新教材魯科版高中物理必修第三冊全冊教學(xué)課件

第1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋

第2節(jié)

庫侖定律

第3節(jié)

電場與電場強(qiáng)度

第4節(jié)

點(diǎn)電荷的電場

勻強(qiáng)電場

第5節(jié)

靜電的利用與防護(hù)

第1章靜電力與電場強(qiáng)度第1節(jié)

靜電力做功與電勢能

第2節(jié)

電勢與等勢面

第3節(jié)

電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

第4節(jié)

帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

第5節(jié)

科學(xué)探究:電容器第2章

電勢能與電勢差第1節(jié)

電流

第2節(jié)

電阻

第3節(jié)

電功與電熱

第4節(jié)

串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

第5節(jié)

科學(xué)測量:長度的測量及測量工具的選用

第6節(jié)

科學(xué)測量:金屬絲的電阻率

第3章

恒定電流第4章

閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電第2節(jié)

科學(xué)測量:電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

第3節(jié)

科學(xué)測量:用多用電表測量電學(xué)量

第4節(jié)

科學(xué)用電

第1節(jié)

閉合電路歐姆定律

第5章

初識電磁場與電磁波第2節(jié)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用

第3節(jié)

初識電磁波及其應(yīng)用

第4節(jié)

初識光量子與量子世界

第1節(jié)

磁場及其描述第6章

能源與可持續(xù)發(fā)展第3節(jié)

珍惜大自然

第1節(jié)

能量的多種形式第2節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒

一、電荷及電荷量【思考】

我們用塑料尺在頭發(fā)上摩擦幾下,塑料尺就有了“魔力”,它可以吸引紙屑等小物體了,為什么?提示:摩擦之后,塑料尺帶上了“電”,從而具有了吸引輕小物體的特性。第1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋

第1章靜電力與電場強(qiáng)度1.電荷的種類:判斷下列情形中,物體所帶電荷的種類。(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是______。

(2)用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是______。

(選填:A.正電荷B.負(fù)電荷)AB2.電荷間的相互作用:用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦過的硬橡膠棒,兩棒相互______;用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近用硬橡膠棒摩擦過的毛皮,兩者相互______。(選填:A.吸引B.排斥)

3.電荷量:電荷的_____叫電荷量,常用Q或q表示,其國際單位是_____,符號為__。AB多少庫侖C二、起電方式

判斷下列情形中,使物體帶電的方式:甲:_________;乙:_________;丙:_________。摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電三、電荷守恒定律的兩種表述方式1.電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,或者從一個(gè)物體_____到另一個(gè)物體;在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量_____。2.一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的_______保持不變。轉(zhuǎn)移不變代數(shù)和一三種起電方式的比較方式內(nèi)容摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電產(chǎn)生及條件兩種不同物體摩擦?xí)r導(dǎo)體與帶電體接觸時(shí)導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)實(shí)例分析毛皮摩擦橡膠棒帶電體接觸驗(yàn)電器帶電體靠近驗(yàn)電器方式內(nèi)容摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電現(xiàn)象毛皮和橡膠棒帶上等量異種電荷驗(yàn)電器帶上與帶電體相同電性的電荷驗(yàn)電器兩端出現(xiàn)等量異種電荷,且電性與帶電體“近異遠(yuǎn)同”方式內(nèi)容摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電原因毛皮的原子核束縛電子的能力比橡膠棒弱,在摩擦過程中,由于摩擦力做功,使毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上,橡膠棒得到電子帶負(fù)電,毛皮失去電子帶正電帶電體接觸驗(yàn)電器時(shí),帶電體與驗(yàn)電器之間有電子轉(zhuǎn)移,使驗(yàn)電器帶電當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器時(shí),由于電荷間的相互作用,使驗(yàn)電器兩端帶上等量異種電荷,靠近帶電體一端帶上與帶電體電性相反的電荷,遠(yuǎn)離帶電體一端帶上同種電荷方式內(nèi)容摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電實(shí)質(zhì)電子得失電子轉(zhuǎn)移電荷間相互吸引或排斥引起電子轉(zhuǎn)移【思考·討論】某同學(xué)甲用一帶電金屬棒逐漸靠近一驗(yàn)電器并最終接觸驗(yàn)電器,驗(yàn)電器的金屬箔片的夾角逐漸增大,試分析此過程中驗(yàn)電器的帶電方式。 (物理觀念)提示:先感應(yīng)起電后接觸起電?！镜淅痉丁堪褍蓚€(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開一段距離,發(fā)現(xiàn)兩球相互排斥,則A、B兩球原來的帶電情況不可能為(

