的某点竖直 向上抛出，初速度大小为v0，将小球的运动分解为沿合力方向的分运动和垂直于合力 方向的分运动，如图乙所示，可知小球在垂直于合力方向做匀速直线运动，故当沿合 力方向的分速度为零时，小球的速度具有最小值，则有vmin＝v0x＝v0sin 37°＝0.6v0， 选项B正确.
甲　 乙
4. 如图所示，QA＝2×10－8 C，QB＝－2×10－8 C，A、B等高且相距3 cm；在水平方 向匀强电场的作用下A、B保持相对静止，绝缘悬线沿竖直方向.求：
（1）匀强电场场强大小及方向；
2×105 N/C　方向水平向左
（2）A、B中点处电场的场强大小及方向.
1.4×106 N/C　方向水平向右
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课时作业
A. 该电场是匀强电场
B. 该电场一定是点电荷产生的电场
C. M点的电场强度比N点的小
D. 在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方向相反
解析：由题图所示，结合匀强电场的特点可知，该电场一定不是匀强电场，故A 错误；点电荷的电场为均匀的、辐射状的电场，由题图可知，该电场不是点电 荷的电场，故B错误；M、N是同一电场中的两点，由题图看出，M处电场线 密，N处电场线疏，则M处电场强度大于N处电场强度，故C错误；负电荷所受电 场力的方向是场强的反方向，故在M点放一个负电荷，其电场力的方向与电场方 向相反，D正确.故选D.
D
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A. a、b两点的场强方向不一定相同
B. 因为电场线由a指向b，所以Ea＞Eb
C. 因为电场线是直线，所以Ea＝Eb
D. Ea、Eb的大小关系不能确定
解析：电场强度的方向沿着该点所在电场线切线的方向，若电场线为直线，则场强方 向与电场线方向一致，根据所给电场线可知，a、b两点的场强方向相同，均与电场线 方向一致，故A错误；沿着电场线的方向电势降低而不是电场强度减小，电场强度的 大小与电场线的疏密有关，电场线越密集电场强度越大，因不知道电场线的疏密程 度，则无法判断a、b两点的场强的大小，故B、C错误，D正确.故选D.
D
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A. 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
解析：在AOB线上的电场强度方向水平向右，且O点的电场强度最大，可知电子沿等 量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B做匀速运动的过程中，受力平衡，因所受的静 电力先变大后减小，方向水平向左，则所受的另一个力的大小也是先变大后变小，方 向水平向右，故B正确.
B
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B
A
B
C
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解析：由题图可看出，A点电场线最密集，故电场强度最大，静电力最大，故加速度 最大，所以粒子从A到B的过程中加速度逐渐减小，由粒子的运动轨迹向右下方向弯 曲可知，带电粒子所受静电力的方向与电场强度方向相反，静电力方向与速度方向夹 角大于90°，故静电力做负功，速度减小，所以粒子做加速度减小的减速运动，故B 正确.
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A. 粒子带负电
B. 正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量
C. 粒子在b点的速度小于在c点的速度
D. 粒子在b点的加速度小于在c点的加速度
BC
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解析：由粒子仅在静电力的作用下做曲线运动，电场力需指向曲线弯曲的凹侧，由图 可知，电场力方向与电场方向相同，可知，粒子带正电，故A错误；由图可知，正电 荷附近电场线较密，说明正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量，故B正确；粒子由b 到c的过程中，电场力做正功，粒子的动能增加，则粒子在b点的动能小于在c点的动 能，则粒子在b点的速度小于在c点的速度，故C正确；由电场线越密电场强度越大可 知，b点的电场强度大于c点的电场强度，则粒子在b点的加速度大于在c点的加速度， 故D错误.故选B、C.
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A　　　　　　　　B
A
C　　　　　　　　D
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解析：在对电场中的多个物体进行受力分析时，可以将一个物体作为一个研究对象， 也可以将两个或多个物体作为一个研究对象，这与力学中的连接体的处理类似，应灵 活掌握.将两个小球当作一个整体，水平方向上两小球受到的电场力（正电荷和负电 荷所受的电场力等大反向）平衡，所以两小球的重力应与细线的拉力平衡，根据二力 平衡的条件可知，带负电的小球与天花板间的细线的拉力方向应竖直向上；对带正电 的小球进行受力分析，其所受的重力竖直向下，电场力水平向右，所以细线的拉力应 向左偏上.故选A.
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7. 长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示. 当在O点固定另一个正电荷时，小球静止在A处，细线拉力大小是其重力大小的两倍. 现将小球拉至图中B处（θ＝60°），放开小球让它摆动.（静电力常量为k，g为重力 加速度）
（1）固定在O处的正电荷带的电荷量为多少？

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（2）小球摆回到A处时，悬线拉力为多大？
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A. a一定带正电，b一定带负电
B. a的速度将减小，b的速度将增大
C. a的加速度将减小，b的加速度将增大
D. 两个粒子的动能，一个增大一个减小
C
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解析：带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向指向轨迹的内侧，由于电场线的方向 未知，所以粒子电性不能确定，故A错误；从题图轨迹变化来看，速度与力方向的夹 角都小于90°，所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B、D错误；电 场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由F＝qE知a受力减小，加 速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确.
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ACD
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10. 如图所示，一带电量为q的带正电小球用长为L的绝缘绳悬挂，匀强电场方向水平 向右.小球的质量为m，平衡时小球偏离竖直方向的夹角为θ＝37°，重力加速度为 g，sin 37°＝0.6.求：
（1）绝缘绳上的拉力为多大？
（2）匀强电场的电场强度为多大？
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（3）若将电场方向改为竖直向上，使小球做圆锥摆运动，悬线与竖直方向的夹角仍 为θ＝37°，则小球做圆周运动的角速度为多大？
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