第9章 第3节 电场 电场强度-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

培优课一 静电力作用下的平衡 解得F.-1.6N. 对A分析有F+Fm-mgsin30{-ma 课堂·深度探穷 解得F.-2N; [例题1]解空间中三个点电荷,任意一个点电荷受另外两个 当A、B分离后,F有最大值,对A分析有 点电荷的库仑力作用处于平衡状态,则这两个库仑力的矢 Fmx-magsin 3o{-maa. 量和为零。 解得F-3.6N. (1)若q为正电荷,对q而言,要让其平衡,q必为负电 (1)3m(2)1s(3)3.6N 2N 荷,对q,o:和必为同种电荷,:与q都为负电荷。 [变式3]小球A受到库仑斥力、重力和支持力,由牛顿第 (2)由库仓定律和平衡条件,对有一,解得 二定律可知mgsina-F-ma,根据库仑定律有F-bQ 匠 ·-/:. 又知-_,解得a-gsina-^Qusin{}:当A球受到的合 sina (1负负(2)/:/ mh? [变式1]C 三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态, 力为零,即加速度为零时,动能最大,设此时A球与B点间 则一定满足“两同夹异,近小远大”原理,即两边的电荷电性 /Q 相同和中间的电性相反,则q、:电性一定相同,q电性一 定与前两者相反,选项A、B正确;根据库仑定律,根据平衡 题gsin。^Qysin'g /Q nh{} Vmgsina 条件,对-,解得=4,对于,k (2r){ 1 课末·随堂演练 1.C 解根据同一直线上,三个点电荷只受静电力且处于平 衡状态的条件--“两同夹异,两大夹小”,可判断由于q为 错误,D正确. 正电荷,则q、均为负电荷,选项A、B错误;设q、之间 [例题2]解析(1)设P、Q所带电荷 #_.. 的距离L,则、9之间的距离2L.以g为研究对象,则由 量为q,如图所示,P受到水平向 左的库仑力F、竖直向下的重力 衡条件可知在沿斜面方向上有Fcos0一mgsin0可得F= (3L){① mg tan0. 可得·q-4.9,选项C正确,D错误 2.C 由几何关系可知,AB的距离为x一③1,小球A的 受力分析如图所示, mgtanf C 解得q-r“ (2)对物体P和斜面体整体,整体坚直方向受力平衡, B--- 所以受地面的支持力大小F-(M十m)g. mg 由牛顿第三定律得F.-F-(M十m)g. 答(1)r mgtang (2)(M+m)g [变式2]B 解设小球不带电时弹的长度为a,则三角形 错误;设细线对小球A的拉力为F一,根据受力平衡的条件可 92 量,面积变成4S,弹的长度为2a,弹的伸长量为a,根 C正确. 据平衡条件得k!a-k(2,如果让小球均带Q的电量, Q 面积变成9S,弹的长度为3a,弹的伸长量为2a,根据 Q 2kg{},选C正确. [例题3]解析(1)对A、B整体分析有 QQc_(n+ns)gsin30, 第3节 电场 电场强度 L 解得L-3m. 课前·教材预案 (2)由题意可知物体A运动了2m后A、B开始分离,恰好 知识点一 1.电荷 电场 2.能量 物质 知识点二 解得a-4m/s2. 1.(1)很小(2)激发电场 2.(1)静电力 电荷量 (3)牛每库(N/C) 所以A、B一起匀加速直线运动的加速度大小为4m/s,物 (4)相同相反 ^21s. 1.(1) 知识点三 (2)向外 向内 2.矢 单独 矢量和 (3)开始运动时,F有最小值,此时对B分析有{QQ L{ 知识点四 mngsin 3o*-F-mna. 1.法拉第 ·204. 2.有方向 切线 相反,选项B错误;电场强度是矢量,在以点电荷为球心,r 3.(1)正电荷 无限远(2)不相交 (3)较密 较疏 为半径的球面上各点的电场强度大小相同,方向不同,选项 知识点五 C错误;电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用, 1.相等 相同 2.(1)平行直线 (2)相同 且电荷之间的作用通过电场产生,选项D正确. [自主检测] 2.B 解设圆环的电荷量为Q,将圆环分成n等分,则每一等 1.