福建省長(zhǎng)泰一中高三物理 第六章 第1講 電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述復(fù)習(xí)課件 新人教版選修31

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1、選修3-1 第六章 靜電場(chǎng) 電勢(shì)能與電勢(shì)差 第1講 電場(chǎng)力的性質(zhì)的描述 考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 電荷守恒定律電荷守恒定律 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律1.1.元電荷、點(diǎn)電荷元電荷、點(diǎn)電荷(1)(1)元電荷：元電荷：e=_e=_，單個(gè)質(zhì)子、正電子的電荷量與，單個(gè)質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同元電荷相同. .電子的電荷量電子的電荷量q= _=-e.q= _=-e.(2)(2)點(diǎn)電荷：代表帶電體的有一定電荷量的點(diǎn)，忽略帶電體的點(diǎn)電荷：代表帶電體的有一定電荷量的點(diǎn)，忽略帶電體的_和和_的理想化模型的理想化模型. . 1.61.61010-19-19C C-1.6-1.61010-19-19C C大小大小形

2、狀形狀2.2.電荷守恒定律電荷守恒定律(1)(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從一個(gè)物體內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從一個(gè)物體_到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分_到另一部分，到另一部分，在在_的過(guò)程中的過(guò)程中, ,電荷的總量保持不變電荷的總量保持不變 . .(2)(2)三種起電方式：摩擦起電、三種起電方式：摩擦起電、_、接觸起電、接觸起電. .(3)(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電實(shí)質(zhì)：物體_. _. 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移感應(yīng)起電感應(yīng)起電得失電子得失電子3.3.庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律(1)(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們內(nèi)容：真

3、空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的電荷量的乘積的電荷量的乘積_，跟它們之間的距離的平方，跟它們之間的距離的平方_，作用力的方向在它們的連線上作用力的方向在它們的連線上. .(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：F=_F=_，式中，式中k k叫做靜電力常量，叫做靜電力常量，k=_Nmk=_Nm2 2/C/C2 2. . 成正比成正比成反比成反比122Q Qkr9.09.010109 9 1.1.完全相同的金屬球接觸后電荷的分配原則完全相同的金屬球接觸后電荷的分配原則(1)(1)若兩球帶同種電荷若兩球帶同種電荷q q1 1、q q2 2，則接觸后電量平均分配，則接觸后電量平均分配. .即即(2)(

4、2)若兩球帶異種電荷若兩球帶異種電荷q q1 1、q q2 2，則接觸后電量先中和后平分，則接觸后電量先中和后平分，即即 電性與帶電量大的金屬球相同電性與帶電量大的金屬球相同. .1212qqqq.2 1212qqqq2 ，2.2.對(duì)庫(kù)侖定律的三點(diǎn)說(shuō)明對(duì)庫(kù)侖定律的三點(diǎn)說(shuō)明(1)(1)庫(kù)侖定律只適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷，空氣中也可以近似庫(kù)侖定律只適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷，空氣中也可以近似使用使用. .(2)(2)庫(kù)侖力的方向由兩帶電體的電性決定，可按照同種電荷相互庫(kù)侖力的方向由兩帶電體的電性決定，可按照同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引確定排斥，異種電荷相互吸引確定. .(3)(3)計(jì)算庫(kù)侖力的

5、大小時(shí)，只代入電荷電量的絕對(duì)值，不需要代計(jì)算庫(kù)侖力的大小時(shí)，只代入電荷電量的絕對(duì)值，不需要代入符號(hào)入符號(hào). . (2012(2012龍巖模擬龍巖模擬) )在真空中有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷，其相互作用在真空中有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷，其相互作用的靜電力為的靜電力為F F，現(xiàn)使甲點(diǎn)電荷的電量變?yōu)樵瓉?lái)的，現(xiàn)使甲點(diǎn)電荷的電量變?yōu)樵瓉?lái)的2 2倍，同時(shí)將甲倍，同時(shí)將甲乙兩點(diǎn)電荷間距離也變?yōu)樵瓉?lái)的乙兩點(diǎn)電荷間距離也變?yōu)樵瓉?lái)的2 2倍，則它們間的靜電力變?yōu)楸叮瑒t它們間的靜電力變?yōu)? )( )A. A. B.4FB.4FC.2FC.2FD.D.【解析】【解析】選選A.A.根據(jù)庫(kù)侖定律根據(jù)庫(kù)侖定律 變化后變化后 A A正確正

