第一章 习题课 电场力的性质（讲解课件）-2019-2020学年高中物理选修3-1【优化探究】同步导学案（人教版）

习题课　电场力的性质 授课提示：对应学生用书第10页 1．电场力公式 (1)F＝Eq(适用于一切电场)． (2)F＝k(适用于真空中两点电荷)． 2．电场强度的计算公式 (1)E＝(场强的定义式，适用于一切电场)． (2)E＝k(点电荷的场强公式，只适用于点电荷的电场)． 3．电场线 (1)电场线的特点 ①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷； ②电场线在电场中不相交； ③电场强度大的地方电场线较密，电场强度小的地方电场线较疏． (2)电场线描述电场 ①电场线的疏密描述电场的强弱； ②电场线的切线方向即是该点场强的方向． 授课提示：对应学生用书第10页 类型一　等量电荷电场的分析 　如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是(　　) A．先变大后变小，方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右 [解析]　等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿直线由A→O→B运动的过程中，电场力先由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B正确． [答案]　B [总结提升][来源:学科网ZXXK] 两个等量点电荷的叠加电场的特点 1．等量同号点电荷的电场 (1)两点电荷连线上，中点处场强为零，向两侧场强逐渐增大． (2)两点电荷连线的中垂线上由中点到无限远，场强先变大后变小． 2．等量异号点电荷的电场 (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． 1.(多选)如图所示，A、B为两个固定的等量正点电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正点电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计电荷C所受的重力，则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是(　　) A．加速度始终增大　　　 B．加速度先增大后减小 C．速度先增大后减小 D．速度始终增大 解析：由电场的叠加原理，AB中垂线上由C向上场强先增大后减小，故电荷C所受电场力向上先增大后减小，所以C的加速度先增大后减小，但速度始终增大，可知B、D正确． 答案：BD 2．(多选)如图所示，两个带等量的正电荷的小球A、B(均可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且PO＝ON.现将一个带负电的小球C(可视为质点)，由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的运动速度图象中，可能正确的是(　　) 解析：在A、B连线的垂直平分线上，从无穷远处到O点的电场强度先变大后变小，到O点变为零，负电荷沿垂直平分线从无穷远处向O点运动，加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，v ­t图线的斜率先变大后变小；由O点运动到无穷远，速度变化情况同另一侧由无穷远运动到O点的速度的变化情况具有对称性．如果P、N距O点足够远，B正确，如果P、N距O点很近，A正确． 答案：AB 类型二　求解电场强度的“巧法” 　如图所示选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是(　　) [解析]　每个圆环在O点产生的电场强度大小相等，设为E.根据电场的叠加原理和对称性，得A、B、C、D各图中O点的电场强度分别为EA＝E、EB＝E、EC＝E、ED＝0，故选项B正确． [答案]　B [方法技巧] 要善于利用对称观点，如无穷大平面导体表面感应电荷产生的电场，是关于表面对称分布的，即对称的两个位置的电场强度等大、反向. [来源:学科网] 3．如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上．圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷＋q，则＋q在A点所受的库仑力为(　　) A.，方向向上 B.，方向向上 C.，方向水平向左 D．不能确定 解析：先把带电圆环分成若干个小部分，每一小部分可视为一个点电荷，各点电荷对检验电荷的库仑力在水平方向上的分力相互抵消，在竖直方向上的分力的合力大小为＝，方向向上，故选B. 答案：B 4．如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分