第一章 专题强化2 电场力的性质-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（教科版）

专题强化2　电场力的性质

[学习目标]　1.熟记几种常见的电场线，掌握两个等量同种(异种)点电荷的电场线分布特点(重难点)。2.学会分析电场线与带电粒子运动轨迹相结合的问题(重点)。3.学会分析电场中的动力学问题(难点)。

一、几种常见的电场线

认真观察常见的几种电场线的分布情况，完成下面填空。

 

例1　(2023·武陟县第一中学高二月考)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线，A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是

(　　)

A．A、B两点电场强度相同

B．两个点电荷连线(直线)中点处电场强度最小

C．将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到B点

D．两个点电荷连线(直线)的中垂线上各点电场强度方向相同，大小相等

答案　B

解析　电场线的切线方向表示电场强度的方向，因此A、B两点电场强度方向不同，故A错误；依据电场线的疏密，来体现电场强度强弱，因此两个点电荷连线(直线)中点处电场强度最小，故B正确；若将一正点电荷从A点无初速度释放，假设正点电荷沿电场线运动到B点，则该电荷做曲线运动，而正点电荷的受力时刻沿电场线的切线即轨迹的切线，与正点电荷做曲线运动受力指向轨迹凹侧相矛盾，因此运动轨迹不会沿着电场线从A到B，故C错误；依据电场线的疏密，来体现电场强度强弱，因此两个点电荷连线(直线)的中垂线上，从两个电荷连线中点到无穷远，电场强度越来越小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，因此中垂线上各点电场强度方向相同，大小不同，故D错误。

例2　(多选)(2023·汉寿县第一中学高二月考)如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，M、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且MO＝ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)从M点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是(　　)

A．速度先增大，再减小

B．速度一直增大

C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大

D．加速度先减小，再增大

答案　AD

解析　根据等量负点电荷的电场线分布可知，在A、B连线的中垂线上，从无穷远到O点，电场强度先变大后变小，到O点变为零，电场强度方向沿中垂线指向O点。若M、N相距较远，则小球C受电场力从M向O运动时，小球C的速度不断增大，加速度先变大后变小，在O点时加速度变为零，速度达到最大，从O向N运动时，小球C的速度不断减小，加速度先变大后变小(具有对称性)。如果M、N相距较近，则小球C受库仑力从M向O运动时，小球C的速度不断增大，加速度越来越小，在O点时加速度变为零，速度达到最大，从O向N运动时，速度不断减小，加速度越来越大，故A、D正确。

二、电场线与带电粒子的运动轨迹结合的问题

若实线为电场线，虚线为带电粒子的运动轨迹，带电粒子只受电场力的作用从A点向B点运动。回答以下问题：

(1)画出粒子在A点的运动方向和加速度方向；

(2)判断粒子的电性；

(3)判断粒子从A到B过程中，加速度大小的变化情况；

(4)判断粒子从A到B过程中，速度大小的变化情况。

答案　(1)粒子在A点运动方向沿轨迹切线方向；根据力总是指向轨迹的凹侧，可判断所受合力(即电场力)的方向，即加速度方向(沿电场线标注)，如图所示；

(2)粒子受的电场力向左，此粒子带负电；

(3)电场线的疏密程度表示电场强度的大小，从A到B电场线越来越稀疏，说明电场强度越来越弱，电场力越来越小，加速度也越来越小；

(4)由粒子运动情况知，速度方向与电场力方向夹角为钝角，电场力做负功，故A到B粒子的速度越来越小。