6、確. . F2F4122kq qF,r1212222q qq q1FFkk,2r22r 1.1.電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有_._.2.2.電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度(1)(1)定義式：定義式：E=_E=_，是矢量，單位：，是矢量，單位：N/CN/C或或_._.(2)(2)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)：點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)：E=_E=_，適用于計(jì)算，適用于計(jì)算_中的點(diǎn)電荷產(chǎn)中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)生的電場(chǎng). .(3)(3)方向：規(guī)定為方向：規(guī)定為_在電場(chǎng)中某點(diǎn)在電場(chǎng)中某點(diǎn)_的方向的方向. . 考點(diǎn)考點(diǎn)2 2 電場(chǎng)的基本性質(zhì)電場(chǎng)的基本性質(zhì) 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 FqV/mV/m2kQr真空真空正電

7、荷正電荷所受電場(chǎng)力所受電場(chǎng)力力的作用力的作用1.1.場(chǎng)強(qiáng)三個(gè)表達(dá)式的比較場(chǎng)強(qiáng)三個(gè)表達(dá)式的比較表達(dá)式表達(dá)式比比 較較 FEq2QEkrUEd公式意義公式意義 適用條件適用條件 比較決比較決定因素定因素 相同點(diǎn)相同點(diǎn) 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度定義式定義式 真空中點(diǎn)電荷的真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式電場(chǎng)強(qiáng)度決定式 勻強(qiáng)電場(chǎng)中勻強(qiáng)電場(chǎng)中E E與與U U關(guān)系式關(guān)系式 一切電場(chǎng)一切電場(chǎng) 真空真空點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng) 由電場(chǎng)本身決由電場(chǎng)本身決定，與定，與q q無(wú)關(guān)無(wú)關(guān) 由場(chǎng)源電荷由場(chǎng)源電荷Q Q和場(chǎng)源電荷和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離到該點(diǎn)的距離r r共同決定共同決定 由電場(chǎng)本身決定由電場(chǎng)本身決定 矢量，單位：矢

8、量，單位：1 N/C=1 V/m 1 N/C=1 V/m 2.2.電場(chǎng)的疊加原理及計(jì)算法則電場(chǎng)的疊加原理及計(jì)算法則(1)(1)電場(chǎng)的疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷電場(chǎng)的疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和. .(2)(2)計(jì)算法則：遵循平行四邊形定則計(jì)算法則：遵循平行四邊形定則. . 如圖所示，有一帶電荷量為如圖所示，有一帶電荷量為+q+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電圓形薄板相的點(diǎn)電荷與均勻帶電圓形薄板相距為距為2d2d，此點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)板的圓心，此點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)板的圓心. .若圖中若圖中a a

9、點(diǎn)點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則圖中處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則圖中b b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是( )( )【解析】【解析】選選A.A.由由a a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，知薄板帶正電荷，在點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，知薄板帶正電荷，在a a處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 方向向右，根據(jù)對(duì)稱性，在方向向右，根據(jù)對(duì)稱性，在b b處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 方向向左，故方向向左，故b b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度 知知A A項(xiàng)正確項(xiàng)正確. . 22222qqqqA.kk B.kk9dd9ddqC.0 D.kd2kqd，2kqd，22qqEkk9dd，考點(diǎn)考點(diǎn)3 3 電場(chǎng)線電場(chǎng)

10、線 1.1.定義：為了形象地描述定義：為了形象地描述_中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向，在中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的電場(chǎng)中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的_都跟該點(diǎn)的都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，曲線的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，曲線的_表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱. .電場(chǎng)電場(chǎng)切線方向切線方向疏密疏密2.2.特點(diǎn)特點(diǎn)(1)(1)電場(chǎng)線從電場(chǎng)線從_出發(fā)，終止于出發(fā)，終止于_或無(wú)限遠(yuǎn)處，或來(lái)或無(wú)限遠(yuǎn)處，或來(lái)自于無(wú)限遠(yuǎn)處，終止于自于無(wú)限遠(yuǎn)處，終止于_；(2)(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中電場(chǎng)線在電場(chǎng)中_；(3)(3)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線_的地方場(chǎng)強(qiáng)越大；的地方場(chǎng)強(qiáng)越大；(4)(4)電場(chǎng)線

