第九章 素养提升课二　静电力的性质-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

素养提升课二　静电力的性质 　　　　第十章　静电场及其应用 1.掌握几种特殊电场的电场强度的计算方法。　 2.会分析电场线与带电粒子运动轨迹相结合的问题。　 3.会分析电场中的动力学问题。 学习目标 提升点二　电场线与带电粒子运动轨迹的问题 随 堂 演 练 提升点一　非点电荷产生的电场强度的计算 提升点三　静电场中的力、电综合问题 课 时 精 练 内 容 索 引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 提升点一　非点电荷产生的电场强度的计算 索引 非点电荷产生的电场强度的三种计算方法 重难诠释 对称法 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化 微元法 将带电体分成许多电荷元，每个电荷元看成点电荷，先根据点电荷场强公式求出每个电荷元的电场强度，再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度 填补法 有时由题给条件建立的模型不是一个完整的模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，组成一个完整的新模型。这样，求解原模型的问题就变为求解新模型与补充条件的差值问题。如采用填补法将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而将问题化难为易 典题应用 例1　如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b间、b和c间、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，则d点处的电场强度大小为(静电力常量为k) 考向1　对称法　　 √ 例2　如图所示，用金属丝AB弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留出宽度为d的小间隙(相对r而言很小)。通过接触起电的方式将电荷量为Q的正电荷均匀分布在金属丝上，则圆心O处的电场强度为 考向2　填补法 √ 相对圆弧来说间隙很小，则金属丝关于圆心对称、宽度为d的部分可视为点电荷，其在圆心O处产生的电场强度大小为E＝ ，因是正电荷，故场强方向由圆心指向间隙，故D正确。 例3　如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP＝L，试求P点电场强度的大小。 考向3　微元法 索引 提升点二　电场线与带电粒子运动轨迹的问题 索引 1．带电粒子做曲线运动时，合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向。 2．分析思路 (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可判断带电粒子所带电荷的正负。 (3)由电场线的疏密程度可确定静电力的大小，再根据牛顿第二定律F＝ma可判断带电粒子加速度的大小。 重难诠释 典题应用 例4　(多选)如图所示，带箭头的实线表示某一电场中电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断正确的是 A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是 从B运动到A，则粒子带负电 B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子 必带负电 C．若粒子是从B运动到A，则其加速度减小 D．若粒子是从B运动到A，则其速度减小 √ √ 根据做曲线运动物体所受合外力指向轨迹曲线内侧可知粒子所受静电力的方向与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确；电场线密的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C正确；从B到A过程中粒子所受静电力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故D错误。 针对练1．(2023·甘肃会宁期中)某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是 A．M、N点的场强EM>EN B．粒子在M、N点的加速度aM>aN C．粒子在M、N点的速度vM>vN D．粒子带正电 电场线越密场强越大，根据题图可知EM<EN，粒子在M点场强小，受到的电场力就小，加速度小，A、B错误；根据粒子运动的轨迹弯曲方向可知受到的电场力方向与电场线方向相同，所以粒子带正电，又因为从M到N点，所受电场力方向与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，所以有vM<vN，C错误，D正确。 √ 针对练2．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则 A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增大 C．a的加速度将减小，b的加速度将增大 D．两个粒子的动能，一个增大一个减小 √ 索引 带电粒子做曲线运动，所受静电力的方向指向轨迹曲线的内侧，由于电场线的方向未知，所以粒子带电性质