2020-2021学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册第1章静电力与电场强度 章末总结课件

第1章　静电力与电场强度 章末总结 要点一　库仑力作用下的平衡问题 整合归纳 典例1　在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A、B、 C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图所示。现让 小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q, 使四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为 (　　) A. 　　　    B. 　　　    C.3　　　    D.  D 解析　设三角形边长为a,由几何知识可知,BD=a·cos 30°· = a,以B为研究 对象,由平衡条件可知,  cos 30°×2= ,解得 = ,D正确。 整合归纳 处理库仑力作用下电荷平衡问题的方法 (1)处理库仑力作用下电荷的平衡问题与处理力学中物体的平衡问题的方法 相同,可以将力进行合成与分解,常用的数学知识和方法有直角三角形、相似 三角形和正交分解法。 (2)恰当选取研究对象,用“隔离法”或“整体法”进行分析。 (3)对研究对象进行受力分析,注意不要忘记库仑力。 (4)列平衡方程,注意电荷间的库仑力与电荷间的距离有关。 针对训练1    (多选)如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上有四个小 球A、B、C、D,带电荷量分别为-q、Q、-q、Q。四个小球构成一个菱 形,A、C的连线与A、B的连线之间的夹角为α。若 此系统处于平衡状态,则正确的关系式可能是 (　　) A. cos 3α= 　　　　　　　　　    B. cos 3α=  C. sin 3α= 　　　　　　　　　    D. sin 3α=  AC 解析　设菱形边长为a,则两个电荷量为Q的小球之间距离为2a sin α,两个 电荷量为-q的小球之间距离为2a cos α。选取其中的一个带电荷量为-q的小 球作为研究对象,由库仑定律和平衡条件得2k  cos α=k ,解得cos 3α = ,选项A正确,B错误;选取其中的一个带电荷量为Q的小球作为研究对象, 由库仑定律和平衡条件得2k  sin α=k ,解得sin 3α= ,选项C正确,D 错误。 要点二　两等量点电荷周围的电场 典例2    (多选)如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(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连线的中垂线上的两点,且PO= ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球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的说法可能正确的是 (　　) A.速度先增大,再减小 B.速度一直增大 C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大 D.加速度先减小,再增大 AD 解析　在A、B连线的中垂线上,从无穷远处到O点,电场强度先变大后变 小,到O点变为零,故正电荷受库仑力沿A、B连线的中垂线运动时,正电荷的 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;由O 点到无穷远处时,速度变化情况与从无穷远处到O点速度的变化情况具有对 称性。如果P、N相距很近,则加速度先减小,再增大,速度先增大,再减小。故 A、D正确。 整合归纳 (1)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 ①沿点电荷的连线,场强先变小后变大;②两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场 强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直;③在中垂面(中垂线)上,与两点电 荷连线的中点O等距离各点场强相等。 (2)等量同种点电荷形成的电场中的电场线分布情况 ①两点电荷连线中点O处场强为0;②两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏,但场强并不为0;③两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。 从O点到无穷远处,场强先变大后变小。 针对训练2　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,它所受的静电力分别为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 解析　根据场强叠加原理,等量异种点电荷连线及其中垂线上的场强方向 都是水平向右的,故d、c、e三点场强方向都是水平向右,正点电荷在各点所 受静电力方向与场强方向相同,故A正确,B、C错误;等量异种点电荷连线上 场强由a到b先减小后增大,中垂线上由c到无穷远处场强逐渐减小,因此c点场 强是a、b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。 要点三　电场线与带电粒子运动轨迹 典例3    (多选)如图所示,带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。 一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。 若不考虑其他