11、上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的_；(5)(5)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸_；(6)(6)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處_. 正電荷正電荷負(fù)電荷負(fù)電荷負(fù)電荷負(fù)電荷不相交不相交越密越密場(chǎng)強(qiáng)方向場(chǎng)強(qiáng)方向降低降低互相垂直互相垂直3.3.幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線 1.1.孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(1)(1)正正( (負(fù)負(fù)) )點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外( (內(nèi)內(nèi)).).(2)(2)離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密( (場(chǎng)強(qiáng)越大場(chǎng)強(qiáng)越大).).(3)(3)以點(diǎn)電荷為

12、球心作一球面，則電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此以點(diǎn)電荷為球心作一球面，則電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同球面上場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同. .2.2.兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)比較兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)比較 比比 較較 等量異種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷 等量同種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷 連線中點(diǎn)連線中點(diǎn)O O處的場(chǎng)處的場(chǎng)強(qiáng)大小強(qiáng)大小 最小，指向負(fù)電荷最小，指向負(fù)電荷一方一方 為零為零 連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小 沿連線先變小，再沿連線先變小，再變大變大 沿連線先變小，再沿連線先變小，再變大變大 沿中垂線由沿中垂線由O O點(diǎn)向點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小外場(chǎng)強(qiáng)大小 O O點(diǎn)最大，向外逐點(diǎn)最大，向外逐漸

13、減小漸減小 O O點(diǎn)最小，向外先點(diǎn)最小，向外先變大后變小變大后變小 3.3.電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系一般情況下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合，一般情況下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合，只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會(huì)重合只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會(huì)重合. .(1)(1)電場(chǎng)線為直線；電場(chǎng)線為直線；(2)(2)電荷初速度為零，或速度方向與電場(chǎng)線平行；電荷初速度為零，或速度方向與電場(chǎng)線平行；(3)(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線平行電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線平行. .如圖所示

14、，如圖所示，P P、Q Q是兩個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷，它們連線的中是兩個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷，它們連線的中點(diǎn)是點(diǎn)是O O，A A、B B是是PQPQ的中垂線上的兩點(diǎn)，的中垂線上的兩點(diǎn)，OAOB.OA0)q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為數(shù)均為k k0 0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接的輕質(zhì)彈簧絕緣連接. .當(dāng)三個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每當(dāng)三個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長(zhǎng)度為根彈簧長(zhǎng)度為l，已知靜電力常量為，已知靜電力常量為k k，若不考慮彈簧的靜電感，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長(zhǎng)為應(yīng)，則每根彈簧的原長(zhǎng)為( )( )2222002222005kqkqA. B

15、.2kk5kq5kqC. D.4k2kllllllll【解析】【解析】選選C.C.左邊或右邊小球受三個(gè)力的作用，由小球處于平左邊或右邊小球受三個(gè)力的作用，由小球處于平衡狀態(tài)得衡狀態(tài)得 解得解得 故彈簧原長(zhǎng)為故彈簧原長(zhǎng)為 C C項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .22022qqk xkk(2 )，ll2205kqx4k，l20205kqx4k，llll【變式備選】【變式備選】?jī)牲c(diǎn)電荷兩點(diǎn)電荷A A、B B帶電量帶電量Q QA AQ QB B，在真空中相距，在真空中相距r r，現(xiàn)，現(xiàn)將檢驗(yàn)電荷將檢驗(yàn)電荷q q置于某一位置置于某一位置C C時(shí)，所受的庫(kù)侖力恰好為零，則時(shí)，所受的庫(kù)侖力恰好為零，則( )( )A.AA.