)A.帶等量的同種電荷 B.帶等量的異種電荷C.帶不等量的異種電荷 D.一個(gè)帶電,另外一個(gè)不帶電【解析】選B。接觸后兩小球相互排斥,說明兩小球帶同種電荷。若兩小球原來帶等量同種電荷,接觸后,電荷的分布不發(fā)生變化,依然帶等量同種電荷,A不符合題意;若帶等量異種電荷,接觸后中和,小球不再帶電,B符合題意;若兩小球帶不等量異種電荷或一個(gè)帶電一個(gè)不帶電,接觸后再分開都會(huì)帶等量同種電荷而相互排斥,C、D不符合題意。【規(guī)律方法】完全相同的導(dǎo)體球接觸帶電時(shí)電量分配規(guī)律(1)用帶電量為Q的金屬球與不帶電的相同金屬球接觸,每個(gè)小球帶電量均為,且所帶電荷的性質(zhì)相同。(2)用帶電量為Q1的金屬球與帶電量為Q2的相同金屬球接觸,若兩球帶同種電荷,則每個(gè)小球所帶電量為總電量的一半;若兩球帶異種電荷,則先中和相同量的異種電荷,然后平分剩余電荷。【素養(yǎng)訓(xùn)練】(多選)如圖所示,把架在絕緣支架上的不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負(fù)電的導(dǎo)體C附近,導(dǎo)體的A端感應(yīng)出正電荷,B端感應(yīng)出負(fù)電荷,關(guān)于使導(dǎo)體帶電的以下說法中正確的是 (

)A.如果讓手摸一下導(dǎo)體的B端,B端負(fù)電荷將經(jīng)人體流入大地,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體將帶正電B.如果讓手摸一下導(dǎo)體的A端,大地的自由電子將經(jīng)人體流入導(dǎo)體與A端的正電荷中和,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體將帶負(fù)電C.如果用手摸一下導(dǎo)體的中間,由于中間無電荷,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體不帶電D.無論用手指摸一下導(dǎo)體的什么位置,導(dǎo)體上的自由電子都經(jīng)人體流入大地,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電【解析】選A、D。無論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置,都會(huì)使枕形導(dǎo)體通過人體與大地相連,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體上的自由電子經(jīng)過人體流入大地,使得導(dǎo)體帶正電,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)如圖所示,在真空中把一個(gè)絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近。關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷,下列說法中正確的是 (

)A.兩端的感應(yīng)電荷越來越少B.兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C.兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D.兩端感應(yīng)電荷的電荷量相等【解析】選C、D。由于絕緣導(dǎo)體內(nèi)有大量可自由移動(dòng)的電子,當(dāng)它慢慢靠近帶負(fù)電的球P時(shí),由于同種電荷相互排斥,絕緣導(dǎo)體上靠近P的一端因電子被排斥到遠(yuǎn)端而帶上正電荷,遠(yuǎn)離P的一端帶上等量的負(fù)電荷。絕緣導(dǎo)體離P球越近,電子被排斥得越多,故A、B錯(cuò)誤,C、D正確。2.如圖所示,驗(yàn)電器帶有少量正電荷,將一帶負(fù)電的小球從遠(yuǎn)處逐漸靠近驗(yàn)電器的金屬球。此過程中,可能看到金屬箔片張開的角度 (

)A.不斷增大B.先減小至零,后逐漸增大C.先增大,后減小D.先增大,后不變【解析】選B。帶有負(fù)電荷的小球慢慢靠近一個(gè)帶有少量正電荷的驗(yàn)電器金屬球,根據(jù)異種電荷相互吸引得出金屬箔片所帶電荷變少,所以金屬箔片的夾角減小,隨小球的靠近,驗(yàn)電器的金屬球上的正電荷越來越多,所以金屬箔片上將開始帶上負(fù)電荷,隨負(fù)電荷的增多,此時(shí)驗(yàn)電器金屬箔片的張角也開始變大,即金屬箔片的夾角增大,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。3.如圖用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知下列關(guān)于摩擦帶電的說法中,正確的是 (

