第九章 4 静电的防止与利用(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）

物理（必修·第三册 RJ） 解析:(1)由场强公式可得 EB = F1 | q1 | = 4. 0 × 10 - 6 2. 0 × 10 - 8 N / C = 200 N / C,因为是负电荷,所以场强方向与 F1 方向相反。 (2)q2 在 B 点所受静电力大小 F2 = q2EB = 4. 0 × 10 - 7 × 200 N = 8. 0 × 10 - 5 N,方向与场强方向相同,也就是与 F1 方向相反。 此时 B 处场强仍为 200 N / C,方向与 F1 方向相反。 (3)某点场强大小与有无试探电荷无关,故将 B 处电荷拿 走,B 点场强大小仍为 200 N / C。 对点训练 1:C　 电场强度由场源电荷决定,与试探电荷无 关,A、B 错误;由 F = Eq,可知 P 点的电场强度越大,同一电荷在 P 点所受到的静电力越大,C 正确;物理学规定,P 点的电场强 度方向与正电荷所受静电力的方向相同,与负电荷所受静电力 的方向相反,D 错误。 探究二 情境导入:提示:不同地方的电场强度大小和方向不同。 典例 2:(1)点电荷在 A、B 处产生的电场强度大小为 E′ = kq r2 = 9 × 10 9 × 4 × 10 - 8 0. 32 N / C = 4 × 103 N / C 故在 A 处的电场强度大小为 EA = E - E′ = 0。 (2) 在 B 处的电场强度大小为 EB = E2 + E′2 = 4 2 × 103 N / C, 方向与水平方向成 45°斜向右下方。 对点训练 2:C　 圆周上均匀分布的 16 个都是电量为 + q 的 小球,由于圆周的对称性,圆心处场强为 0。 P 处 q 在圆心处产 生的场强大小为 E1 = k q R2 ,方向水平向左,可知其余 15 个 + q 在圆心处的场强 E2 = E1 = k q R2 ,方向水平向右,图中 - 2q 在圆 心处产生的场强大小 E3 = k 2q R2 ,方向水平向右。 根据电场的叠 加有:E2 + E3 = E,则得 E = 3kq R2 ,故选 C。 探究三 　 　 情境导入:提示:(1)a 带正电,b 带负电。 (2)A、B 两点电场强弱不同,方向相同。 典例 3:ACD　 根据电荷运动轨迹弯曲的情况,可以确定点 电荷受电场力的方向沿电场线方向,故此点电荷带正电,A 选项 正确;由于电场线越密,场强越大,点电荷受电场力就越大,根据 牛顿第二定律可知其加速度也越大,故此点电荷在 N 点加速度 大,B 选项错误;C 选项正确;根据电场力的方向可判粒子从 M 到 N 速度增大,故 D 选项正确。 对点训练 3:C　 由速度—时间图像可知,电荷的速度越来 越大,且加速度也是越来越大,故电荷在运动过程中,应受到逐 渐增大的静电力作用,由于负电荷,所以电场线的方向应由 B 指向 A。 由于加速度越来越大,所以电场力越来越大,B 点的电 场强度应大于 A 点的电场强度,即 B 点处电场线应比 A 点处密 集。 所以正确答案为 C。 课堂达标检测 1. D　 电场强度反映电场的强弱和方向,与电场力是两回事,故 A 错误;电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,故 B 错 误,D 正确;电场强度方向是正试探电荷在该点所受电场力的 方向,与负试探电荷在该点所受电场力的方向相反,故 C 错误。 2. C　 甲图中与点电荷等距的 a、b 两点,电场强度大小相等,方 向不相反,故 A 错误;对乙图,根据电场线的疏密及对称性可 判断,a、b 两点的电场强度大小相等、方向相同,故 B 错误;丙 图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两 点,电场强度大小相等,方向相反,故 C 正确;对丁图,根据电 场线的疏密可判断,b 点的电场强度大于 a 点的电场强度,故 D 错误。 3. D　 空间某点的电场强度是正电荷 Q1 和负电荷 Q2 在该处产 生的电场的叠加,是合电场强度。 根据点电荷的电场强度公 式 E = k Q r2 ,知要使电场强度为零,那么正电荷 Q1 和负电荷 Q2 在该处产生的电场强度大小相等、方向相反。 电场强度为 零的点不会在 Q1 的左边,因为 Q1 的电荷量大于 Q2 的电荷 量,也不会在 Q1、Q2 之间,因为 Q1、Q2 是异种电荷,在 Q1、Q2 之间的电场方向都是一样的,所以只能在 Q2 右边。 设该位置 到 Q2 的距离是 L,则 k Q1 (x + L) 2 = k Q2 L2 ,解得 L = 6 cm,所以在 x 坐标轴上 12 cm 处的电场强度为零。 4. C　 以正点电荷为圆心的同一圆周上的两点,电场强度大小 相等,方向不同,故电场强度不同,A 错误;负点电荷电场中同 一电场线上的两点,电场强度大小不