16、A和和B B為異種電荷時(shí)，為異種電荷時(shí)，C C在在A A、B B之間連線上靠近之間連線上靠近B B一側(cè)一側(cè)B.AB.A和和B B為異種電荷時(shí)，為異種電荷時(shí)，C C在在A A、B B連線的延長(zhǎng)線上連線的延長(zhǎng)線上A A外側(cè)外側(cè)C.AC.A和和B B為同種電荷時(shí)，為同種電荷時(shí)，C C在在A A、B B之間連線上靠近之間連線上靠近B B一側(cè)一側(cè)D.AD.A和和B B無(wú)論為同種電荷還是異種電荷，無(wú)論為同種電荷還是異種電荷，C C都不在都不在ABAB連線以及延長(zhǎng)連線以及延長(zhǎng)線上線上【解析】【解析】選選C.C.根據(jù)檢驗(yàn)電荷根據(jù)檢驗(yàn)電荷q q置于某一位置置于某一位置C C時(shí)，所受的庫(kù)侖力時(shí)，所受的庫(kù)侖力恰好為

17、零可得恰好為零可得C C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，并且此位置一定在點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，并且此位置一定在ABAB直線上，直線上，由場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理可得場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，若是同種電荷一定在由場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理可得場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，若是同種電荷一定在A A、B B連線之間靠近電荷量小的連線之間靠近電荷量小的B B端，若是異種電荷一定在端，若是異種電荷一定在A A、B B連線連線的延長(zhǎng)線上靠近電荷量小的的延長(zhǎng)線上靠近電荷量小的B B端端( (即即B B的外側(cè)的外側(cè)) )，所以答案為，所以答案為C.C.熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2 利用利用“補(bǔ)償法補(bǔ)償法“求解電場(chǎng)強(qiáng)度求解電場(chǎng)強(qiáng)度【例證【例證2 2】在某平面上畫一個(gè)半徑為在某平面上畫一個(gè)

18、半徑為r r的圓：的圓：(1)(1)若在圓周上等間距地分布若在圓周上等間距地分布n(n2)n(n2)個(gè)相同的個(gè)相同的點(diǎn)電荷，則圓心處的合場(chǎng)強(qiáng)為多少？點(diǎn)電荷，則圓心處的合場(chǎng)強(qiáng)為多少？(2)(2)若有一半徑同樣為若有一半徑同樣為r r，單位長(zhǎng)度帶電量為，單位長(zhǎng)度帶電量為q(q0)q(q0)的均勻帶電圓環(huán)上有一個(gè)很小的缺口的均勻帶電圓環(huán)上有一個(gè)很小的缺口l( (且且l r) r)，如圖所示，則圓心處的場(chǎng)強(qiáng)，如圖所示，則圓心處的場(chǎng)強(qiáng)又為多少？又為多少？【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)(1)圓心處的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為各電荷在此處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和圓心處的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為各

19、電荷在此處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和. .(2)(2)關(guān)于關(guān)于O O點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)相同點(diǎn)電荷在點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)相同點(diǎn)電荷在O O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相互抵消點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相互抵消. .【自主解答】【自主解答】(1)(1)當(dāng)當(dāng)n n分別取分別取2 2、3 3、4 4時(shí)圓心處的場(chǎng)強(qiáng)均為零，結(jié)時(shí)圓心處的場(chǎng)強(qiáng)均為零，結(jié)合點(diǎn)電荷電場(chǎng)的對(duì)稱性可知，合點(diǎn)電荷電場(chǎng)的對(duì)稱性可知，n n個(gè)相同的點(diǎn)電荷在圓心處的合場(chǎng)個(gè)相同的點(diǎn)電荷在圓心處的合場(chǎng)強(qiáng)為零強(qiáng)為零. . (2)(2)可以把均勻帶電圓環(huán)視為由很多點(diǎn)電荷組成，若將缺口補(bǔ)上，可以把均勻帶電圓環(huán)視為由很多點(diǎn)電荷組成，若將缺口補(bǔ)上，再根據(jù)電荷分布的對(duì)稱性可得，圓心再根據(jù)電荷分布的對(duì)稱性可得