)A.物體摩擦過程中,表面粗糙的容易得到電子B.摩擦帶電使本來沒有電子和質(zhì)子的物體分別產(chǎn)生電子和質(zhì)子C.兩物體摩擦帶電時(shí),一定帶上種類及數(shù)量不同的電荷D.同一物體與不同種類的物體摩擦?xí)r,該物體所帶電荷種類可能不同【解析】選D。物體摩擦是否得失電子取決于原子核對電子的束縛能力大小,與物體表面的粗糙程度無關(guān),A錯(cuò)誤;摩擦帶電的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,并非創(chuàng)造電子和質(zhì)子,所以兩物體帶電種類不同,但數(shù)量相等,B、C錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)可以看出,同一物體與不同種類的物體摩擦,帶電種類可能不同,D正確。二產(chǎn)生靜電的原因分析1.原子的組成:(1)原子由原子核和核外電子組成,原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成,核外電子帶負(fù)電。(2)金屬中離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)的電子稱之為自由電子,失去這種電子的原子便成為帶正電的離子。2.物體帶電的實(shí)質(zhì):(1)凈電荷:沒有另一種電性與之中和,整體顯電性的電荷,是正、負(fù)電荷中和后多出來的電荷。(2)物體帶電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造電荷,使物體不帶電也不是消滅電荷。(3)物體帶電的實(shí)質(zhì)是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,重新分配,使某物體或某部分出現(xiàn)凈電荷?！舅伎肌び懻摗磕炒螌?shí)驗(yàn)中,甲、乙兩同學(xué)各拿一帶電小球做實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心兩小球接觸了一下,結(jié)果兩小球都沒電了!小球上的電荷到哪里去了? (物理觀念)提示:兩小球上的異種電荷中和了,即正、負(fù)電荷代數(shù)和為0,對外不顯示電性?！镜淅痉丁咳鐖D所示,甲、乙兩導(dǎo)體球互相接觸且對地絕緣,現(xiàn)將用毛皮摩擦過的帶負(fù)電的橡膠棒,移近或接觸兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球。下列說法正確的是(

)A.毛皮與橡膠棒摩擦?xí)r,橡膠棒上的正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上B.橡膠棒移近甲球,甲球帶正電,乙球帶負(fù)電,是因?yàn)橄鹉z棒將正電荷轉(zhuǎn)移到甲上,將負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到乙上C.橡膠棒移近甲球,甲球帶正電,乙球帶負(fù)電,是因?yàn)榧咨系淖杂呻娮愚D(zhuǎn)移到乙上D.橡膠棒與甲球接觸一下移開,橡膠棒上的負(fù)電荷只轉(zhuǎn)移到甲上而不會(huì)轉(zhuǎn)移到乙上,從而甲帶負(fù)電,乙不帶電【解析】選C。橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r,是毛皮上的電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒,而使橡膠棒帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;橡膠棒靠近甲球時(shí),發(fā)生感應(yīng)起電,甲球上的負(fù)電荷在排斥力的作用下轉(zhuǎn)移到乙球,從而甲球帶正電,乙球帶負(fù)電,故B錯(cuò)誤,C正確;橡膠棒與甲球接觸,是接觸起電,橡膠棒上的負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到甲、乙兩球,從而都帶上負(fù)電荷,D錯(cuò)誤?！疽?guī)律方法】感應(yīng)起電的規(guī)律(1)近異遠(yuǎn)同:用帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體時(shí),會(huì)在靠近帶電體的一端感應(yīng)出與帶電體電性相反的電荷,遠(yuǎn)離端感應(yīng)出與帶電體電性相同的電荷。(2)等量異性:用帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體(或兩不帶電的相互接觸的導(dǎo)體)時(shí),會(huì)在原不帶電的導(dǎo)體兩端(或兩不帶電的相互接觸的導(dǎo)體)感應(yīng)出等量異性的電荷。【素養(yǎng)訓(xùn)練】(多選)一帶負(fù)電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中,經(jīng)過一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)該小球上的電荷幾乎不存在了,這說明 (

