2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 專題突破與題型專練 電場力的性質(zhì)課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、專題突破與題型專練電場力的性質(zhì),題型核心探究,題型一:等量點(diǎn)電荷周圍的電場,【例1】(2018廣東博羅中學(xué)高二月考)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn),a點(diǎn)在連線的中垂線上,若在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子,如圖所示,關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(),A.電子在從a向O運(yùn)動(dòng)的過程中,加速度越來越大,速度越來越大B.電子在從a向O運(yùn)動(dòng)的過程中,加速度越來越小,速度越來越大C.電子運(yùn)動(dòng)到O時(shí),加速度為零,速度最大D.電子通過O后,速度越來越小,加速度越來越大,一直到速度為零,,?思路探究?(1)兩個(gè)等量正電荷的電場中,在中垂面(線)上從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn),電場強(qiáng)度大小如何變化?(2)電子僅受

2、靜電力作用,電子的加速度大小與電場強(qiáng)度的大小有什么關(guān)系?答案:(1)電場強(qiáng)度由零增加到某一最大值,然后減小到零.(2)電子加速度大小與電場強(qiáng)度的大小成正比.解析:帶等量正電荷的兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度為零,向中垂線的兩邊先變大,達(dá)到最大值后,再逐漸減小到零.但a點(diǎn)與最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定,當(dāng)a點(diǎn)在最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的上方時(shí),電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,加速度先增大后減小;當(dāng)a點(diǎn)在最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的下方時(shí),電子的加速度則一直減小,故A,B錯(cuò)誤;但不論a點(diǎn)的位置如何,電子在向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,都在做加速運(yùn)動(dòng),所以電子的速度一直增加,當(dāng)達(dá)到O點(diǎn)時(shí),加速度為零,速度達(dá)到最大值

3、,C正確;通過O點(diǎn)后,電子的運(yùn)動(dòng)方向與電場強(qiáng)度的方向相同,與所受靜電力方向相反,故電子做減速運(yùn)動(dòng),由能量守恒定律得,當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱的b點(diǎn)時(shí),電子的速度為零.同樣因b點(diǎn)與最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定,故加速度大小的變化不能確定,D錯(cuò)誤.答案:C,,【針對訓(xùn)練1】(2018北京師大附中高二期中)兩帶電荷量分別為q和-q的點(diǎn)電荷放在x軸上,相距為L,能正確反映兩電荷連線上電場強(qiáng)度大小E與x關(guān)系的是(),A,解析:由等量異種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的關(guān)系可知,在兩電荷連線中點(diǎn)處電場強(qiáng)度最小,但不是零,從兩點(diǎn)電荷向中點(diǎn)電場強(qiáng)度逐漸減小,故A正確.,題型二:電場線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析,1

4、.幾個(gè)矢量的方向,(1)速度方向:沿軌跡的切線方向.(2)合力方向:指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè).(3)靜電力方向:正電荷的方向沿電場線的切線方向.2.分析方法(1)由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定靜電力的方向.(2)由靜電力和電場線的方向可判斷電荷的正負(fù).(3)由電場線的疏密程度可確定靜電力的大小,再根據(jù)牛頓第二定律F=ma進(jìn)而可判斷電荷加速度的大小.,【例2】(多選)如圖所示,為某一點(diǎn)電荷所形成的一簇電場線,a,b,c三條虛線為三個(gè)帶電粒子以相同的速度從O點(diǎn)射入電場的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中b虛線為一圓弧,AB的長度等于BC的長度,且三個(gè)粒子的電荷量大小相等,不計(jì)粒子重力,則以下說法正確的是()A.a一定是正粒

