高中物理 14 習(xí)題課 電場(chǎng)的力的性質(zhì)課件 新人教版選修31

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1、高中物理高中物理選修選修3-1浙浙第第4講習(xí)題課電場(chǎng)的力的性質(zhì)講習(xí)題課電場(chǎng)的力的性質(zhì) 目標(biāo)定位1.會(huì)處理電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題.2.會(huì)處理庫(kù)侖力與牛頓第二定律結(jié)合的綜合問(wèn)題1庫(kù)侖定律(1)內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力的大小,跟它們的電荷量q1與q2的乘積成 ,跟它們的距離r的平方成 ,作用力的方向沿著它們的 正比正比反比反比連線連線真空中真空中 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 任何電場(chǎng)任何電場(chǎng) N/C 真空真空 正電荷正電荷 所受電場(chǎng)力所受電場(chǎng)力 3場(chǎng)強(qiáng)疊加原理和應(yīng)用(1)當(dāng)空間有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在時(shí),它們的電場(chǎng)就互相疊加,形成合電場(chǎng),這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)就是各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的 (2)場(chǎng)強(qiáng)

2、是矢量,遵守矢量合成的 定則矢量和矢量和平行四邊形平行四邊形一、庫(kù)侖力作用下的平衡1庫(kù)侖力與前面學(xué)習(xí)過(guò)的重力、彈力和摩擦力一樣都是矢量,在分析物體受力時(shí),只要注意庫(kù)侖力就可以了2兩帶電體間的靜電力遵循牛頓第三定律處理過(guò)程中選取研究對(duì)象時(shí),要注意整體法和隔離法的靈活運(yùn)用;常用的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法有直角三角形和正交分解法等3三電荷系統(tǒng)的平衡問(wèn)題同一直線上的三個(gè)自由點(diǎn)電荷,彼此間存在相互作用的庫(kù)侖力,在三個(gè)電荷都處于平衡的情況下,每個(gè)電荷受其余兩個(gè)電荷的作用力的合力為零,因此可以對(duì)三個(gè)電荷分別列平衡方程求解(解題時(shí)只需列其中兩個(gè)電荷的平衡方程即可)【例1】如圖141所示,光滑水平面上相距為L(zhǎng)的A、B兩個(gè)

3、帶正電小球,電荷量分別為4Q和Q.要在它們之間引入第三個(gè)帶電小球C,使三個(gè)小球都只在相互庫(kù)侖力作用下而處于平衡,求: 圖141 借題發(fā)揮同一直線上的三個(gè)自由點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí),電荷間的關(guān)系為:“兩同夾異”、“兩大夾小”、“近小遠(yuǎn)大”。【例2】如圖142所示,真空中兩個(gè)相同的小球帶有等量同種電荷,質(zhì)量 均為m,分別用絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板的上同一點(diǎn),平衡時(shí),B球偏離豎直方向角,A球豎直且與墻壁接觸,此時(shí)A、B兩球位于同一高度且相距L.求:圖圖142甲甲乙乙 (3)選A為研究對(duì)象,對(duì)A球受力分析如圖乙所示: A球受力平衡:NF庫(kù)mgtan 由牛頓第三定律得:墻受到小球A的壓力大小為mgtan

4、 , 方向水平向左二、電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡1電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)由電場(chǎng)線的疏密可以判斷場(chǎng)強(qiáng)的大??;(2)根據(jù)電場(chǎng)線的切線方向可知場(chǎng)強(qiáng)的方向2由場(chǎng)強(qiáng)方向,結(jié)合電荷的正負(fù)可判斷電荷所受電場(chǎng)力方向;由FqE可知電場(chǎng)力大小,再根據(jù)牛頓第二定律Fma可判斷電荷加速度大小3物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合力在軌跡曲線的內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡的切線【例3】如圖143所示,直線MN是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(方向未畫(huà)出),虛線是一帶電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下,由a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡,軌跡為一拋物線下列判斷正確的是()圖圖143 A電場(chǎng)線MN的方向一定是由N指向M B帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中速度一定逐漸減小 C帶電粒子在a點(diǎn)的速度

5、一定小于b點(diǎn)的速度 D帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度 答案C 解析由于該粒子只受電場(chǎng)力作用且做曲線運(yùn)動(dòng),物體所受外力指向軌跡內(nèi)側(cè),所以粒子所受電場(chǎng)力一定是由M指向N,但是由于粒子的電荷性質(zhì)不清楚,所以電場(chǎng)線的方向無(wú)法確定,故A錯(cuò)誤;粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力與速度成銳角,粒子做加速運(yùn)動(dòng),速度增大,故B錯(cuò)誤,C正確;由a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡為一拋物線,說(shuō)明粒子一定受恒力,即帶電粒子在a點(diǎn)的加速度等于在b點(diǎn)的加速度,故D錯(cuò)誤,故選C.三、電場(chǎng)力與牛頓第二定律的結(jié)合【例4】如圖144所示,帶電小球A和B放在光滑絕緣水平面上,質(zhì)量分別為mA2 g,mB1 g;所帶電荷量值qAqB107 C,A帶正電,B帶負(fù)電,現(xiàn)有水平向右的恒力F作用于A球,可使A、B一起向右運(yùn)動(dòng),且保持間距d0.1 m不變,試問(wèn)F多大?圖圖144答案答案2.7102 N圖圖145

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