)A.小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失B.此現(xiàn)象說明電荷守恒定律是錯(cuò)誤的C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的,仍然遵循電荷守恒定律【解析】選C、D。絕緣小球上的電荷量減少是由于電子通過潮濕空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界,只是小球上的電荷量減少,但這些電子并沒有消失,就小球和整個(gè)外界組成的系統(tǒng)而言,其電荷總量不變,因此,C、D選項(xiàng)均正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.導(dǎo)體A帶3q的正電荷,另一完全相同的導(dǎo)體B帶-5q的負(fù)電荷,將兩導(dǎo)體接觸一會(huì)兒后再分開,則B導(dǎo)體帶電量為 (

)A.4q

B.-4q

C.-2q

D.-q【解析】選D。兩帶電體帶異種電荷,接觸后先中和,故接觸后兩帶電體帶電總和為:3q-5q=-2q,再將總電量平分,所以將兩導(dǎo)體接觸一會(huì)后再分開,B導(dǎo)體的帶電量為-q,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。2.M和N是原來都不帶電的物體,它們相互摩擦后,M帶正電荷1.6×10-10C,則下列說法正確的是 (

)A.在摩擦前M和N的內(nèi)部都沒有任何電荷B.摩擦過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了MC.N在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.6×10-10CD.M在摩擦過程中失去了1.6×1010個(gè)電子【解析】選C。由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)可知,摩擦前M和N內(nèi)部都存在電荷,A錯(cuò)誤;摩擦后M帶正電,故摩擦過程中電子從M轉(zhuǎn)移到N,B錯(cuò)誤;由電荷守恒定律可知C正確;每個(gè)電子所帶電荷量為1.6×10-19C,可知M失去了1×109個(gè)電子,D錯(cuò)誤?！就卣估}】考查內(nèi)容:多電荷間的相互作用問題【典例】(多選)a、b、c、d為四個(gè)帶電小球,兩球之間的作用如圖所示,則(

)A.僅有兩個(gè)小球帶同種電荷B.僅有三個(gè)小球帶同種電荷C.c、d小球帶同種電荷D.c、d小球帶異種電荷【解析】選B、D。由d吸引a,d吸引b可知a與b帶同種電荷,且與d帶異種電荷;由c排斥a,c排斥b可知c、a、b帶同種電荷,c與d帶異種電荷,所以A、C錯(cuò)誤,B、D正確。一、點(diǎn)電荷【思考】“點(diǎn)電荷”顧名思義就是不計(jì)大小的帶有電荷的帶電體,那是不是只要體積很小的帶電體就一定可以視為點(diǎn)電荷,而體積很大的帶電體就不可以呢?第2節(jié)

庫侖定律

提示:點(diǎn)電荷是理想模型,體積能否被忽略是相對而言,由實(shí)際問題決定,而不是體積小就一定可以視為點(diǎn)電荷,體積大就一定不能視為點(diǎn)電荷。1.定義:當(dāng)帶電體本身的大小比它與其他的帶電體之間的距離___得多,以至于其形狀、大小及電荷分布等因素對它與其他帶電體之間相互作用的影響_______時(shí),這樣的帶電體稱為點(diǎn)電荷。2.特點(diǎn):只有_______,沒有_____的幾何點(diǎn)。可忽略電荷量大小小二、兩點(diǎn)電荷間的靜電力【思考】電荷間存在相互作用力,那么兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟哪些因素有關(guān)呢?提示:與電荷間的距離和電荷的帶電量有關(guān)。1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力的大小,跟它們的_____________成正比,跟它們的_____________成反比;作用力的方向在_____________。電荷量的乘積距離的二次方二者的連線上2.表達(dá)式:__________,其中k為靜電力常量,如果各物理量都采用國際單位制,則k=________________。