20、，圓心O O處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，由于有處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，由于有缺口的存在，圓心缺口的存在，圓心O O處的電場(chǎng)即為缺口相對(duì)圓心處的電場(chǎng)即為缺口相對(duì)圓心O O的對(duì)稱點(diǎn)產(chǎn)生的對(duì)稱點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為該處電荷的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為該處電荷( (可視為點(diǎn)電荷可視為點(diǎn)電荷) )在在O O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度度( (包括大小和方向包括大小和方向).).其電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為其電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 方向由圓心方向由圓心O O指向缺口指向缺口. .答案：答案：(1)(1)合場(chǎng)強(qiáng)為零合場(chǎng)強(qiáng)為零(2) (2) 方向由圓心方向由圓心O O指向缺口指向缺口2qEkr，l2qkr，l【互動(dòng)探究】【互動(dòng)探究】在在【例證【例證2 2

21、】第第(2)(2)問(wèn)中，若在距缺口四分之一圓問(wèn)中，若在距缺口四分之一圓弧處，有同樣一個(gè)很小的缺口弧處，有同樣一個(gè)很小的缺口l( (且且l r)r)，其余條件不變，其余條件不變，則圓心處的場(chǎng)強(qiáng)大小又為多少？則圓心處的場(chǎng)強(qiáng)大小又為多少？【解析】【解析】根據(jù)補(bǔ)償法同樣可得第二個(gè)缺口在圓心根據(jù)補(bǔ)償法同樣可得第二個(gè)缺口在圓心O O處產(chǎn)生的電場(chǎng)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小仍為強(qiáng)度的大小仍為 兩場(chǎng)強(qiáng)方向垂直，由矢量合成法則得兩場(chǎng)強(qiáng)方向垂直，由矢量合成法則得圓心處的場(chǎng)強(qiáng)大小應(yīng)為圓心處的場(chǎng)強(qiáng)大小應(yīng)為答案：答案： 2qEkr，l2qE2E2k.r合l2q2k.rl【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】求合場(chǎng)強(qiáng)的兩種常用方法求合場(chǎng)強(qiáng)的

22、兩種常用方法(1)(1)對(duì)稱法：利用帶電體電荷分布具有對(duì)稱性，或帶電體產(chǎn)生的對(duì)稱法：利用帶電體電荷分布具有對(duì)稱性，或帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)求合場(chǎng)強(qiáng)的方法電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)求合場(chǎng)強(qiáng)的方法. .(2)(2)補(bǔ)償法：題給條件建立的模型補(bǔ)償法：題給條件建立的模型A A不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型，不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型，這時(shí)需要給原來(lái)的問(wèn)題補(bǔ)充一些條件，由這些補(bǔ)充條件建立另這時(shí)需要給原來(lái)的問(wèn)題補(bǔ)充一些條件，由這些補(bǔ)充條件建立另一個(gè)容易求解的模型一個(gè)容易求解的模型B B，并且模型，并且模型A A與模型與模型B B恰好組成一個(gè)完整的恰好組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型標(biāo)準(zhǔn)模型. .這樣求解模型這樣求解模型A

23、A的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型與模型型與模型B B的差值問(wèn)題的差值問(wèn)題. . 熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3 帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題分析【例證【例證3 3】圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷正電的點(diǎn)電荷. .一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a a、b b、c c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)點(diǎn). .則該粒子則該粒子( )( )A.A.帶負(fù)電帶負(fù)電B.B.在

24、在c c點(diǎn)受力最大點(diǎn)受力最大C.C.在在b b點(diǎn)的電勢(shì)能小于在點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c c點(diǎn)的電勢(shì)能點(diǎn)的電勢(shì)能D.D.由由a a點(diǎn)到點(diǎn)到b b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b b點(diǎn)到點(diǎn)到c c點(diǎn)的動(dòng)能變化點(diǎn)的動(dòng)能變化【解題指南】【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下四點(diǎn)：解答本題應(yīng)把握以下四點(diǎn)：關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)(1)(1)由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向判斷粒子的帶電性由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向判斷粒子的帶電性. .(2)(2)根據(jù)電場(chǎng)線的疏密情況結(jié)合牛頓第二定律分析粒子的受力情根據(jù)電場(chǎng)線的疏密情況結(jié)合牛頓第二定律分析粒子的受力情況況. . (3)(3)電勢(shì)能是增大還是減小看電場(chǎng)力做功的正負(fù)電勢(shì)能是增大還是減小看電

