素养提升课1 电场力的性质（课件+word）-《优化指导》2019版新课标同步课堂物理（人教版选修3-1）

素养提升课1　电场力的性质 1．会分析两等量同种电荷和两等量异种电荷的电场分布． 2．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． [对应学生用书P9] 探究点一　两等量点电荷周围的电场 1．等量同号点电荷的电场(电场线分布如图甲)： (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．[来源:学科网] (2)两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远，场强先变大后变小． (3)关于中心点O点的对称点，场强等大反向． 2．等量异号点电荷的电场(电场线分布如图乙)： (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． 图甲　　　　　　　　　图乙 (3)关于中心点对称的点，场强等大同向． 如图所示，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的中点，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＝0 D．Fd、Fc、Fe的大小都相等 A　[根据场强叠加原理，d、c、e三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点受电场力方向与场强方向相同，故A正确，B、C错误；两点电荷连线上场强由a到b先减小后增大，中垂线上由c到无穷远处逐渐减小，因此c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．] [针对训练] 1．两个带等量正电荷的点电荷如图所示，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，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[来源:学科网] 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 C　[带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上，中点O处的场强为零，向中垂线的两边场强先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零．但a点与最大场强点的位置关系不能确定，电子在从a点向O点运动的过程中，当a点在最大场强点的上方时，加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子的加速度则一直减小，故A、B错误；但不论a点的位置如何，电子在向O点运动的过程中，都在做加速运动，所以电子的速度一直增加，当到达O点时，加速度为零，速度达到最大值，C正确；通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，与所受电场力方向相反，故电子做减速运动，由能量守恒定律得，当电子运动到与a点关于O点对称的b点时，电子的速度为零．同样因b点与最大场强点的位置关系不能确定，故加速度大小的变化不能确定，D错误．] 探究点二　电场强度的计算 计算电场强度的四种方法 (1)等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景． (2)对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化． (3)填补法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易，事半功倍． (4)微元法：将带电体分成许多电荷元，每个电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个电荷元的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强． 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轴负向，沿y轴正向　　 B． C．，沿y轴负向，沿y轴正向　　 D． [思路点拨]　“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”说明Q在G处的场强与两负点电荷在G处产生的场强等大反向． B　[处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1＝k，方向沿y轴负向．]，方向沿y轴正向，所以H点的场强E＝E3－E4＝，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4＝k，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3＝E2＝k，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2＝E1＝k 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正