5、子的運(yùn)動(dòng)軌跡,b和c一定是負(fù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡B.a粒子的動(dòng)能增加,c粒子的動(dòng)能減少,b粒子的動(dòng)能不變C.a虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越小,c虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越大,b虛線對應(yīng)的粒子的加速度大小不變D.b虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量,,?思維導(dǎo)圖?,,答案:CD,電場線與運(yùn)動(dòng)軌跡問題的分析方法(1)由軌跡的彎曲方向判斷靜電力的大致方向.(2)由電場線的疏密判斷靜電力及加速度大小的變化.(3)由靜電力與速度之間夾角情況判斷速度的變化情況.,,規(guī)律總結(jié),【針對訓(xùn)練2】(多選)如圖所示,帶箭頭的線表示某一電場中的電場線的分布情況.一帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中虛線所示.若不

6、考慮其他力,則下列判斷中正確的是()A.若粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B,則粒子帶正電;若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則粒子帶負(fù)電B.不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B,還是從B運(yùn)動(dòng)到A,粒子必帶負(fù)電C.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則其加速度減小D.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則其速度減小,BC,,解析:根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)可知粒子所受靜電力與電場線的方向相反,所以不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B,還是從B運(yùn)動(dòng)到A,粒子必帶負(fù)電,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;電場線密的地方電場強(qiáng)度大,所以粒子在B點(diǎn)受到的靜電力大,在B點(diǎn)時(shí)的加速度較大.若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A,則其加速度減小,故選項(xiàng)C正確;從B到A過程中靜電力與速度方向成銳角,即做正功

7、,動(dòng)能增大,速度增大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,題型三:靜電力與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用,1.同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題(1)同一直線上的三個(gè)自由點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí),每個(gè)電荷受到的合力均為零.(2)根據(jù)平衡方程可得點(diǎn)電荷間的關(guān)系為:“兩同夾異”“兩大夾小”“近小遠(yuǎn)大”.2.不共線力作用下的平衡問題(1)帶電體在多個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),物體所受合外力為零.選取研究對象時(shí),要注意整體法和隔離法的靈活運(yùn)用.(2)處理平衡問題常用的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法.3.帶電粒子在電場中的加速問題與力學(xué)問題分析方法完全相同,帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律,在進(jìn)行受力分析時(shí)不要漏掉靜電力

8、.,【例3】(2018四川成都市高三測試)如圖所示,光滑斜面(足夠長)傾角為37,一帶正電的小物塊質(zhì)量為m,電荷量為q,置于斜面上,當(dāng)沿水平方向加如圖所示的勻強(qiáng)電場時(shí),帶電小物塊恰好靜止在斜面上,從某時(shí)刻開始,電場強(qiáng)度變化為原來的,(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2)求:,(1)原來的電場強(qiáng)度的大小;(2)小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度;(3)小物塊2s末的速度大小和2s內(nèi)的位移大小.,,,?思路探究?(1)在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力有什么關(guān)系?(2)小物塊沿斜面向下加速,對其所受重力、靜電力如何處理才能快捷求出小物塊受到的合外力?答案:(1)等大反向.

9、(2)先將重力、靜電力在沿斜面方向與垂直斜面方向進(jìn)行正交分解,然后在這兩個(gè)方向上求合力.,,解決帶電體在電場中綜合問題的基本思路(1)處于平衡狀態(tài)的帶電體先進(jìn)行受力分析,畫出受力圖,然后選用合成法或分解法列方程.(2)非平衡問題中,分析和解題程序與平衡問題相似,要依據(jù)牛頓第二定律列方程,有時(shí)要結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程組.,,方法總結(jié),【針對訓(xùn)練3】(2018重慶市第一中學(xué)高二期中)如圖所示,用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球,小球質(zhì)量為1.010-2kg,所帶電荷量為+2.010-8C.現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場,平衡時(shí)絕緣繩與豎直方向成30角,繩長L=0.2m,求:(重力加速度g的大小取10m/s2)(1)這個(gè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小;(2)突然剪斷輕繩,小球做什么運(yùn)動(dòng)?加速度大小和方向如何?,,解析:(1)根據(jù)共點(diǎn)力平衡得,qE=mgtan30解得E=107N/C.,

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