25、場(chǎng)力做功的正負(fù). .(4)(4)由動(dòng)能定理分析動(dòng)能變化的多少由動(dòng)能定理分析動(dòng)能變化的多少. .【自主解答】【自主解答】選選D.D.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力的方向指向軌跡物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力的方向指向軌跡的凹側(cè)，可知粒子與正電荷排斥，粒子帶正電，的凹側(cè)，可知粒子與正電荷排斥，粒子帶正電，A A錯(cuò)；越靠近正錯(cuò)；越靠近正電荷，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，粒子所受電場(chǎng)力越大，所電荷，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，粒子所受電場(chǎng)力越大，所以粒子在以粒子在c c點(diǎn)受力最小，點(diǎn)受力最小，B B錯(cuò)；粒子從錯(cuò)；粒子從b b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c c點(diǎn)的過(guò)程中，點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能

26、減小，故C C錯(cuò)；點(diǎn)錯(cuò)；點(diǎn)a a、b b、c c所在的圓為等所在的圓為等間距的同心圓，靠近正電荷電場(chǎng)強(qiáng)度較大，由公式間距的同心圓，靠近正電荷電場(chǎng)強(qiáng)度較大，由公式U=EdU=Ed可知，可知，U UababUUbcbc，所以由，所以由a a點(diǎn)到點(diǎn)到b b點(diǎn)比由點(diǎn)比由b b點(diǎn)到點(diǎn)到c c點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功多，點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功多，根據(jù)動(dòng)能定理可知根據(jù)動(dòng)能定理可知D D對(duì)對(duì). .【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下從一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下從A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B B，軌跡，軌跡如圖中虛線所示，由此可知如圖中虛線所示，由此可知( )( )A.A.粒子帶正電粒子帶正電B.B.粒子的加速

27、度不斷減小粒子的加速度不斷減小C.C.粒子在粒子在A A點(diǎn)的動(dòng)能比點(diǎn)的動(dòng)能比B B點(diǎn)大點(diǎn)大D.BD.B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比A A點(diǎn)的小點(diǎn)的小【解析】【解析】選選A.A.從軌跡的彎曲方向可判斷出電場(chǎng)力方向沿場(chǎng)強(qiáng)方從軌跡的彎曲方向可判斷出電場(chǎng)力方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向，故粒子帶正電，向，故粒子帶正電，A A正確；從正確；從A A到到B B，場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大，電場(chǎng)力也，場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大，電場(chǎng)力也越來(lái)越大，加速度也變大，越來(lái)越大，加速度也變大，B B錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與速度一直成銳角，錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與速度一直成銳角，粒子的動(dòng)能越來(lái)越大，粒子的動(dòng)能越來(lái)越大，C C錯(cuò)誤；由電場(chǎng)線疏密知錯(cuò)誤；由電場(chǎng)線疏密知B B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比A

28、A點(diǎn)場(chǎng)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大，強(qiáng)大，D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . 考查內(nèi)容考查內(nèi)容力電綜合問(wèn)題力電綜合問(wèn)題【例證】【例證】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與水平如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與水平方向的夾角方向的夾角=30=30，斜向右上方，電場(chǎng)強(qiáng)，斜向右上方，電場(chǎng)強(qiáng)度為度為E E，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m的小球帶負(fù)電，以初速度的小球帶負(fù)電，以初速度v v0 0開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與電場(chǎng)方向一致開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與電場(chǎng)方向一致. .(1)(1)若小球的帶電荷量為若小球的帶電荷量為 為使小球能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)為使小球能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)小球施加的恒力對(duì)小球施加的恒力F F1 1的大小和方向如何？的大小和方向如何？(2)(2)若小球的

29、帶電荷量為若小球的帶電荷量為 為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)小球施加的最小恒力小球施加的最小恒力F F2 2的大小和方向如何？的大小和方向如何？ mgqE，2mgqE，【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1)如圖所示，欲使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必使其如圖所示，欲使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必使其所受合外力為零，所以所受合外力為零，所以F F1 1cos=qEcos30cos=qEcos30F F1 1sin=mg+qEsin30sin=mg+qEsin30解之得解之得=60=60，F(xiàn) F1 1= =恒力恒力F F1 1與水平方向夾角為與水平方向夾角為6060，斜向右上方，斜向右上方.

