第九、十章靜電場(chǎng)中的能量與應(yīng)用整合復(fù)習(xí)（教學(xué)課件） -高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

靜電場(chǎng)中的能量與應(yīng)用綜合復(fù)習(xí)第九、十章一、知識(shí)體系建構(gòu)——理清物理觀念例1兩個(gè)相同的金屬小球，帶電量之比為1∶7，相距為r(r遠(yuǎn)大于小球半徑)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，則它們間的庫(kù)侖力可能為原來(lái)的(

)CD題型一：庫(kù)侖定律的理解應(yīng)用例2.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球各用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線懸掛在同一點(diǎn)，當(dāng)兩球分別帶電量＋q1和＋q2時(shí)，兩絲線張開(kāi)一定的角度，下列哪些情況是可能的(

)A.若m1＝m2，則α1＝α2B.若m1>m2，則α1>α2C.若m1<m2，則α1>α2D.若m1＝m2，且q1>q2，則α1>α2AC例3：兩個(gè)很小的帶同種電荷的小球A和B，用絕緣細(xì)線連在一起，如圖所示，A球質(zhì)量為mA＝1.0

10－3kg，電量qA＝2.0

10－8C，B球質(zhì)量為mB＝2.0

10－3kg，電量qA＝3.0

10－8C，兩球心距離為r＝3

10－2m，求兩條細(xì)線上的拉力。3.0

10－2

N，2.6

10－2

N

例4、如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電+Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷處于平衡狀態(tài)，問(wèn)：C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電荷？應(yīng)放于何處？所帶電量為多少？三個(gè)自由的點(diǎn)電荷只受庫(kù)侖力的平衡規(guī)律：

三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大[拓展]上例中，若把兩個(gè)帶正電的小球固定，其他條件不變，則結(jié)果如何？對(duì)第三個(gè)小球的電性和電荷量無(wú)要求。[典例]

(多選)

A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出)，如圖所示。圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點(diǎn)，電場(chǎng)線的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱(chēng)。則下列說(shuō)法中正確的是(

)A．這兩點(diǎn)電荷一定是同種電荷B．這兩點(diǎn)電荷一定是異種電荷C．D、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相等D．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大[答案]

BD題型二：電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算[答案]

B例3.(2021·安徽阜陽(yáng)月考)如圖所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場(chǎng)線平行，A、C連線與電場(chǎng)線垂直。則(

)A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C．D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不可能為0D．A、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同[答案]

A例(多選)如圖所示，帶負(fù)電的點(diǎn)電荷旁有一接地大金屬板，A為金屬板內(nèi)的一點(diǎn)，B為金屬板左側(cè)外表面上的一點(diǎn)，下列關(guān)于金屬板上感應(yīng)電荷在A點(diǎn)和B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向判斷正確的是(

)A．感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿E1方向B．感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿E2方向C．感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能沿E3方向D．感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能沿E4方向題型三：靜電平衡的理解與應(yīng)用BC2．在燃?xì)庠钌铣０惭b電子點(diǎn)火器，電子點(diǎn)火器的放電電極應(yīng)該做成()A．圓頭狀B．針尖狀C．方形 D．橢球形答案：B

答案：C

題型四：帶電物體的平衡例2、如下圖所示，甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電量分別為q和-q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，甲球又用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,平衡時(shí)細(xì)線都被拉直，則平衡時(shí)的可能位置是下圖中的（

）EEEEABCD方法：整體法、隔離法A例3．質(zhì)量都是m的兩個(gè)完全相同、帶等量異種電荷的小球A、B分別用長(zhǎng)L的絕緣細(xì)線懸掛在同一水平面上相距為2L的M、N兩點(diǎn)，平衡時(shí)小球A、B的位置如圖甲所示，線與豎直方向夾角α＝30°。當(dāng)空間加沿MN方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，兩小球平衡時(shí)如圖乙所示，線與豎直方向夾角也是α＝30°。重力加速度為g，靜電力常量為k。求：(1)B小球的帶電荷量；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。帶電體在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用，還可能受到其他力的作用，如重力、彈力、摩擦力等，在諸多力的作用下帶電體所受合力可能不為零，做勻變速運(yùn)動(dòng)或非勻變速運(yùn)動(dòng)；處理這類(lèi)問(wèn)題，首先對(duì)帶電體進(jìn)行受力分析，再明確其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最后根據(jù)其所受的合力和所處的狀態(tài)，合理地選擇牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)以及圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)等相應(yīng)的規(guī)律解題。(1)帶電粒子(不考慮重力)的速度v與電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向平行時(shí)，帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步說(shuō)，如果電場(chǎng)力方向與初速度方向相同，則帶電粒子做加速直線運(yùn)動(dòng)，如果相反，則做減速直線運(yùn)動(dòng)。(2)帶電粒子(不考慮重力)垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由于只受電場(chǎng)力作用，沿初速度方向?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，而沿電場(chǎng)力的方向?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)為類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。歸納總結(jié)[答案]