9.0×109N·m2/C2一點(diǎn)電荷模型1.點(diǎn)電荷是只有電荷量沒有大小的理想模型,類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),實(shí)際并不存在。2.帶電體視為點(diǎn)電荷的條件:一個(gè)帶電體能否視為點(diǎn)電荷,是相對于具體問題而言,不能單憑它的大小和形狀來確定,如果帶電體的大小比帶電體與其他帶電體的距離小得多,則帶電體的大小及形狀就可以忽略不計(jì),此時(shí)帶電體就可以視為點(diǎn)電荷?！舅伎肌び懻摗磕炒挝锢碚n上,甲、乙兩位同學(xué)探討點(diǎn)電荷的對話:甲:“由于帶電體A的體積很小,故它一定是點(diǎn)電荷?！币?“由于帶電體B的帶電量很小,故它一定是點(diǎn)電荷?！?1)甲、乙兩位同學(xué)的觀點(diǎn),你認(rèn)為誰的正確?為什么? (科學(xué)思維)(2)那么什么是點(diǎn)電荷?現(xiàn)實(shí)中有點(diǎn)電荷嗎? (物理觀念)提示:(1)甲、乙同學(xué)的觀點(diǎn)都不正確,當(dāng)帶電體的大小可以忽略不計(jì)時(shí),該帶電體就可以看作點(diǎn)電荷,一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷,不能只看它的體積大小,也不能看它的帶電量多少。(2)點(diǎn)電荷是一種理想模型,它是不計(jì)大小的帶電體,現(xiàn)實(shí)中顯然不存在?！镜淅痉丁肯铝嘘P(guān)于點(diǎn)電荷的說法中正確的是(

)A.體積很大的帶電體一定不是點(diǎn)電荷B.點(diǎn)電荷就是電荷量和體積都很小的帶電體C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小、形狀對它們之間相互作用力的影響可以忽略時(shí),這兩個(gè)帶電體可以看作點(diǎn)電荷D.球形帶電體一定可以看作點(diǎn)電荷【解析】選C。點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體的抽象,一種理想化模型,帶電體能否視為點(diǎn)電荷,不能以體積大小、電荷多少來判斷,而是以具體情況而定,在測量精度要求的范圍內(nèi),帶電體的形狀、大小等因素可以忽略時(shí),即可視為點(diǎn)電荷,C正確?！疽?guī)律方法】帶電體視為點(diǎn)電荷的條件(1)帶電體間的距離是否比它們自身的大小大很多。(2)帶電體的大小、形狀及電荷分布對相互作用力的影響是否可忽略不計(jì)?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.下面關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中正確的是 (

)A.足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷B.一個(gè)電子,在任何情況下均可視為點(diǎn)電荷C.在實(shí)際中點(diǎn)電荷并不存在D.一個(gè)體積很大的帶電體,在任何情況下都不能視為點(diǎn)電荷【解析】選C。點(diǎn)電荷是一種理想化模型,一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷不是看其大小,而是應(yīng)具體問題具體分析,看它的形狀和尺寸對相互作用力的影響能否忽略不計(jì)。因此“大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷”和“小的帶電體一定能看成點(diǎn)電荷”的說法都是錯(cuò)誤的,所以A、B、D錯(cuò)誤,C正確。2.下面關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中正確的是 (

)A.點(diǎn)電荷的帶電量一定是1.60×10-19CB.實(shí)際存在的電荷都是點(diǎn)電荷C.點(diǎn)電荷是理想化的物理模型D.只有球形帶電體才可看成是點(diǎn)電荷【解析】選C。點(diǎn)電荷是將帶電物體簡化為一個(gè)帶電的點(diǎn),元電荷是電量的最小值,點(diǎn)電荷的值可以等于元電荷,也可以是元電荷的整數(shù)倍,即點(diǎn)電荷的電荷量可多可少,故A錯(cuò)誤;在研究帶電體間的相互作用時(shí),若帶電體的尺寸遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí),才可把帶電體看成點(diǎn)電荷,并不是所有電荷都可以看成點(diǎn)電荷,故B錯(cuò)誤;點(diǎn)電荷是理想化的物理模型,故C正確;任何形狀的帶電體在距離足夠大的情況下都可以看成是點(diǎn)電荷,故D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.關(guān)于點(diǎn)電荷的說法正確的是 (

)A.只有球形帶電體才能看作點(diǎn)電荷B.只要帶電體的體積很小,任何情況下都可看作點(diǎn)電荷C.體積很大的帶電體,任何情況下都不可看作點(diǎn)電荷D.大小和形狀對作用力影響可以忽略的帶電體可看作點(diǎn)電荷【解析】選D?？闯牲c(diǎn)電荷的條件是電荷的大小和形狀對作用力影響可以忽略,與物體的形狀無關(guān),故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。2.對點(diǎn)電荷的理解,以下說法正確的是 (

