1、高中物理选修3-1鲁科版第一章 静电场第五讲 习题课 静电力的性质目标定位会处理电场中的平衡问题.会处理库仑力与牛顿第二定律结合的综合问题.12目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质预习导学1.外力的合力2.整体法3.(1)正比 反比 连线(2)真空中 点电荷4(1)任何电场 V/m (3)正电荷所受电场力5(1)矢量和 (2)平行四边形目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义1库仑力与前面学习过的重力、弹力和摩擦力一样都是矢量，在分析物体受力时，只要注意库仑力就可以了。2两带电体间的静电力遵循牛顿第三定律处理过程中选取研究对象时，要注意整体法和隔离法的灵活运用；常用的数学知
2、识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法等.一、库仑力作用下的平衡3三电荷系统的平衡问题同一直线上的三个自由点电荷，彼此间存在相互作用的库仑力，在三个电荷都处于平衡的情况下，每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零，因此可以对三个电荷分别列平衡方程求解(解题时只需列其中两个电荷的平衡方程即可)目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义题眼：三个自由电荷受力平衡例 1 如图所示，光滑水平面上相距为L的A、B两个带正电小球，电荷量分别为4Q和Q.要在它们之间引入第三个带电小球C，使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡，求：(1)小球C带何种电？(2)C与A之间的距离x等于多大？(
3、3)C球的电荷量q为多大？讨论规律总结：“两同夹异”目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义解析（1）由平衡条件可知小球C必然带负电x?（2）以C为研究对象解得：规律总结：“两同夹异”“近小远大”目标定位预习导学课堂讲义对点练习例 1 如图所示，光滑水平面上相距为L的A、B两个带正电小球，电荷量分别为4Q和Q.要在它们之间引入第三个带电小球C，使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡，求：(1)小球C带何种电？(2)C与A之间的距离x等于多大？(3)C球的电荷量q为多大？静电力的性质课堂讲义解析（1）由平衡条件可知小球C必然带负电x?（3）以B为研究对象解得：规律总结：“两同夹异
4、”“两大夹小”“近小远大”目标定位预习导学课堂讲义对点练习例 1 如图所示，光滑水平面上相距为L的A、B两个带正电小球，电荷量分别为4Q和Q.要在它们之间引入第三个带电小球C，使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡，求：(1)小球C带何种电？(2)C与A之间的距离x等于多大？(3)C球的电荷量q为多大？静电力的性质课堂讲义例 2 如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为m，分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板的上同一点，平衡时，B球偏离竖直方向角，A球竖直且与墙壁接触，此时A、B两球位于同一高度且相距L.求(1)每个小球带电荷量q；(2)B球所受绳的拉力T.(3)墙壁受到小球A的
5、压力N；解析(1)对B完整的受力分析：解得：目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义例 2 如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为m，分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板的上同一点，平衡时，B球偏离竖直方向角，A球竖直且与墙壁接触，此时A、B两球位于同一高度且相距L.求(1)每个小球带电荷量q；(2)B球所受绳的拉力T.(3)墙壁受到小球A的压力N；解析(2)对B受力分析如图所示：目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义例 2 如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为m，分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板的上同一点，平衡时，B球偏离竖直方向角，A
6、球竖直且与墙壁接触，此时A、B两球位于同一高度且相距L.求(1)每个小球带电荷量q；(2)B球所受绳的拉力T.(3)墙壁受到小球A的压力N；(3)对A进行受力分析：根据牛顿第三定律：目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义1电场线的特点(1)由电场线的疏密可以判断场强的大小；二、电场线与运动轨迹3物体做曲线运动的条件：合力在轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线(2)根据电场线的切线方向可知场强的方向2.由场强方向，结合电荷的正负可判断电荷所受电场力方向；由FqE可知电场力大小，再根据牛顿第二定律Fma可判断电荷加速度大小目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义场强与正电
7、荷的受力方向相同场强与负电荷的受力方向相反F、v成锐角，速度逐渐增加说明粒子受到恒力作用例 3 如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)，虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线下列判断正确的是()A电场线MN的方向一定是由N指向MB带电粒子由a运动到b的过程中速度一定逐渐减小C带电粒子在a点的速度一定小于b点的速度D带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质C课堂讲义三、电场力与牛顿第二定律的结合例 4 如图所示，带电小球A和B放在光滑绝缘水平面上，质量分别为mA2 g，mB1 g；所带电荷量值qAq
8、B107 C，A带正电，B带负电，现有水平向右的恒力F作用于A球，可使A、B一起向右运动，且保持间距d0.1 m不变，试问F多大？解析 对A、B整体应用牛顿第二定律得：F(mAmB)a隔离B，由牛顿第二定律得：F电mBa两球库仑力相对静止先整体后隔离 联立解得：F2.7102 N目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义三、电场力与牛顿第二定律的结合解析(1)物块静止于斜面上，则mgsin 37qEcos 37例 5 如图所示，光滑斜面倾角为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，从某时刻开始，电场强度变
9、化为原来的，求：(1)原来的电场强度；(2)物块运动的加速度目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质课堂讲义三、电场力与牛顿第二定律的结合例 5 如图所示，光滑斜面倾角为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，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，求：(1)原来的电场强度；(2)物块运动的加速度(2)当场强变为原来的时，小物块受到的合外力：又F合=ma所以，方向沿斜面向下目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质对点练习库仑力作用下的平库仑力作用下的平衡衡1两个通电小球带电后相互排斥，如图所示两悬线跟竖直方向各
10、有一个夹角、，且两球在同一水平面上两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示若已知，则一定有关系()A两球一定带同种电荷Bm一定小于MCq一定大于QDm受到的电场力一定大于M所受电场力解析 由共点力平衡根据图示可知两小球相互排斥，作用力等大方向。AB，所以mM目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质对点练习电场线与运动轨迹电场线与运动轨迹2一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示不计粒子所受重力，则()A粒子带正电荷B粒子加速度逐渐减小CA点的速度大于B点的速度D粒子的初速度不为零BCD若初速度为0，粒子将做直线运动，而非曲线运动。F、E反向，粒子带负电F、v成钝角，粒子减速
11、目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质对点练习电场力与牛顿第二定律的结电场力与牛顿第二定律的结合合3.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0102 kg，所带电荷量为2.0108 C现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直线成30角，绳长L0.2 m，求：(1)这个匀强电场的电场强度大小(2)突然剪断轻绳，小球做什么运动？加速度大小和方向如何？解析(1)根据共点力平衡得，qEmgtan 30解得目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质对点练习电场力与牛顿第二定律的结电场力与牛顿第二定律的结合合3.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0102 kg，所带电荷量为2.0108 C现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直线成30角，绳长L0.2 m，求：(1)这个匀强电场的电场强度大小(2)突然剪断轻绳，小球做什么运动？加速度大小和方向如何？解析(2)初速度为零，做匀加速直线运动方向:与绳子拉力方向相反目标定位预习导学课堂讲义对点练习静电力的性质再见
