資源簡介

(共42張PPT)
第1章　靜電力與電場強度
微專題（一）：電場力的性質
核心素養：1.熟練運用庫侖定律解決電荷間相互作用的相關問題，進一步加深對場強 疊加觀念的理解. 2.應用共點力平衡條件解決庫侖力平衡問題. 3.能夠應用牛頓第二 定律解決電場中力和運動關系的問題.
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研習任務一　庫侖力作用下的平衡問題
核心　歸納
1. 帶電體在多個力作用下處于平衡狀態，帶電體所受合外力為零，因此可用共點力 平衡的知識分析，常用的方法有正交分解法、合成法等.
2. 解決靜電力平衡問題的基本思路
（1）確定研究對象.
（2）分析研究對象的受力，畫出力的示意圖.
（3）運用合成法和分解法，找到已知量和未知量的關系.
（4）列方程求解.
C
A. 彈簧彈力大于三個小球的總重力
B. A小球受三個作用力
C. A小球帶的電荷量是B小球帶的電荷量的2倍
D. 剪斷彈簧后三個小球一起做自由落體運動
　　
A. 1∶3
C. 3∶1
A
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研習任務二　電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡
核心　歸納
1. 帶電粒子做曲線運動時，合力指向軌跡曲線的內側，速度方向沿軌跡的切線方向.
2. 分析思路
（1）由軌跡的彎曲情況結合電場線確定靜電力的方向.
（2）由靜電力和電場線的方向可判斷帶電粒子所帶電荷的正負.
（3）由電場線的疏密程度可確定靜電力的大小，再根據牛頓第二定律F＝ma可判斷 帶電粒子的加速度大小.
研習　經典
A
B
C
D
A
[解析]　A圖中電子做曲線運動，合力指向軌跡凹側，對電子受力分析如圖甲所示， 可見與曲線運動的受力特點相符，A正確；B圖中電子做曲線運動，合力指向軌跡凹 側，對電子受力分析如圖乙所示，可見與曲線運動的受力特點相矛盾，B錯誤；C圖 中電子做曲線運動，合力指向軌跡凹側，對電子受力分析如圖丙所示，可見與曲線運 動的受力特點相矛盾，C錯誤；D圖中電子做曲線運動，合力指向軌跡凹側，對電子 受力分析如圖丁所示，可見與曲線運動的受力特點相矛盾，D錯誤.故選A.
　　 　　 　　
甲　 乙　 丙　 丁
[訓練2]　如圖所示，用細線將質量為4×10－3 kg的帶電小球P懸掛在O點下，當空中 有方向為水平向右、大小為1×104 N/C的勻強電場時，小球偏轉37°后處在靜止狀態 （sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2）.
（1）分析小球的帶電性質；
帶正電
解析：（1）對小球受力分析如圖所示.所受靜電力F與電場強度方向 相同，所以小球帶正電.
（2）求小球的帶電荷量；
3×10－6 C
解析：（2）由平衡條件知F＝Eq＝mgtan 37°，代入數據解得q＝ 3×10－6 C.
（3）分析若把細線剪斷，小球做什么性質的運動.
初速度為零、加速度大小為12.5 m/s2的勻加速直線運動
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課后提素養
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
解析：小物體A必定受到重力和小物體B對它的庫侖力，這兩個力方向相反，若兩者 恰好相等，則A只受這兩個力作用.若向上的庫侖力小于A的重力，則A還將受到斜面 的支持力，這三個力不能平衡，用假設法可得A必定還受到斜面的靜摩擦力，所以A 受到的力可能是2個，也可能是4個，選A、C.
AC
A
A. 0.5v0 B. 0.6v0
C. 0.7v0 D. 0.8v0
B
解析：靜止時細線與豎直方向的夾角θ＝37°，小球的受力如圖甲所示，可知電場力 與重力的合力方向斜向下偏右，與豎直方向成37°；若將該小球從電場中的某點豎直 向上拋出，初速度大小為v0，將小球的運動分解為沿合力方向的分運動和垂直于合力 方向的分運動，如圖乙所示，可知小球在垂直于合力方向做勻速直線運動，故當沿合 力方向的分速度為零時，小球的速度具有最小值，則有vmin＝v0x＝v0sin 37°＝0.6v0， 選項B正確.
甲　 乙
4. 如圖所示，QA＝2×10－8 C，QB＝－2×10－8 C，A、B等高且相距3 cm；在水平方 向勻強電場的作用下A、B保持相對靜止，絕緣懸線沿豎直方向.求：
（1）勻強電場場強大小及方向；
2×105 N/C　方向水平向左
（2）A、B中點處電場的場強大小及方向.
1.4×106 N/C　方向水平向右
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課時作業
A. 該電場是勻強電場
B. 該電場一定是點電荷產生的電場
C. M點的電場強度比N點的小
D. 在M點放一個負電荷，其電場力的方向與電場方向相反
解析：由題圖所示，結合勻強電場的特點可知，該電場一定不是勻強電場，故A 錯誤；點電荷的電場為均勻的、輻射狀的電場，由題圖可知，該電場不是點電 荷的電場，故B錯誤；M、N是同一電場中的兩點，由題圖看出，M處電場線 密，N處電場線疏，則M處電場強度大于N處電場強度，故C錯誤；負電荷所受電 場力的方向是場強的反方向，故在M點放一個負電荷，其電場力的方向與電場方 向相反，D正確.故選D.