)A.在一定條件下實(shí)際帶電體可看作點(diǎn)電荷,因此,有時(shí)點(diǎn)電荷是實(shí)際存在的B.形狀不規(guī)則且體積很大的帶電體有時(shí)也能看作點(diǎn)電荷C.點(diǎn)電荷就是指電子或帶有電子電量的帶電體D.只有在帶電體的大小達(dá)到α粒子的大小時(shí)才可以看作點(diǎn)電荷【解析】選B。只有在帶電體的形狀和大小對所研究的問題沒有影響或影響可以忽略不計(jì)的情況下,才可將帶電體看作點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是一種理想化的模型,實(shí)際生活中并不存在,選項(xiàng)B正確,A、D錯(cuò)誤;是否將帶電體看作點(diǎn)電荷與其帶電量無關(guān),對帶電體的帶電量沒有定量的要求,C錯(cuò)誤。

二庫侖定律的公式及適用條件1.庫侖力:電荷與電荷之間的作用力。2.庫侖定律的適用條件:(1)真空。(2)點(diǎn)電荷。這兩個(gè)條件都是理想化的,在空氣中庫侖定律也近似成立。3.庫侖定律嚴(yán)格適用于真空兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用,但兩個(gè)均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí)也可視為點(diǎn)電荷,r應(yīng)指兩球體的球心距離?！舅伎肌び懻摗坑腥烁鶕?jù)庫侖定律的表達(dá)式F=k推出當(dāng)兩電荷的距離r→0時(shí),兩電荷的作用力F→￥,這種推理正確嗎? (科學(xué)探究)提示:這種分析從數(shù)學(xué)角度來說似乎正確,但從物理意義上卻是錯(cuò)誤的。因?yàn)楫?dāng)r→0時(shí),兩帶電體已不能看作點(diǎn)電荷,庫侖定律及其公式也就不再適用,不能利用F=k計(jì)算庫侖力的大小了。【典例示范】下列關(guān)于庫侖定律的說法中,正確的是 (

)A.庫侖定律適用于點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體B.根據(jù)F=k可知,當(dāng)兩點(diǎn)電荷間的距離趨近于零時(shí),庫侖力將趨向于無窮大C.即使點(diǎn)電荷Q的電荷量大于點(diǎn)電荷q的電荷量,Q對q的作用力也等于q對Q的作用力D.庫侖定律是由庫侖根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的定律,且測出了靜電力常量【解析】選C。庫侖定律適用于真空中兩靜止點(diǎn)電荷之間的作用力;當(dāng)帶電體的形狀、大小及電荷的分布狀況對它們之間的作用力影響可以忽略時(shí),可以看成點(diǎn)電荷,不是體積小就能看成點(diǎn)電荷,A錯(cuò)誤;在F=k中,當(dāng)距離趨近于零時(shí),帶電體就不能視為點(diǎn)電荷,公式不適用,B錯(cuò)誤;庫侖力具有力的共性,遵循牛頓第三定律,C正確;庫侖定律是庫侖根據(jù)扭秤實(shí)驗(yàn)總結(jié)出的規(guī)律,但靜電力常量不是庫侖測出的,D錯(cuò)誤。【素養(yǎng)訓(xùn)練】有半徑均為r的兩個(gè)金屬球,彼此距離為L,其中L遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于球的半徑r,它們都帶正電荷,電荷量分別為Q1、Q2,則它們之間的庫侖力為 (

)【解析】選B。將兩金屬球看作點(diǎn)電荷,其間距為L+2r,根據(jù)庫侖定律F=可知B正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)庫侖定律的適用范圍是 (

)A.真空中兩個(gè)帶電球體間的相互作用B.真空中任意兩個(gè)帶電體間的作用C.真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用D.真空中兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離,則可應(yīng)用庫侖定律【解析】選C、D。庫侖定律的適用范圍:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用,C、D正確。2.如圖所示,兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上,兩球面最近距離為r,帶等量異種電荷,電荷量均為Q,則兩球間的庫侖力為 (

)A.等于k

B.等于kC.大于k D.小于k

【解析】選C。兩球間距和球體本身大小差不多,不符合簡化成點(diǎn)電荷的條件,因?yàn)閹靵龆晒絻H適用于點(diǎn)電荷,所以不能用該公式計(jì)算,我們可以根據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律做定性分析,由于兩帶電體帶等量異種電荷,電荷間相互吸引,因此電荷在金屬球體上分布不均勻,會(huì)向正對的一面集中,電荷間的距離就要比3r小,由庫侖定律可知,靜電力一定大于k,電荷的吸引不會(huì)使電荷全部集中在相距為r的兩點(diǎn)上,所以靜電力也不等于k,正確選項(xiàng)為C。3.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q和q,它們之間的庫侖力為F,下面哪些做法可以使它們之間的庫侖力變?yōu)?.5F (