BD題型五：帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題分析判斷角度判斷方法依據(jù)電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。(電場(chǎng)線的方向就是電勢(shì)降低最快的方向)場(chǎng)源電荷判斷法離場(chǎng)源正電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越高；離場(chǎng)源負(fù)電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越低根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷正電荷在電場(chǎng)力作用下移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電荷由高電勢(shì)處移向低電勢(shì)處；正電荷克服電場(chǎng)力做功，電荷由低電勢(shì)處移向高電勢(shì)處。對(duì)于負(fù)電荷，情況恰好相反根據(jù)Ep＝qφ判斷正電荷所在處的電勢(shì)能越大，該點(diǎn)電勢(shì)越高；負(fù)電荷所在處的電勢(shì)能越大，該點(diǎn)電勢(shì)越低方法總結(jié)：1、電勢(shì)高低的判斷方法判斷角度判斷方法依據(jù)電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低。(電場(chǎng)線的方向就是電勢(shì)降低最快的方向)場(chǎng)源電荷判斷法離場(chǎng)源正電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越高；離場(chǎng)源負(fù)電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越低根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷正電荷在電場(chǎng)力作用下移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電荷由高電勢(shì)處移向低電勢(shì)處；正電荷克服電場(chǎng)力做功，電荷由低電勢(shì)處移向高電勢(shì)處。對(duì)于負(fù)電荷，情況恰好相反根據(jù)Ep＝qφ判斷正電荷所在處的電勢(shì)能越大，該點(diǎn)電勢(shì)越高；負(fù)電荷所在處的電勢(shì)能越大，該點(diǎn)電勢(shì)越低方法總結(jié)：2、電勢(shì)高低的判斷方法場(chǎng)源電荷判斷法離場(chǎng)源正電荷越近，檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越大(或越小)；離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越小(或越大)電場(chǎng)線法順著電場(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng)，檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能減少(或增加)；逆著電場(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng)，檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能增加(或減少)2.如圖所示，實(shí)線為某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線為一帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，只受電場(chǎng)力，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.粒子帶負(fù)電B.粒子在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能EPA小于粒子在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能EPBC.粒子在A點(diǎn)具有的動(dòng)能EKA小于在B點(diǎn)具有的動(dòng)能EKBD.粒子在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度C3.(多選）有一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過(guò)一勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b、c。d均為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，且電勢(shì)Ua<Ub<Uc<Ud,若不計(jì)粒子所受重力,那么()A.粒子一定帶負(fù)電B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線C.從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)粒子的電勢(shì)能增加D.粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變[答案]

ABD4、(2021·江西南昌檢測(cè))(多選)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平。a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷)，b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)由靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度為零。則小球a(

)A．從N到Q的過(guò)程中，重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小B．從N到P的過(guò)程中，速率先增大后減小C．從N到Q的過(guò)程中，電勢(shì)能一直增加D．從P到Q的過(guò)程中，動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量[答案]

BC1．合力做功等于物體動(dòng)能的變化量，即W合＝ΔEk，這里的W合指合外力做的功。2．電場(chǎng)力做功決定帶電體電勢(shì)能的變化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。這與重力做功和重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系類(lèi)似。3．只有電場(chǎng)力做功時(shí)，帶電體電勢(shì)能與機(jī)械能的總量不變，即Ep1＋E機(jī)1＝Ep2＋E機(jī)2。這與只有重力做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒類(lèi)似?？偨Y(jié)6．(2021·全國(guó)乙卷)如圖(a)，在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷。由于靜電感應(yīng)，在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，金屬板上方電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖(b)中虛線所示，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差都相等。若將一正試探電荷先后放于M和N處，該試探電荷受到的電場(chǎng)力大小分別為FM和FN，相應(yīng)的電勢(shì)能分別為EpM和EpN，則(

)A．FM＜FN，EpM＞EpN

B．FM＞FN，EpM＞EpNC．FM＜FN，EpM＜EpN D．FM＞FN，EpM＜EpNA

C8、兩個(gè)等量點(diǎn)電荷位于x軸上，它們?cè)陟o電場(chǎng)中的電勢(shì)φ隨位置x的變化規(guī)律如圖所示(只畫(huà)出了部分區(qū)域內(nèi)的電勢(shì))，x軸上有B、C兩點(diǎn)，且OB>OC，由圖可知(

)A．C點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)B．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，B、C兩點(diǎn)處電場(chǎng)方向相同C．正電荷可以在x軸上