第九章 专题1 电场的力的性质-2022-2023学年新教材高中物理必修第三册【金版教程】创新导学案课件PPT（人教版）

静电场及其应用 第九章 专题一　电场的力的性质 课堂探究评价 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 比较项目 等量同种点电荷 等量异种点电荷 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 中垂线上的场强大小 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 例1　两个带等量正电荷的点电荷的电场中，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，如图所示，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　) A．电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B．电子在从a向O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时，加速度为零，速度最大 D．电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零 答案 [规范解答]　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，从中点沿中垂线向上或向下场强先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零。a点与最大场强点的位置关系不能确定，当a点在最大场强点的上方时，电子在从a点向O点运动的过程中，加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子在从a点向O点运动的过程中，加速度一直减小，故A、B错误。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，与所受静电力方向相反，故电子做减速运动，当电子运动到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，故通过O点后，电子加速度大小的变化不能确定，D错误。 规范解答 　 求解等量同种或异种点电荷场强相关问题的注意事项 (1)结合电场线的分布熟记电场强度的变化。 (2)利用对称性分析有关问题。 (3)结合牛顿第二定律分析有关运动问题。 [变式训练1]　如图所示，将电荷量分别为＋Q和－Q的两点电荷分别固定在同一水平面上的a、b两点处，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 答案 解析　等量异种点电荷的电场线的分布特点如图所示，从图中可知，d、c、e三点的场强方向都水平向右，所以正点电荷在这三点受到的静电力的方向都水平向右，故A正确，B、C错误；从图中可看出d点处的电场线最密，e点处的电场线最疏，所以正点电荷在这三点受到的静电力大小不相等，故D错误。 解析 1．物体做曲线运动的特点：合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向。 2．分析方法 (1)由轨迹的弯曲情况结合电场线确定静电力的方向； (2)由静电力和电场线的方向判断电荷的正负(或由静电力的方向和电荷的正负判断电场线的方向)； (3)由电场线的疏密程度确定静电力的大小，再根据牛顿第二定律F＝ma可判断运动电荷加速度的大小； (4)根据合力和速度的夹角可以判断粒子速度的变化情况。 例2　如图所示，实线为电场线(方向未画出)，虚线是一带电的粒子只在静电力的作用下由a到b的运动轨迹。下列判断正确的是(　　) A．电场线MN的方向一定是由N指向M B．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 答案 [规范解答]　由于该粒子只受静电力作用且做曲线运动，所以粒子所受静电力指向轨迹内侧，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，所受静电力与速度夹角为锐角，粒子做加速运动，速度逐渐增大，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。 规范解答 (1)电场线并不是粒子运动的轨迹。带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合力与初速度共同决定。电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受静电力的方向。轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向。 (2)电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件： ①电场线是直线。 ②带电粒子只受静电力作用。 ③带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向与电场线方向在同一条直线上。 [