第9章 素养拓展课 电场力的性质 (课件PPT)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

素养拓展课(一)　电场力的性质 第九章　静电场及其应用 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 学习 目标 1．进一步巩固库仑定律、电场强度、电场线的有关知识． 2．掌握库仑定律的应用． 3．掌握电场强度的叠加和计算． 4．学会应用电场线分析问题． 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 1．解决静电力作用平衡问题的思路方法 拓展点一　静电力作用下的平衡问题 知识方法 探究 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 2．三个自由点电荷的平衡问题 (1)平衡条件：每个点电荷受另外两个点电荷的合力为0或每个点电荷的位置即另外两个点电荷的合电场强度为0的位置． (2)平衡规律． 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R (多选)如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电荷量分别为－q、Q、－q、Q．四个小球构成一个菱形，带电荷量为－q、－q的小球的连线与带电荷量为－q、Q的小球的连线之间的夹角为α．若此系统处于平衡状态，下列关系式可能正确的是(　　) 答案　AC A．cos3α＝eq \f(q,8Q)　　　　　 B．cos3α＝eq \f(q2,Q2) C．sin3α＝eq \f(Q,8q) D．sin3α＝eq \f(Q2,q2) 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 解析　设菱形的边长为a，则两个带电荷量为Q的小球之间距离为2asin α，则两个带电荷量为一q的小球之间距离为2acos α．选取其中一个带电荷量为－q的小球为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2keq \f(Qq,a2)cos α＝keq \f(q2,2acos α2)，解得cos3α＝eq \f(q,8Q) ，故选项A正确，选项B错误；选取其中一个带电荷量为Q的小球为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2keq \f(Qq,a2)sin α＝keq \f(Q2,2asin α2)，解得sin3 α＝eq \f(Q,8q)，故选项C正确，选项D错误． 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R [题后总结]　解答静电力叠加问题，分别计算研究对象与其他电荷间的库仑力，画出矢量图，如果是两个力，就根据平行四边形定则合成，如果是多个力，常常采用正交分解再合成的方法． 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R [训练1]　(多选)如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为0．则(　　) A．B球和C球都带负电荷 B．B球带负电荷，C球带正电荷 C．B球和C球所带电荷量不一定相等 D．B球和C球所带电荷量一定相等 答案　AD 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 　　解析　选项A正确，选项B错误：以B球为研究对象，B球受重力及A、C两球对B球的库仑力而处于平衡状态，则A、C球对B球的库仑力的合力应与B球的重力大小相等，方向相反，而库仑力的方向只能沿两球的连线方向，故可知A球对B球的库仑力应指向A球，C球对B球的库仑力应指向B球的左侧．由此可知，B、C两球都应带负电荷．选项C错误，选项D正确：由受力分析图可知，A球对B球的库仑力应为C球对B球库仑力的2倍，故C球所带电荷量应为A球所带电荷量的一半；同理分析C球可知，B球所带电荷量也应为A球所带电荷量的一半．故B、C两球所带电荷量应相同． 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 求解电场强度的几种非常规思维方法 1．等效法：在保证效果相同的前提条件下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景． 2．对称性：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，将复杂的电场叠加计算问题大大简化． 3．填补法：采用填补法，将有缺口的带电圆环补全为完整圆环，或将半球面补全为完整球面，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，每个电荷元都看作一个点电荷，先根据点电荷场强公式求场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强． 拓展点二　电场强度的叠加和计算 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R (全国卷Ⅰ)如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的电场强度为0，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　) 答案　B A．keq \f(3q,R2)　 B．keq \f(10q,9R2) C．keq \f(Q＋q,R2)　 D．keq \f(9Q＋q,9R2) 第九章　静电场及其应用 物理　必修　第三册　R 解析　由b点的合电场强度为0可得圆盘在b点的电场强度与点电荷q在