1、,专题强化2电场力的性质,第九章静电场及其应用,1.进一步熟练掌握库仑定律、电场强度公式. 2.熟练掌握两等量同种点电荷和两等量异种点电荷的电场线分布特点. 3.掌握解决电场中的平衡问题和动力学问题的思路和方法.,学习目标,探究重点提升素养,随堂演练逐点落实,探究重点提升素养,01,两等量点电荷周围的电场,一,1.等量同种点电荷的电场(电场线分布如图1)： (1)两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大. (2)两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远，场强先变大后变小. (3)关于中心点O点的对称点，场强等大反向.,图1,2.等量异种点电荷的电场(电场线分布如图2)： (1)两点电
2、荷连线上，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小. (2)两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂线从中点到无限远处，场强一直减小，中点处场强最大. (3)关于中心点对称的点，场强等大同向.,图2,例1如图3所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷Q和Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点.a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点.下列说法中正确的是 A.a点的场强大于b点的场强；将一试探电荷沿MN由c移动 到d，所受电场力先增大后减小 B.a点的场强小于b点的场强；将一试探电荷沿MN由c移动
3、 到d，所受电场力先减小后增大 C.a点的场强等于b点的场强；将一试探电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先 增大后减小 D.a点的场强等于b点的场强；将一试探电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先 减小后增大,图3,解析根据等量异种点电荷周围的电场分布，可知a、b两点的电场强度的大小相等，方向相同；中垂线上的场强O点最大，向两边逐渐减小，所以试探电荷在O点受到的电场力最大，则一试探电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小，故C正确.,针对训练1两个带等量正电荷的点电荷如图4所示，O点为两点电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，关于电子的运动，下列说法正确的是 A
4、.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大， 速度越来越大 B.电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小， 速度越来越大 C.电子运动到O点时，加速度为零，速度最大 D.电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零,图4,解析带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上，中点O处的场强为零，沿中垂线从O点向无穷远处场强先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零.但a点与最大场强点的位置关系不能确定，电子在从a点向O点运动的过程中，当a点在最大场强点的上方时，加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子的加速度则一直减小，故A、B错误. 但不论a点的位置如何，电子在向O
5、点运动的过程中，都在 做加速运动，所以电子的速度一直增加，当到达O点时， 加速度为零，速度达到最大值，C正确. 通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，与所受电场力方向相反，故电子做减速运动，由能量守恒定律得，当电子运动到与a点关于O点对称的b点时，电子的速度为零，同样因b点与最大场强点的位置关系不能确定，故加速度大小的变化不能确定，D错误.,电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析,二,1.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.分析方法：由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向；由电场力和电场线的方向可判断带电粒子所带电荷的正负；由电场线的疏密程度可比
6、较电场力的大小，再根据牛顿第二定律Fma可判断带电粒子加速度的大小.,例2如图5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，仅在电场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,图5,解析带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向指向轨迹的内侧，由于电场线的方向未知，所以粒子带电性质不确定，故A错误； 从题图轨迹变化来看，速度与力方向的夹角都小于90， 所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B、 D错误；
7、 电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确.,针对训练2如图6所示，实线是电场线，一带电粒子仅在电场力的作用下沿虚线由A运动B的过程中，其速度大小随时间变化的图像是图中的,解析带电粒子由A运动到B的过程中，电场线越来越稀疏，电场力越来越小，由牛顿第二定律知，加速度越来越小；曲线运动的合力指向轨迹弯曲的凹侧，则电场力做负功，速率减小，选项B正确.,图6,例3如图7所示，光滑固定斜面(足够长)倾角为37，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开
8、始，电场强度变化为原来的 ，(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)求： (1)原来的电场强度大小；,电场中的平衡及动力学问题,三,图7,解析对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，,(2)小物块运动的加速度；,答案3 m/s2，方向沿斜面向下,由牛顿第二定律有F合ma，所以a3 m/s2，方向沿斜面向下.,(3)小物块2 s末的速度大小和2 s内的位移大小.,答案6 m/s6 m,解析由运动学公式，知vat32 m/s6 m/s,规律 总结,1.带电体在多个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
9、方法有正交分解法、合成法等. 2.带电体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).,随堂演练逐点落实,02,1.(电场线与运动轨迹)(多选)如图8所示实线为一簇未标明方向的单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子 A.电性与场源电荷的电性相同 B.在a、b两点的电场力大小为FaFb C.在a、b两点的速度大小vavb D.在a、b两点的动能EaEb,图8,1,2,3,解析根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒
10、子所受电 场力的方向跟电场线共线，指向曲线弯曲的内侧，由此 可知，带电粒子与场源电荷电性相反，无法判断出粒子 电性和场源电荷电性，故A错； a点电场线比b点密，所以a点场强较大，带电粒子在a点所受电场力较大，故B对； 假设带电粒子由a点运动到b点，所受电场力方向与速度方向之间的夹角大于90，电场力做负功，带电粒子的动能减少，速度减小，即EaEb，vavb，同理可得带电粒子由b点运动到a点时也有EaEb，vavb，故C对，D错.,1,2,3,2.(两等量电荷的电场)(2018湖南师大附中高二上期中)如图9所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为Q和Q.在它们的水平中垂线上竖直
11、固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为q的小球以初速度v0从上端管口射入，则小球 A.速度先增大后减小 B.受到的电场力先做负功后做正功,1,2,3,图9,解析由等量异种点电荷形成的电场的特点，根据小球的受力情况可知小球在细管内运动时，合力为重力，小球速度一直增大，A错误； 电场力水平向右，不做功，B错误；,1,2,3,3.(电场中的平衡及动力学问题)如图10所示，一质量为m1.0102 kg、带电荷量大小为q1.0106 C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为37.小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取10 m/s2.求：(sin 370.6，cos 370.8) (1)电场强度E的大小；,1,2,3,图10,答案7.5104 N/C,1,2,3,解析由平衡条件得小球所受电场力大小Fmgtan 所以小球所在处的电场强度的大小：,(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s时小球的速度大小v及方向.,1,2,3,答案12.5 m/s方向与竖直方向夹角为37斜向左下,所以经过1 s时间小球的速度大小vat12.5 m/s，速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37斜向左下.,1,2,3,解析细线剪断后，小球所受合力大小,根据牛顿第二定律，小球的加速度大小：,
