高中物理（人教版选修3-1）配套课件：第一章第4讲电势能和电势.pptx

第一章　静电场第4讲　习题课：电场力的性质目标定位1.会处理电场中的平衡问题.2.会处理电场力与牛顿第二定律结合的综合问题.栏目索引一、电场力作用下的平衡二、两等量电荷电场线的特点三、电场线与运动轨迹四、电场力与牛顿第二定律的结合对点检测 自查自纠知识梳理1.共点力的平衡条件：物体不受力或所受 为零.2.处理平衡问题常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和 法.选取研究对象时，要注意 法和隔离法的灵活运用.外力的合力整体正交分解答案一、电场力作用下的平衡典例精析例1　如图1所示，光滑水平面上相距为L的A、B两个带正电小球，电荷量分别为4Q和Q.要在它们之间引入第三个带电小球C，使三个小球都只在电场力相互作用下而处于平衡，求： 图1(1)小球C带何种电荷？解析　要使三个小球都只在电场力相互作用下而处于平衡，且A、B为两个带正电小球，故小球C带负电荷.答案　小球C带负电荷解析答案(2)C与A之间的距离x为多大？解析　对C，设C与A之间的距离为x，(3)C球的电荷量q为多大？总结提升解析答案总结提升同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，电荷间的关系为：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”.图2(1)每个小球带的电荷量q；解析　对B球受力分析如图所示：B球受三个力且处于平衡状态，其中重力与库仑力的合力大小等于绳子拉力的大小，方向与绳子拉力方向相反，由图可知：F库＝mgtan θ＝ ，①解析答案例2　如图2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：(2)B球所受绳的拉力FT.(3)墙壁对A球的弹力FN.结合①得FN＝mgtan θ.答案　mgtan θ解析答案返回知识梳理等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强为零连线上O点场强最小，指向负电荷一方二、两等量电荷电场线的特点连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最小，向外先变大后变小O点最大，向外逐渐减小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大反向等大同向典例精析例3　如图3所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q和－Q，c是线段ab的中心，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是(　)A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B.Fd、Fc的方向水平向右，Fe的方向竖直向上C.Fd、Fe的方向水平向右，Fc＝0D.Fd、Fc、Fe的大小都相等图3解析答案返回解析　根据场强叠加原理，等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示，d、c、e三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点所受电场力方向与场强方向可得到A正确，B、C错误；连线上场强由a到b先减小后增大，中垂线上由O到无穷远处逐渐减小，因此O点场强是连线上最小的(但不为0)，是中垂线上最大的，故Fd＞Fc＞Fe，故D错误.答案　A返回知识梳理1.物体做曲线运动的条件：合力在轨迹曲线的 侧，速度方向沿轨迹的 方向.2.由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的 ；由电场力和电场线的方向可判断电荷的 ；由电场线的疏密程度可确定电场力的 ，再根据牛顿第二定律F＝ma可判断运动电荷加速度的大小.内切线方向大小正负答案三、电场线与运动轨迹典例精析例4　如图4所示，实线为电场线(方向未画出)，虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一条抛物线.下列判断正确的是(　)A.电场线MN的方向一定是由N指向MB.带电粒子由a运动到b的过程中速度一定逐渐减小C.带电粒子在a点的速度一定小于在b点的速度D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度图4总结提升解析答案解析　由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子所受电场力一定是由M指向N，但是由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定，故A错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力与速度成锐角，粒子做加速运动，速度增大，故B错误，C正确；b点的电场线比a点的密，所以带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D错误，故选C.答案　C总结提升电场线决定力(或加速度)的方向，轨迹显示速度的方向，注意电场力的方向指向轨迹内侧.针对训练　一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(　)D解析　负电荷所受的电场力与电场强度方向相反，曲线运动中质点所受