《电场力的性质1》学案

高二物理学案
电场力的性质复习1
【目标】
　1.会分析两等量同种电荷和两等量异种电荷的电场分布.
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.
3.会解答库仑力作用下带电体的平衡问题和加速问题.
一、电场力作用下的平衡
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"F:\\2017\\同步\\步步高\\物理\\人教选修3-1\\word\\左括.TIF"
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例1.　如图所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两点电荷A、B，相距L，问：
(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？
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上同一点，平衡时，B球偏离竖直方向θ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)每个小球带的电荷量q；
(2)B球所受绳的拉力FT；
(3)墙壁对A球的弹力FN.
二、两等量点电荷周围的电场
1.等量同号点电荷的电场(电场线分布如图3)：
(1)两点电荷连线上，中点O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O到无限远，场强先变大后变小.
2.等量异号点电荷的电场(电场线分布如图4)：
(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.
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步步高
物理
人教
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图3　　　　　　　　　　图4
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例3
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　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，如图所示，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　)
A.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大
D.电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零
针对训练1:如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q.在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球(　
　)
A.速度先增大后减小
B.受到的库仑力先做负功后做正功
C.受到的库仑力最大值为
D.管壁对小球的弹力最大值为
三、电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析
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例4
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　如图7所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则(　　)
A.a一定带正电，b一定带负电
B.a的速度将减小，b的速度将增加
C.a的加速度将减小，b的加速度将增加
D.两个粒子的动能，一个增加一个减小
四、电场中的动力学问题
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例5　如图所示，光滑斜面(足够长)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，(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g＝10
m/s2)求：
(1)原来的电场强度；
(2)小物块运动的加速度；
(3)小物块2
s末的速度和2
s内的位移.
课堂练习：
如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷)，三小球在一条直线上均处于静止状态，则以下判断正确的是(　　)
A.A对B的电场力一定是引力
B.A对B的电场力可能是斥力
C.A的电荷量可能比B少
D.C的电荷量一定比B少
2.如图所示，质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2的两小球，分别用绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α和β(α＞β)，两小球恰在同一水平线上，那么(　　)
A.两球一定带异种电荷
B.q1一定大于q2
C.m1一定小于m2
D.m1所受的库仑力一定大于m2所受的库仑力
3.(多选)如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力，则下列判断中正确的是(　　)
A.若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电
B.不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电
C.若粒子是从B运动到A，则其加速度减小
D.若粒子是从B运动到A，则其速度减小
直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A.，沿y轴正向
B.，沿y轴负向
C.，沿y轴正向
D.，沿y轴负向
5.如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E＝1.25×104
N/C，一根长L＝1.5
m、与水平方向的夹角θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6
C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6
C，质量m＝1.0×10－2
kg.将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动.(静电力常量k＝9.0×109
N·m2/C2，取g＝10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)求：
(1)小球B开始运动时的加速度为多大？
(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？
电场力的性质复习1选题说明
例1
电荷平衡问题
（1）r＝
（2）电荷量的大小和电性对平衡无影响，（3）应在AB连线上且在A的右边，距A点电荷处放置一个电荷量为q的负电荷.
例2电荷平衡问题
答案　(1)L　(2)　(3)mgtanθ
例3.两等量点电荷周围的电场
C
针对训练1
C
例4.电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析
C
例5.电场中的动力学问题
答案　(1)　(2)3
m/s2，方向沿斜面向下　(3)6
m/s　6
m
课堂练习：1
电荷平衡
答案　A
2.
电荷平衡AC
3.电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析BC
4.两等量点电荷周围的电场答案　B
5..电场中的动力学问题
答案　(1)3.2
m/s2　(2)0.9
m