D
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A. a、b兩點的場強方向不一定相同
B. 因為電場線由a指向b，所以Ea＞Eb
C. 因為電場線是直線，所以Ea＝Eb
D. Ea、Eb的大小關系不能確定
解析：電場強度的方向沿著該點所在電場線切線的方向，若電場線為直線，則場強方 向與電場線方向一致，根據所給電場線可知，a、b兩點的場強方向相同，均與電場線 方向一致，故A錯誤；沿著電場線的方向電勢降低而不是電場強度減小，電場強度的 大小與電場線的疏密有關，電場線越密集電場強度越大，因不知道電場線的疏密程 度，則無法判斷a、b兩點的場強的大小，故B、C錯誤，D正確.故選D.
D
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A. 先變大后變小，方向水平向左
B. 先變大后變小，方向水平向右
C. 先變小后變大，方向水平向左
D. 先變小后變大，方向水平向右
解析：在AOB線上的電場強度方向水平向右，且O點的電場強度最大，可知電子沿等 量異種點電荷連線的中垂線由A→O→B做勻速運動的過程中，受力平衡，因所受的靜 電力先變大后減小，方向水平向左，則所受的另一個力的大小也是先變大后變小，方 向水平向右，故B正確.
B
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B
A
B
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解析：由題圖可看出，A點電場線最密集，故電場強度最大，靜電力最大，故加速度 最大，所以粒子從A到B的過程中加速度逐漸減小，由粒子的運動軌跡向右下方向彎 曲可知，帶電粒子所受靜電力的方向與電場強度方向相反，靜電力方向與速度方向夾 角大于90°，故靜電力做負功，速度減小，所以粒子做加速度減小的減速運動，故B 正確.
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A. 粒子帶負電
B. 正電荷的電荷量大于負電荷的電荷量
C. 粒子在b點的速度小于在c點的速度
D. 粒子在b點的加速度小于在c點的加速度
BC
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解析：由粒子僅在靜電力的作用下做曲線運動，電場力需指向曲線彎曲的凹側，由圖 可知，電場力方向與電場方向相同，可知，粒子帶正電，故A錯誤；由圖可知，正電 荷附近電場線較密，說明正電荷的電荷量大于負電荷的電荷量，故B正確；粒子由b 到c的過程中，電場力做正功，粒子的動能增加，則粒子在b點的動能小于在c點的動 能，則粒子在b點的速度小于在c點的速度，故C正確；由電場線越密電場強度越大可 知，b點的電場強度大于c點的電場強度，則粒子在b點的加速度大于在c點的加速度， 故D錯誤.故選B、C.
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A　　　　　　　　B
A
C　　　　　　　　D
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解析：在對電場中的多個物體進行受力分析時，可以將一個物體作為一個研究對象， 也可以將兩個或多個物體作為一個研究對象，這與力學中的連接體的處理類似，應靈 活掌握.將兩個小球當作一個整體，水平方向上兩小球受到的電場力（正電荷和負電 荷所受的電場力等大反向）平衡，所以兩小球的重力應與細線的拉力平衡，根據二力 平衡的條件可知，帶負電的小球與天花板間的細線的拉力方向應豎直向上；對帶正電 的小球進行受力分析，其所受的重力豎直向下，電場力水平向右，所以細線的拉力應 向左偏上.故選A.
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7. 長為L的絕緣細線下端系一帶正電的小球，其帶電荷量為Q，懸于O點，如圖所示. 當在O點固定另一個正電荷時，小球靜止在A處，細線拉力大小是其重力大小的兩倍. 現將小球拉至圖中B處（θ＝60°），放開小球讓它擺動.（靜電力常量為k，g為重力 加速度）
（1）固定在O處的正電荷帶的電荷量為多少？

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（2）小球擺回到A處時，懸線拉力為多大？
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A. a一定帶正電，b一定帶負電
B. a的速度將減小，b的速度將增大
C. a的加速度將減小，b的加速度將增大
D. 兩個粒子的動能，一個增大一個減小
C
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解析：帶電粒子做曲線運動，所受電場力的方向指向軌跡的內側，由于電場線的方向 未知，所以粒子電性不能確定，故A錯誤；從題圖軌跡變化來看，速度與力方向的夾 角都小于90°，所以電場力都做正功，動能都增大，速度都增大，故B、D錯誤；電 場線密的地方電場強度大，電場線疏的地方電場強度小，由F＝qE知a受力減小，加 速度減小，b受力增大，加速度增大，故C正確.
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ACD
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10. 如圖所示，一帶電量為q的帶正電小球用長為L的絕緣繩懸掛，勻強電場方向水平 向右.小球的質量為m，平衡時小球偏離豎直方向的夾角為θ＝37°，重力加速度為 g，sin 37°＝0.6.求：
（1）絕緣繩上的拉力為多大？
（2）勻強電場的電場強度為多大？
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（3）若將電場方向改為豎直向上，使小球做圓錐擺運動，懸線與豎直方向的夾角仍 為θ＝37°，則小球做圓周運動的角速度為多大？
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