)A.使Q的電荷量變?yōu)?Q,使q的電荷量變?yōu)?q,同時(shí)使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B.使每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍,距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍C.使其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?.5倍,距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍D.保持電荷量不變,使距離變?yōu)樵瓉淼摹窘馕觥窟xA。根據(jù)庫侖定律F=k,設(shè)原來兩點(diǎn)電荷間距離為r,則原來兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為F=k,當(dāng)電荷量或距離變化時(shí),根據(jù)庫侖定律對選項(xiàng)A有FA=k=F,符合要求;對選項(xiàng)B有FB=k=F,不符合要求;對選項(xiàng)C有FC=k=F,不符合要求;對選項(xiàng)D有FD=k=F,不符合要求。綜上所述,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。三庫侖定律的應(yīng)用1.庫侖力的大小計(jì)算和方向判斷一般分開進(jìn)行:(1)大小計(jì)算:利用庫侖定律計(jì)算大小時(shí),不必將表示電性的正、負(fù)號代入公式,只代絕對值即可。(2)方向判斷:在兩電荷的連線上,同種電荷相斥,異種電荷相吸。2.靜電力疊加的計(jì)算技巧:(1)靜電力疊加遵循平行四邊形定則,求出點(diǎn)電荷所受的每一個(gè)庫侖力,再應(yīng)用平行四邊形定則求合力。(2)計(jì)算靜電力時(shí),不但要求出靜電力的大小,還要說明靜電力的方向。(3)注意兩個(gè)等大的力的合成,合力一定沿其角平分線方向,可利用對稱性解題。3.三電荷平衡模型特點(diǎn):(1)三點(diǎn)共線:三個(gè)電荷一定分布在同一條直線上。(2)兩同夾異:兩側(cè)的點(diǎn)電荷電性相同,中間的點(diǎn)電荷電性與兩側(cè)點(diǎn)電荷電性相反。(3)兩大夾小:處于中間的點(diǎn)電荷的帶電量較小。(4)近小遠(yuǎn)大:三個(gè)點(diǎn)電荷中電荷量較小的兩個(gè)點(diǎn)電荷距離較近。【思考·討論】真空中有靜止的兩點(diǎn)電荷A、B,其中A對B的靜電力為F,某時(shí)刻引入點(diǎn)電荷C。(1)A對B的庫侖力是否發(fā)生變化? (科學(xué)探究)(2)B受到的庫侖力是否發(fā)生變化? (科學(xué)探究)提示:(1)不發(fā)生變化,兩電荷之間的庫侖力不會(huì)因?yàn)榈谌齻€(gè)電荷的出現(xiàn)而發(fā)生變化。(2)發(fā)生變化,B受到的庫侖力由一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè),其中一個(gè)力不變,合力發(fā)生變化?！镜淅痉丁咳鐖D,三個(gè)固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則 (

)A.a、b的電荷同號,k=

B.a、b的電荷異號,k=C.a、b的電荷同號,k= D.a、b的電荷異號,k=【解析】選D。假設(shè)a、b的電荷同號,若小球c與a、b的電荷同號,則小球c所受庫侖力的合力的方向斜向上;若小球c與a、b的電荷異號,則小球c所受庫侖力的合力的方向斜向下,這樣與已知條件“小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線”相矛盾,故a、b的電荷異號。對小球c受力分析,如圖所示,由三角形相似有根據(jù)庫侖定律有:Fbc=k0

、Fac=k0,解得k==?！疽?guī)律方法】庫侖力的疊加(1)多個(gè)點(diǎn)電荷,其中每個(gè)電荷所受庫侖力為其他點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)庫侖力的矢量和。(2)電荷間單獨(dú)作用時(shí),遵循庫侖定律,只代數(shù)值,計(jì)算大小,根據(jù)帶電性確定方向。(3)求各力矢量和時(shí),共線代數(shù)加減,不共線用平行四邊形定則?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B,兩小球帶異性電荷,其電荷量大小分別為2q、q,相隔一定距離,兩球之間的作用力為F?，F(xiàn)讓兩球相碰后再放回原處,此時(shí)A、B兩球之間的相互作用力大小為 (