30、 .3mg(2)(2)為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，則小球受的為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，則小球受的合力必和運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，故要合力必和運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，故要求力求力F F2 2和和mgmg的合力和電場(chǎng)力在一條直線的合力和電場(chǎng)力在一條直線上上. .當(dāng)當(dāng)F F2 2取最小值時(shí)，取最小值時(shí)，F(xiàn) F2 2垂直于垂直于qE.qE.故故F F2 2=mgsin60=mgsin60= = 方向如圖所示，方向如圖所示，與水平方向夾角為與水平方向夾角為6060斜向左上方斜向左上方. .答案：答案：(1) (1) 方向與水平方向夾角為方向與水平方向夾角為6060斜向右上方斜向右上方(2) (2) 方向與水平方向夾角

31、為方向與水平方向夾角為6060斜向左上方斜向左上方 3mg,23mg3mg,21.1.關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.只有體積很小的帶電體才可以看做點(diǎn)電荷只有體積很小的帶電體才可以看做點(diǎn)電荷B.B.只有球形帶電體才可以看做點(diǎn)電荷只有球形帶電體才可以看做點(diǎn)電荷C.C.帶電體能否被看做點(diǎn)電荷既不取決于帶電體大小也不取決于帶電體能否被看做點(diǎn)電荷既不取決于帶電體大小也不取決于帶電體的形狀帶電體的形狀D.D.一切帶電體都可以看做點(diǎn)電荷一切帶電體都可以看做點(diǎn)電荷【解析】【解析】選選C.C.帶電體能否看做點(diǎn)電荷，不取決于帶電體的形狀帶電體能否看做點(diǎn)電荷，不取決于帶

32、電體的形狀和大小，而是看其形狀、大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以和大小，而是看其形狀、大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略，故忽略，故C C正確，正確，A A、B B、D D均錯(cuò)誤均錯(cuò)誤. . 2.2.點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，是沒有大小的帶電體點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，是沒有大小的帶電體. .實(shí)際上的實(shí)際上的帶電體只有帶電體在本身的大小跟帶電體間的距離相比小很多帶電體只有帶電體在本身的大小跟帶電體間的距離相比小很多時(shí)才可以看成點(diǎn)電荷時(shí)才可以看成點(diǎn)電荷. .兩個(gè)直徑為兩個(gè)直徑為r r的帶電球，當(dāng)它們相距的帶電球，當(dāng)它們相距100r100r時(shí)，作用力為時(shí)，作用力為F F，當(dāng)它們相距為，當(dāng)它們相距

33、為r r時(shí)，作用力為時(shí)，作用力為( )( )A. B.10 000F C.100F D.A. B.10 000F C.100F D.以上結(jié)論都不對(duì)以上結(jié)論都不對(duì)2F10【解析】【解析】選選D.D.庫(kù)侖定律公式成立的前提條件是庫(kù)侖定律公式成立的前提條件是“真空中、點(diǎn)電真空中、點(diǎn)電荷荷”，實(shí)際上的帶電體只有在本身的大小跟帶電體間的距離相，實(shí)際上的帶電體只有在本身的大小跟帶電體間的距離相比小很多時(shí)才可以看成點(diǎn)電荷比小很多時(shí)才可以看成點(diǎn)電荷. .本題兩個(gè)電荷原來(lái)相距本題兩個(gè)電荷原來(lái)相距100r100r時(shí)，時(shí)，可以看成點(diǎn)電荷，能使用庫(kù)侖定律，但當(dāng)它們相距為可以看成點(diǎn)電荷，能使用庫(kù)侖定律，但當(dāng)它們相距為r

