第九章 专题一 电场力（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第九章　静电场及其应用 专题一　电场力 第九章　静电场及其应用 学习目标 1．进一步熟练掌握库仑定律，能解决库仑力作用下平衡问题。 2．掌握解决电场中带电粒子运动轨迹问题。 3．掌握解决电场中的平衡问题与动力学问题。 第九章　静电场及其应用 一、库仑定律与库仑力作用下的平衡问题 互动探究解疑难 第九章　静电场及其应用 2．求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路 点电荷平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多分析一个电场力。具体步骤如下： 第九章　静电场及其应用 3．三个自由点电荷的平衡条件及规律： “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上； “两同夹异”——正、负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 第九章　静电场及其应用 第九章　静电场及其应用 第九章　静电场及其应用 1．如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是 (　　) A．－Q　在A左侧距A为L处 第九章　静电场及其应用 答案　C 第九章　静电场及其应用 二、电场线与带电粒子的运动轨迹问题分析方法 1．合力方向与速度方向：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电场力的方向。 (2)由电场力和电场线的方向可判断电荷的正负。 第九章　静电场及其应用 (3)由电场线的疏密程度可确定电场力的大小，再根据牛顿第二定律F＝ma可判断电荷加速度的大小。 (4)根据力和速度的夹角可以判断速度变大还是变小，从而确定不同位置的速度大小。 第九章　静电场及其应用 [例2]　(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是 (　　) A．粒子带正电荷 B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能 第九章　静电场及其应用 [解析]　根据粒子运动轨迹弯曲的情况，粒子所受电场力应指向运动轨迹的凹侧，又粒子所受电场力的方向沿电场线切线方向，可知此粒子带正电，A正确；由于电场线越密，场强越大，粒子所受电场力越大，根据牛顿第二定律可知加速度也越大，因此粒子在N点的加速度大于它在M点的加速度，B错误，C正确；粒子从M点运动到N点，电场力做正功，根据动能定理知此粒子在N点的动能大于它在M点的动能，D正确。 [答案]　ACD 第九章　静电场及其应用 2．一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线) (　　) 第九章　静电场及其应用 解析　负电荷所受的电场力与电场强度方向相反，曲线运动中质点所受的合力(本题是电场力)方向指向轨迹的凹侧；质点的速率是递减的，故电场力阻碍质点运动，电场力方向与速度方向的夹角为钝角。所以D正确。 答案　D 第九章　静电场及其应用 三、电场中的动力学问题 1．共点力作用下的平衡问题 带电体在多个力作用下处于平衡状态，物体所受合外力为零，因此可用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。 2．带电粒子在电场中的加速问题 与力学问题分析方法完全相同，带电体的受力仍然满足牛顿第二定律，在进行受力分析时不要漏掉电场力(静电力)。 第九章　静电场及其应用 第九章　静电场及其应用 (1)原来的电场强度的大小； [解析]　对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则 mgsin 37°＝qEcos 37°， 第九章　静电场及其应用 (2)小物块运动的加速度大小； 又F合＝ma，解得a＝3 m/s2，方向沿斜面向下。 [答案]　3 m/s2，方向沿斜面向下　 第九章　静电场及其应用 (3)沿斜面下滑距离为l时小物块的速度。 第九章　静电场及其应用 3．如图所示，质量为m的带电小球A悬挂在绝缘细线上，且处在电场强度为E的水平匀强电场中，当小球A静止时，细线与竖直方向成30°角，则小球所带的电荷量应为 (　　) 第九章　静电场及其应用 答案　A 第九章　静电场及其应用 1．(库仑力作用下平衡问题)如图所示，两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为＋Q的小球a、b，并悬挂在O点。当两个小球静止时，它们处在同一高度，且两细线与竖直方向的夹角均为α＝30°，已知静电力常量为k，则每个小球的质量为 (　　) 随堂巩固促应用 第九章　静电场及其应用 答案　A 第九章　静电场及其应用 2