第9章 培优课2 静电力的性质-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

null2.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· [变式2]D电场线越密场强越大,根据图可知EEv. 线向左,故M点的合电场强度大小为E- 粒子在M点场强小,受到的电场力就小,加速度小,选项 A、B错误;根据粒子运动的轨迹弯曲方向可知受到的电场 方向沿轴线向左,选项C正确。 力斜向上,所以粒子带正电,又因为从M到N点,电势降 低,粒子电势能减小.动能增大,所以有vwvv.选项C错 误,D正确. [例题3]翻(1)若电场沿着水平方向,以小球为对象,根据受 力平衡可得tan-of 。 2.B 解根据运动轨迹可知,粒子受电场力指向右上方,则 解得Emgtan) 粒子一定带正电荷,选项A错误;因为M点电场线较N点 稀疏,则M点场强较小,则粒子在M点的加速度小于它在 (2)当静电力的方向与细线垂直且向上时,电场强度最小 N点的加速度,选项B正确;若粒子从M点到N点电场力 根据受力平衡可得 做正功,动能变大,则粒子在M点的动能小于它在N点的动 ngsin0-qE. 能;若粒子从N点到M点运动,同理可得粒子在M点动能 解得最小电场强度为 小于它在N点的动能,选项C错误;由运动轨迹不能确定粒 Emgsin) 子一定是从M点运动到N点,选项D错误 3.解(1)根据平衡条件可知,小球所受电场力与电场强度方 又小球带负电,则所受静电力方向与场强方向相反,故场强 向相同,小球带正电. 方向为斜向左下方与水平方向的夹角为。 (2)小球所受电场力的大小为F一qE, (3)设细线长为1.小球运动到最低点时的速度为v.细线对 小球的拉力为F,根据动能定理可得mgl(1一cos9) mg' 解得E-3.0X10*NC. (1)正电(2)3.0×10N/C 根据牛顿第二定律可得F-ng一m 第4节 静电的防止与利用 联立解得F一mg(3-2cos0). 根据牛领第三定律可知,小球对细线的拉力大小为mg(3- 课前·教材预案 2cos),方向竖直向下. 知识点一 (2)ngsin) 1.定向移动 2.0 3.(1)内部 外表面(2)越大 (1)mgtan) 斜向左下方与水平方向的 7 知识点二 夹角为θ(3)ng(3-2cos0),方向竖直向下 1.密度 分离 [变式3]翻(1)由平衡条件得小球所受静电力大小 2.吸引 中和 失去电荷 F-mgtan0. 3.(1)避雷针(2)光滑 所以小球所在处的电场强度的大小 知识点三 FF ngtan0_ 1.0X10tX100 75C-7.5X10 NVC. 1.0 静电屏藏 1.0×106 知识点四 (2)剪断细线后,小球所受合力大小 1.静电力 3.正极 4.静电吸附 绝缘体 根据牛顿第二定律,小球的加速度大小 [自主检测] 1.(1)/(2)/ (3X(4) 7 2.强度处处为零 等势体 所以经过1s时小球的速度大小v-at-12.5m/s,方向与 等势面 竖直方向夹角为37*斜向左下 课堂·深度探穷 答(1)7.5×10N/C(2)12.5ms 方向与竖直方向夹 [情境导学 角为37斜向左下 (1)自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动,向 课末·随堂演练 着与电场相反的方向定向移动. 1.C 见因P点的电场强度为零,所以半球面上的正电荷 (2)不能,感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的 0在P点产生的电场强度和点电荷Q在P点产生的电场强 定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止. 度等大反向,即球面上的正电荷g在P点产生的电场强度大 [例题1]D 图甲、图乙显示了导体内部带负电的电子在 静电力作用下向左运动,易知带正电的离子同样会受到静 小为E一 电力的作用,选项A错误;图丙中导体AB表面和CD表面 示,根据均匀带电的封闭球壳内部电场强度处处为零知,均 的感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场,场强 匀带电的封闭球面在M点产生的电场强度为零,即左半球 大小也为E,与原电场叠加后,使得导体内部场强处处为 面在M点产生的电场强度和右半球面在M点产生的电场强 零,但感应电场和原电场依然存在,选项D正确,B、C错误。 度等大反向,又由对称性知左半球面在P点产生的电场强度 [变式1门C 解导体棒达到静电平衡状态时,棒上O点处的 和右半球面在M点产生的电场强度等大反向,则左半球面 ,方向沿轴线向右, 向向左,则棒上的感应电荷在O点处的场强大小也为E一 点电荷Q在M点产生的电场强度大小为E。一 ·206.