34、 r時(shí)，兩帶時(shí)，兩帶電球本身的大小不能忽略，不能再當(dāng)做點(diǎn)電荷看待，庫(kù)侖定律電球本身的大小不能忽略，不能再當(dāng)做點(diǎn)電荷看待，庫(kù)侖定律已不再適用，所以正確答案為已不再適用，所以正確答案為D.D. 3.(20133.(2013福州模擬福州模擬) )如圖所示，疊放如圖所示，疊放在一起的在一起的A A、B B兩絕緣小物塊放在水平兩絕緣小物塊放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，其中向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，其中B B帶帶+Q+Q的電的電量，量，A A不帶電；它們一起沿絕緣水平面不帶電；它們一起沿絕緣水平面以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)以某一速度勻速運(yùn)動(dòng). .現(xiàn)突然使現(xiàn)突然使B B帶帶電量消失，電量消失，A A帶上帶上+Q+Q的電量，則的

35、電量，則A A、B B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為( )( )A.A.一起勻速一起勻速 B.B.一起加速一起加速C.C.一起減速一起減速 D.AD.A加速，加速，B B勻速勻速【解析】【解析】選選A.A.開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力QEQE與地面的摩擦力大小相與地面的摩擦力大小相等，當(dāng)?shù)?，?dāng)B B帶電量消失而帶電量消失而A A帶上帶上+Q+Q電量時(shí)，電量時(shí)，A A、B B整體受向右的電場(chǎng)整體受向右的電場(chǎng)力仍為力仍為QEQE，若二者不相對(duì)滑動(dòng)，則一起向右勻速運(yùn)動(dòng)；若發(fā)生，若二者不相對(duì)滑動(dòng)，則一起向右勻速運(yùn)動(dòng)；若發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則相對(duì)滑動(dòng)，則A A加速，加速，B B減速，故只有選項(xiàng)減

36、速，故只有選項(xiàng)A A正確正確. .4.(20124.(2012開封模擬開封模擬) )光滑絕緣細(xì)桿與光滑絕緣細(xì)桿與水平面成水平面成角固定，桿上套有一帶正角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為電小球，質(zhì)量為m m，帶電量為，帶電量為q.q.為使為使小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場(chǎng)小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場(chǎng). .若使小球在桿上保持靜止，所加電場(chǎng)的方向和大小可能為若使小球在桿上保持靜止，所加電場(chǎng)的方向和大小可能為( )( )A.A.垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為B.B.豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為C.C.垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為垂直于桿斜向上，場(chǎng)強(qiáng)大小為D.D.水平

37、向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小為mgcosqmgqmgsinqmgcotq【解析】【解析】選選B.B.若加豎直向上的電場(chǎng)，要保證小球靜止，必有若加豎直向上的電場(chǎng)，要保證小球靜止，必有mg=Eqmg=Eq，得得 B B正確；若電場(chǎng)方向垂直于桿斜向上，無(wú)論正確；若電場(chǎng)方向垂直于桿斜向上，無(wú)論場(chǎng)強(qiáng)多大，沿桿方向的合力為場(chǎng)強(qiáng)多大，沿桿方向的合力為mgsinmgsin，小球不可能保持靜止，小球不可能保持靜止，A A、C C錯(cuò)誤；若加水平向右的電場(chǎng)，小球保持靜止時(shí)，必有錯(cuò)誤；若加水平向右的電場(chǎng)，小球保持靜止時(shí)，必有 D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . mgEq，mgtanmgsinEqcosEq，5.(20125.

38、(2012寧德模擬寧德模擬) )如圖所示，如圖所示，A A為帶正電為帶正電的金屬板，沿金屬板的垂直平分線距板的金屬板，沿金屬板的垂直平分線距板r r處處有一質(zhì)量為有一質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的小球的小球( (小球受水小球受水平向右的電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)平向右的電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)角而靜止，小球用角而靜止，小球用絕緣絲線懸掛于絕緣絲線懸掛于O O點(diǎn)點(diǎn)) )，試求小球所在處的，試求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度. .【解析】【解析】分析小球受力如圖所示分析小球受力如圖所示. .由平衡由平衡條件得條件得F F電電=mgtan=mgtan，所以小球所在處的，所以小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 小球帶正電，小球帶正電，因此電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右因此電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右. .答案：答案： 方向水平向右方向水平向右FmgtanE,qq電mgtan,q