17-18版：14习题课静电场力的性质

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1、第5讲习题课静电场力的性质［目标定位］1•会处理电场中的平衡问题2会处理库仑力与牛顿第二定律结合的综合问题.〒预习导学/梳理•识记・点拨1•共点力的平衡条件：物体不受力或所受外力的合力为零.2.物体运动的加速度相同时，常用整体法求加速度,隔离法求相互作用力.3下=譽,适用条件：⑴真空屮;(2)点电荷.4.电场强度⑴E气,适用于任何电场,是矢量，单位：N/C或V/m.(2)E=爷，适用于计算真空中的点电荷产生的电场.(3)规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向.电场中某一点的电场强度E与试探电荷q无关，由场源电荷(原电场)和该点

2、在电场中位置决定.5.电场的叠加原理和应用(1)如果在空间同吋存在多个点电荷，这吋在空间某一点的场强等于各个电荷单独存在吋在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理，(2)场强是矢量，遵守矢量合成的平行四边形沱则.6.合力指向曲线凹的一侧，速度的方向沿轨迹切线方向.卢课堂讲义全理解•深化•探究一、库仑力作用下的平衡1.两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彖时，要注意整体法和隔离法的灵活运用；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等.2.三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

3、仑力，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).【例1】如图1所示，光滑水平面上相距为厶的A.B两个带正电小球，电荷量分别为40和0.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：A4Q(1)小球。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g为多大.答案⑴负电(2)

4、l(3)

5、e解析(1)要使三个小球都只在相互库仑力作用下而处于平衡状态，且力、B两个小球带正电,故C为负电荷.(2)对C,设C与

6、/之间的距离为x,(3)对〃球，由平衡关系借题发挥同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，电荷间的关系为：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”.【例2】如图2所示，把质量为0.2g的带电小球力用丝线吊起，若将带电荷量为4X10~8C的带正电小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3cm时，丝线与竖直方向的夹角为45°.g取10m/s2,小球/、〃均可视为点电荷.贝IJ：⑴此吋小球B受到的库仑力的大小为多少？(2)小球力带何种电荷？(3)小球力所带的电荷量是多少？答案(1)2X10^N(2)负电(3)5X10_9C解析(1)根据题给条件，可知

7、小球加处于平衡状态，分析小球昇受力情况如图所示：小球加受重力加g、丝线的张力歼、小球3对小球/的库仑力F.因三个力的合力为零，所以F=/«gtan45°=0.2X10_3X10XlN=2X10-3N.小球〃受到的库仑力与小球力受到的库仑力为作用力和反作用力，所以小球B受到的库仑力大小为2X10-3N.(2)因小球力与小球3相互吸引，小球B带正电，故小球/带负电.2X10°X(3X10⑶小球/、〃相互吸引，其作用力大小为F=^r,所以qA=9ox1O9X4X1O^C=5X1°-9c.二、电场线与运动轨迹1.物体做曲线运动的条件：合力在轨迹曲线的内侧

8、，速度方向沿轨迹的切线.2.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电荷的正负；由电场线的疏密程度可确定电场力的大小，再根据牛顿第二定律F=ma可判断运动电荷加速度的大小.【例3】如图3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Q到方的运动轨迹，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q运动到b的过程中速度一定逐渐减小C.带电粒子在a点的速度一定小于在b点的速度D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度答案C解析由

9、于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子所受电场力一定是由M指向N,但是由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定，故A错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力与速度成锐角，粒子做加速运动，速度增大，B错误，C正确；b点的电场线比q点的密，所以带电粒子在q点的加速度小于在b点的加速度，故D错误，故选C.三、电场力与牛顿第二定律的结合【例4】如图4所示，光滑斜而倾角为37。，一带正电的小物块质量为九电荷量为如置于斜面上，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而上，从某时刻开始，电场强度变化为原

10、来的*,求：图4(1)原来的电场强度;⑵物块运动的加速度.答案（1）誉（2）劭，方向沿斜面向下解析（1）对小物块受力分析如图所示，物块静