发布时间 : 星期日 文章(京津琼鲁共享)新2020-2020学年高中物理 第一章 静电场 微型专题1 电场力的性质学案 新人教版必修2【下载更新完毕开始阅读
最新人教版小学试题 微型专题1 电场力的性质
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.进一步熟练掌握库仑定律、电场强度公式，熟练掌握几种常见的电场线.2.熟练掌握两等量同种电荷和两等量异种电荷的电场线分布特点.
科学思维：1.建立形象化的思维模型，体会用电场线解决问题的方便性.2.掌握解决带电体动力学问题的思路和方法，进一步建立解决电场中平衡问题和动力学问题的思维模型.
一、两等量点电荷周围的电场
1.等量同号点电荷的电场(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 图2
2.等量异号点电荷的电场(电场线分布如图2)：
(1)两点电荷连线上，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)关于两点电荷连线中点的对称点场强等大同向.
例1 如图3所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q和－Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是( )
图3
A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右
B.Fd、Fc的方向水平向右，Fe的方向竖直向上
部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版小学试题 C.Fd、Fe的方向水平向右，Fc＝0 D.Fd、Fc、Fe的大小都相等 答案 A
解析 根据场强叠加原理，等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示，d、c、e三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点受电场力方向与场强方向相同，故A正确，B、C错误；连线上场强由a到b先减小后增大，中垂线上由c到无穷远处逐渐减小，因此c点场强是连线上最小的(但不为0)，是中垂线上最大的，故Fd>Fc>Fe，故D错误.
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( )
图4
A.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 答案 C
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，向中垂线的两边场强先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小.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a点关于O点对称的点时，电子的速度为零，同样因为此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. 二、静电力作用下的平衡
1.共点力的平衡条件：物体所受外力的合力为零.
2.处理平衡问题常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法. 3.选取研究对象时，要注意整体法和隔离法的灵活运用.
部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版小学试题 例2 如图5所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两点电荷A、B，相距L，问：
图5
(1)若A、B固定，在何处放置点电荷C，才能使C处于平衡状态？ (2)在(1)中的情形下，C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗？
(3)若A、B不固定，在何处放一个什么性质的点电荷C，才可以使三个点电荷都处于平衡状态？ 答案 见解析
解析 (1)由平衡条件，对C进行受力分析，C应在AB的连线上且在A、B之间，设C与A相距
r，则
k·q·qCk·4q·qCL＝22，解得：r＝ r?L－r?3
(2)C的电荷量大小和电性对其平衡无影响，距离A处，A、B的合场强为0.
3
(3)若将C放在A、B电荷两边，A、B对C同为向右(或向左)的力，C都不能平衡；若将C放在
LA、B之间，C为正电荷，则A、B都不能平衡，所以C为负电荷.设放置的点电荷C的电荷量大
小为Q，与A相距r1，分别对A、B受力分析，根据平衡条件，对电荷A：有对电荷B：有
k·4q·qkQ·q＝2 L2r1
k·4q·qkQ·4q＝2 L2?L－r1?
L4
联立可得：r1＝，Q＝q(负电荷)
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L4
即应在AB连线上且在A的右边，与点电荷A相距处放置一个电荷量为q的负电荷.
39
1.同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零，根据平衡方程可得，电荷间的关系为：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”.
2.对于三个自由电荷的平衡问题，只需对其中两个电荷列平衡方程，不必再对第三个电荷列平衡方程.
例3 (多选)A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，用绝缘不可伸长的细线如图6悬挂，静止时A、B两球处于相同高度.若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列判断正确的是( )
图6
部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版小学试题 A.FA B.细线AC对A的拉力FTA＝ mAg2 C.细线OC的拉力FTC＝(mA＋mB)g D.同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同 答案 CD 解析 对小球A受力分析，受重力、静电力、拉力，如图.两球间的库仑力是作用力与反作用力，23大小一定相等，故A错误；由共点力的平衡条件有：mAg＝FTAcos30°，因此：FTA＝mAg，故B 3错误；由整体法可知，细线OC的拉力等于两球的重力，故C正确；同时烧断AC、BC细线后，A、 B在竖直方向上所受重力不变，所以加速度相同，故D正确. 三、电场中的动力学问题 例4 如图7所示，光滑固定绝缘斜面(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1 上，从某时刻(记为0时刻)开始，电场强度变为原来的，求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8， 2 g＝10m/s2) 图7 (1)原来的电场强度大小； (2)小物块运动的加速度； (3)小物块2s末的速度大小和2s内的位移大小. 3mg2 答案 (1) (2)3m/s，方向沿斜面向下 (3)6 m/s 6m 4q解析 (1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则mgsin37°＝qEcos37°，E＝ mgtan37°3mg＝. q4q部编本试题，欢迎下载！