2017-2018學(xué)年高中物理專題一電場力的性質(zhì)學(xué)案新人教版選修

1、專題一 電場力的性質(zhì)一、庫侖定律與庫侖力作用下的平衡1庫侖定律Fkeq f(q1q2,r2)適用于真空中兩個點電荷當(dāng)r0時，公式不再適用2庫侖力作用下的平衡問題(1)特點：F合0(2)分析方法同一直線上三個自由電荷的平衡電荷間的關(guān)系：“三點共線”、“兩大夾小”、“兩同夾異”、“近小遠(yuǎn)大”不共線力作用下的平衡用共點力平衡的知識分析，常用的方法有正交分解法、合成法等復(fù)習(xí)過關(guān)1在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線依次排列三個帶電小球A、B、C(可視為質(zhì)點)，如圖1所示若它們恰能處于平衡狀態(tài)，那么這三個小球所帶電荷量及電性的關(guān)系，下面情況可能的是()圖1A9、4、36B4、9、36C3、2、8D2、3、6

2、答案A解析根據(jù)“兩同夾異”“兩大夾小”可知，B、C、D錯誤，A正確2(多選)A、B兩帶電小球，質(zhì)量分別為mA、mB，用絕緣不可伸長的細(xì)線如圖2懸掛，靜止時A、B兩球處于相同高度若B對A及A對B的庫侖力分別為FA、FB，則下列判斷正確的是()圖2AFAFBB細(xì)線AC對A的拉力FTAeq f(mAg,2)C細(xì)線OC的拉力FTC(mAmB)gD同時燒斷AC、BC細(xì)線后，A、B在豎直方向的加速度相同答案CD解析對小球A受力分析，受重力、庫侖力、拉力，如圖所示，兩球間的庫侖力是作用力與反作用力，一定相等，與兩個球帶電荷量是否相等無關(guān)，故A錯誤；根據(jù)平衡條件有：mAgFTAcos30，因此FTAeq f(

3、2r(3),3)mAg，故B錯誤；由整體法可知，細(xì)線的拉力等于兩球的重力，故C正確；同時燒斷AC、BC細(xì)線后，A、B在豎直方向只受重力，所以加速度相同，故D正確二、電場強(qiáng)度及其疊加1場強(qiáng)的公式Eeq f(F,q)eq blcrc (avs4alco1(適用于任何電場,與試探電荷是否存在無關(guān))Eeq f(kQ,r2)eq blcrc (avs4alco1(適用于點電荷產(chǎn)生的電場,Q為場源電荷的電荷量)2電場的疊加(1)電場疊加：多個電荷在空間某處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則(3)注意事項弄清場源電荷是正電荷還是負(fù)電荷弄清求哪一點的場強(qiáng)，各

4、場源電荷在該點產(chǎn)生場強(qiáng)的大小和方向明確場強(qiáng)是矢量，矢量的合成滿足平行四邊形定則復(fù)習(xí)過關(guān)3.如圖3所示，真空中O點有一點電荷，在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點，a點的場強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60角，b點的場強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30角關(guān)于a、b兩點場強(qiáng)大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()圖3AEaeq f(r(3),3)EbBEaeq f(1,3)EbCEaeq r(3)EbDEa3Eb答案D解析由題圖可知，rbeq r(3)ra，再由Eeq f(kQ,r2)可知，eq f(Ea,Eb)eq f(roal(2,b),roal(2,a)3，故D正確4.圖4中邊長為a的正三角形AB

5、C的三個頂點分別固定三個點電荷q、q、q，則該三角形中心O點處的場強(qiáng)為()圖4A.eq f(6kq,a2)，方向由C指向OB.eq f(6kq,a2)，方向由O指向CC.eq f(r(3)kq,a2)，方向由C指向OD.eq f(r(3)kq,a2)，方向由O指向C答案B解析每個點電荷在O點處的場強(qiáng)大小都是Eeq f(kq,blc(rc)(avs4alco1(f(r(3)a,3)2)eq f(3kq,a2)，畫出矢量疊加的示意圖，如圖所示，由圖可得O點處的合場強(qiáng)為E合2Eeq f(6kq,a2)，方向由O指向C.B項正確5.如圖5所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場中，在O點固定一電荷量為Q的

6、正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直則()圖5AA點的場強(qiáng)大小為eq r(E2k2f(Q2,r4)BB點的場強(qiáng)大小為Ekeq f(Q,r2)CD點的場強(qiáng)大小不可能為0DA、C兩點的場強(qiáng)相同答案A三、電場線的應(yīng)用1電場線的應(yīng)用(1)判斷電場強(qiáng)度的大小電場線越密的地方電場強(qiáng)度越大，電場線越疏的地方電場強(qiáng)度越小(2)判斷電場力的方向電場線上某點的切線方向為電場強(qiáng)度的方向正電荷所受的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反(3)判斷電勢高低沿著電場線的方向電勢逐漸降低(4)電場線與等勢面垂直電場線與

7、等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面2電場線與電荷運(yùn)動的軌跡(1)電荷運(yùn)動的軌跡與電場線一般不重合若電荷只受電場力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者重合：電場線是直線電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場線方向平行(2)由粒子運(yùn)動軌跡判斷粒子運(yùn)動情況：粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場線相切由電場線的疏密判斷加速度大小由電場力做功的正負(fù)判斷粒子動能的變化復(fù)習(xí)過關(guān)6(多選)某靜電場中的電場線如圖6所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，由M運(yùn)動到N，其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，以下說法正確的是()圖6A粒子必定帶正電荷B由于M點沒有電場線，粒子在M點不受電場力的作用C粒子在M點

8、的加速度小于它在N點的加速度D粒子在M點的動能小于在N點的動能答案ACD解析根據(jù)帶電粒子運(yùn)動軌跡彎曲的情況，可以確定粒子受電場力的方向沿電場線方向，故此粒子帶正電，A選項正確由于電場線越密，電場強(qiáng)度越大，粒子受到的電場力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N點加速度大，B選項錯誤，C選項正確粒子從M點運(yùn)動到N點，電場力做正功，根據(jù)動能定理得此粒子在N點的動能大，故D選項正確7實線為三條方向未知的電場線，從電場中的M點以相同的速度飛出a、b兩個帶電粒子，a、b的運(yùn)動軌跡如圖7中的虛線所示(a、b只受電場力作用)，則 ()圖7Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電B電場力對a做正功，對b做

9、負(fù)功Ca的速度將減小，b的速度將增大Da的加速度將減小，b的加速度將增大答案D解析由于電場線的方向未知，故無法確定a、b的電性，A錯；電場力對a、b均做正功，兩帶電粒子動能均增大，則速度均增大，B、C均錯；a向電場線稀疏處運(yùn)動，電場強(qiáng)度減小，電場力減小，故加速度減小，b向電場線密集處運(yùn)動，電場強(qiáng)度增大，電場力增大，故加速度增大，D正確8.如圖8所示，一電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37的光滑斜面上，當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中，小物塊恰好靜止重力加速度取g，sin370.6，cos370.8.求：圖8(1)水平向右的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度；(2)若將電場強(qiáng)度減小為原來的eq f(1,2)，物塊的加速度是多大；電場強(qiáng)度變化后物塊下滑距離L時的動能答案(1)eq f(3mg,4q)(2)0.3g0.3mgL解析(1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，受力分析如圖所示，則有FNsin37qEFNcos37mg由可得E