第九章 3 电场 电场强度(学案)-【成才之路】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步学习指导（人教版）

新教材·高中新课程学习指导 后均分,库仑力为 F′ = k Q·Q ( r2 ) 2 两球间库仑力的大小为 43 F;若 金属球带同种电荷,接触后再分开,其所带电量先叠加后均分, 库仑力为 F′ = 4k Q·Q ( r2 ) 2 ,两球间库仑力的大小为163 F;综上所 述,故 BD 正确,AC 错误。 对点训练 2:D　 先将两个金属球视为点电荷,由库仑定律 可得两球接触前的库仑力为 F = k q·3q (3R) 2 ,而两球接触后先中和 再平分电荷量,则两球的电荷量均为 q1 = q - 3q 2 = - q,此时库仑 力为 F′ = k q·q (3R) 2 = F3 ,要考虑到两个金属球不能看成点电荷, 同种电荷相互排斥,所以接触后两个金属球之间的实际作用力 要小于 F′;异种电荷相互吸引,所以接触前两个金属球之间的 实际作用力要大于 F′。 接触后两个金属球带同种电荷,所以之 间的实际作用力小于 F3 ,故 D 正确,A、B、C 错误。 探究三 　 　 情境导入:提示:(1)不受影响;是。 (2)根据静电力的叠加求解。 典例 3:见解析 解析:电子带负电荷,在 C 点同时受 A、B 两点电荷的作用 力 FA、FB,如图所示。 由库仑 定 律 F = k q1q2 r2 得, FA = k Q1 e r2 = 9. 0 × 109 × 2 × 10 - 14 × 1. 6 × 10 - 19 (6 × 10 - 2) 2 N = 8. 0 × 10 - 21 N,FB = k Q2 e r2 = 8. 0 × 10 - 21 N。 由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在 C 点的电子 受到的库仑力 F = FA = FB = 8. 0 × 10 - 21 N,方向平行于 AB 连线 由 B 指向 A。 对点训练 3:D　 由于小球 c 所受库仑力的合力的方向平行 于 a、b 的连线,根据受力分析知, a、b 的电荷异号。 根据库仑定律, a 对 c 的库仑力为 Fa = k0 qaqc (ac) 2 ① b 对 c 的库仑力为 Fb = k0 qbqc (bc) 2 ② 设合力向左,如图所示,根据相似三角形,得 Fa ac = Fb bc ③ 联立①②③式得 k = qa qb = (ac) 3 (bc) 3 = 6427。 课堂达标检测 1. B　 点电荷是一种理想化模型,带电体的大小和形状对作用 力的影响可忽略时,带电体可视为电荷,故选项 A 错 B 对;当 两电荷间的距离 r→0 时,库仑定律已不再适用,故选项 C 错 误;两电荷间的作用力遵守牛顿第三定律,大小相等方向相 反,故选项 D 错。 2. B　 根据 C 处的正点电荷所受静电力方向平行于 AB 向左,则 正点电荷所受力的情况应如图所示,然后根据库仑定律计算 点电荷电荷量之比,B 正确。 3. A　 若三球沿一条直线摆放且均处于静止状态,则 a、c 一定是 同种电荷,a、b 是异种电荷,即“两同夹异”,所以 a 对 b 的静 电力一定是引力,b 对 c 的静电力一定是引力,故 A 项正确,B 项错误;若三球沿一条直线摆放且均处于静止状态,则 b 对 c 的静电力大小等于 a 对 c 的静电力大小,因为 a、c 间距离大 于 b、c 间距离,据 F = k q1q2 r2 可得,a 的电荷量比 b 的电荷量 大,故 C 项错误;假设给 c 施加一个向右的恒力瞬间,c 球刚 具有一个向右的加速度而以小球 a 为研究对象可得,小球的 加速度为 0;a、c 之间将出现相对运动,故 D 项错误。 4. A　 两球相互吸引必定是异种电荷,故 A 正确;两球间的库仑 力大小相等,无法判断电量的大小,故 B 错误;设两球间库仑 力大小为 F,对 m1 研究,得到 F = m1gtanα,同理,对 m2 研究, 得到 F = m2gtanβ 则:m1 tanα = m2 tanβ,因 α > β,得到 m1 < m2, 故 C 错误;根据牛顿第三定律,m1 所受库仑力一定等于 m2 所 受的库仑力,故 D 错误。 3. 电场　 电场强度 课前预习反馈 　 　 知识点 1:1. 电荷　 电荷　 2. 电场　 3. 能量　 4. 静止 知识点 2:1. 体积　 2. 电场　 3. (1)比　 (2) Fq 　 (3)N / C 　 (4)正电荷 知识点 3:1. (1) k Q r2 　 (2)正电荷　 负电荷　 (3)真空中 点电荷　 2. 矢量和 知识点 4:1. 切线方向　 2. (1)正电荷　 无限远　 无限远　 负电荷　 (2)相交 知识点 5:1. 相等　 方向　 2. 平行线　 3. 平行 判一判 　 　 (1)√　 (2) × 　 (3) × 　 (