第一章 专题提升1 电场力的性质-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步全程学习全书word（粤教版）

专题提升1　电场力的性质

[素养目标]

1.进一步熟练掌握库仑定律、电场强度公式。

2.掌握解决带电体动力学问题的思路和方法。

3.建立解决电场中平衡问题和动力学问题的思维模型。

类型一　电场中的平衡问题

1.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,库仑力实质上就是电场力,与重力、弹力一样,它也是一种基本力。

2.带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,仅多了一个电场力而已。

3.求解这类问题时,在正确的受力分析的基础上,运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系进行力的合成与分解,应用共点力作用下物体的平衡条件求解问题。同时,注意方法的选用(如合成法、分解法、相似三角形法、整体法等)。

[例1] (多选)如图所示,带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB,两球都用长为L的绝缘丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离减为,可采用的方法有(　BD　)

A.将A、B的质量都增大到原来的2倍

B.将B的质量增大到原来的8倍

C.将A、B的电荷量都减小到原来的一半

D.将A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将B的质量增大到原来的2倍

解析:对B受力分析如图所示,由几何关系可知=,而库仑力F=,可得d3=,要使d变为,可以将B的质量增大到原来的8倍,故A错误,B正确;或将A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将B的质量增大到原来的2倍,故C错误,D正确。

电场力具有力的共性,可以和其他力一起使带电体处于平衡状态,构成力电综合问题,求解思路与力学平衡问题基本相同,只不过我们多了一种新性质的力而已,具体解题思路以及解题技巧如下:

确定研究对象→“整体法”或“隔离法”

　↓

受力分析→多了个电场力(F=或F=qE)

　↓

作出力的合成或
分解的矢量图→F合=0或Fx=0、Fy=0

[对点训练1] 如图所示,光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定,杆上套有一带正电小球,质量为m、带电荷量为q,为使小球静止在杆上,可加一匀强电场,所加电场的电场强度满足什么条件时,小球可在杆上保持静止(　B　)

A.垂直于杆斜向上,电场强度大小为

B.竖直向上,电场强度大小为

C.垂直于杆斜向上,电场强度大小为

D.水平向右,电场强度大小为

解析:若所加电场的电场强度垂直于杆斜向上,对小球受力分析可知,其受到竖直向下的重力、垂直于杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力,在这三个力的作用下,小球沿杆方向上不可能平衡,选项A、C错误;若所加电场的电场强度竖直向上,对小球受力分析可知,当E=时,电场力与重力等大反向,小球可在杆上保持静止,选项B正确;若所