(1) (2)× (3)X (4)X Q,每一等分可看成点电荷,每个点电荷 分的电荷量为q一 2.1×101×105 n 课堂·深度探究 在A点处产生的电场强度大小为E= [例题1]D 解电场强度是电场本身的属性,是由电场本身 的性质决定的,它的大小和方向与试探电荷的电量及电荷 该电场方向与AO的夹角为30{},根据电场的叠加原理知,A 受到的电场力无关,选项D正确. [变式1]A 解电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷 无关,故电场中的同一位置电场强度的大小和方向不变,选 项A正确. 8R [情境导学] (1)与F的方向相同:(2)F-:(3)E-F-:。. 3.C 已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,则 [例题2](1)点电荷g 在C处产生的电场强度方向由A 两点电荷电性相同,根据点电荷的电场强度公式得 指向C,由点电荷电场强度公式有E一, #PR)^(RQ},其中PR-3RQ,解得-9,选项C正确. ō 代入数据得E-3×10NC (2)点电荷q:在C处产生的电场强度大小E。一E,方向由 C指向B. 反映电场本身的性质,与试探电荷无关,选项A错误;物理 根据平行四边形定则有E-2Ecos60* 学上规定正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同, 代入数据得E一3×10{*}N/C,方向平行于AB连线向左 则负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反,选项B (3)电荷a:在C处受到的静电力F-qE. 错误;电场线是一种理想化的物理模型,实际上不存在,不是 代入数据得F-0.15N. 带电粒子的运动轨迹,选项C错误;电场线的切线方向是该 (1)3X105N/C(2)3X10*N.C 平行于AB连线向 点电场强度的方向,而电场线的疏密表示电场的强弱,即电 左(3)0.15N 场线既能描述电场的方向,也能描述电场的强弱,选项D 正确. [变式2]C A、B、C三点的点电荷在O点产生的电场强 度大小均为,根据对称性和几何关系,A、B两点的点电 培优课二 静电力的性质 课堂·深度探究 [例题1]A 解十o在A点形成的电场强度大小为E一 3{ C正确. 薄板在B点的电场强度大小等于E。,方向向左,则B点的 [情境导学 答电场线是人们为形象描述电场而人为画出的一些线。 实际上并不存在;不对,两条电场线之间虽然没有电场线,但 向左),选项A正确. 是有电场存在 [变式1]A 解完整球壳在M点产生的电场的场强大小为 [例题3]D图A中A和B两点电场强度大小相等,方 向不同,选项A错误;图B中A和B两点电场强度大小不 相等,方向相同,选项B错误;图C中A和B两点电场强度 大小不相等,方向不同,选项C错误;图D中A和B两点电 场强度大小相等,方向相同,选项D正确 。一E,选项A正确. [变式3]C 解电场线的疏密表示电场强度的大小,由题图 [例题2]D 解带电粒子在a点时,所受电场力的方向需指 可知EE,EE,选项C正确,A错误:由于电场线是 向运动轨迹的凹侧,故带电粒子所受电场力的方向与场强 曲线,由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动,选项 方向相同,粒子带正电荷,选项A错误;粒子所受合外力的 B错误;电场线的切线方向为该点电场强度的方向,a点和 方向与速度的方向的夹角先为钝角再为锐角,带电粒子先 b点的切线不在同一条直线上,选项D错误 减逸再加速,选项B错误;带电粒子先从电场线密的地方往 课末·随堂演练 电场线疏的地方运动,再从电场线疏的地方往密的地方运 1.D 解电场强度是描述电场力的性质的物理量,只与电场 动,粒子所受电场力先减小后增大,因此加速度先减小后增 本身的性质有关,与试探电荷的受力和电荷量,以及放不放 大,选项C错误;粒子所受合外力的方向与速度的方向的夹 入试探电荷无关,选项A错误;正电荷在静电场中所受静电 角先为钝角再为锐角,带电粒子先减速再加速,即粒子的动 力方向与电场方向相同,负电荷所受静电力方向与电场方向 能先减小后增大,选项D正确. ·205·null