)【解析】選A。兩球相碰前的庫侖力為F=k=2k,兩球帶異性電荷,相碰后每個(gè)小球的帶電量均為=,放回原處后它們之間的庫侖力為f=k=k=F,A正確。2.A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,AB∶BC=1∶2,B點(diǎn)位于A、C之間,在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為+q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場力為F;移去A處電荷,在C處放一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受電場力為(

)A.- B. C.-F D.F【解析】選B。在A處放電荷量為+q的點(diǎn)電荷時(shí),A處電荷所受電場力為F=k,移去A處電荷,在C處放一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷時(shí),C處電荷所受電場力為F′=k=k=,不論B處電荷是正還是負(fù),C處電荷受力方向與原A處電荷受力方向一致,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.真空中保持一定距離的兩個(gè)點(diǎn)電荷,若其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增加到原來的,但仍然保持它們之間的相互作用力不變,則另一點(diǎn)電荷的電荷量減少了原來的(

)A.

B.

C.

D.【解析】選C。設(shè)兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為Q和q,根據(jù)庫侖定律有k=k,得q′=q,即另一點(diǎn)電荷的電荷量減少了原來的,則C正確,A、B、D錯(cuò)誤。2.如圖所示,等邊三角形ABC的邊長為L,在頂點(diǎn)A、B處有等量異種點(diǎn)電荷QA、QB,且QA=Q,QB=-Q。求在頂點(diǎn)C處的點(diǎn)電荷QC所受的靜電力。【解析】當(dāng)QC帶正電時(shí),其受力情況如圖所示,QA、QB對QC的作用力大小和方向都不因其他電荷的存在而改變,仍然遵循庫侖定律,QA對QC的作用力FA=k,同種電荷相互排斥,QB對QC的作用力FB=k,異種電荷相互吸引。又QA=Q,QB=-Q,所以FA與FB大小相等。由平行四邊形定則可知,QC所受靜電力大小為F1=k,方向平行于AB向右。同理,當(dāng)QC帶負(fù)電時(shí),QC所受的靜電力大小為F2=k,方向平行于AB向左。答案:k,方向平行于AB向右或向左【拓展例題】考查內(nèi)容:庫侖定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的問題【典例】如圖所示,帶電小球A和B放在傾角為30°的光滑斜面上,質(zhì)量為m1=m2=1g,所帶電荷量q1=q2=10-7C,A帶正電,B帶負(fù)電。沿斜面向上恒力F作用于A球,可使A、B一起運(yùn)動(dòng),且保持間距d=0.1m不變。求F的大小(g取10m/s2)。【解析】兩球相互吸引的庫侖力:F庫=k=9×10-3N,A球和B球具有相同的加速度,對于B球,由牛頓第二定律有:F庫-m2gsin30°=m2a把A、B兩球看作整體,A、B間庫侖力為系統(tǒng)內(nèi)力,由牛頓第二定律有F-(m1+m2)gsin30°=(m1+m2)a代入數(shù)據(jù),解得a=4m/s2

F=1.8×10-2N答案:1.8×10-2N一、電場及電場力【思考】兩個(gè)互不接觸的帶電小球會(huì)產(chǎn)生相互作用,這種作用是如何產(chǎn)生的?提示:法拉第提出:帶電小球會(huì)產(chǎn)生電場,電場會(huì)對另外一個(gè)處于其中的帶電小球產(chǎn)生力的作用。第3節(jié)

電場與電場強(qiáng)度

1.電場:由電荷產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì),是_____存在的一種形式。2.電場的性質(zhì):對放入其中的_____有力的作用。3.電場力:電場對放入其中的電荷的_______。物質(zhì)電荷作用力二、電場強(qiáng)度【思考】如圖所示的演示實(shí)驗(yàn)中,為什么帶電量相同、質(zhì)量相同的小球懸線偏離豎直方向的角度不同?提示:小球A產(chǎn)生的電場中不同位置的強(qiáng)弱不一樣,對相同的小球產(chǎn)生的力大小也不一樣,造成小球懸線偏離豎直方向的角度不一樣。1.場源電荷與試探電荷:(1)場源電荷:用來_____電場的電荷。(2)試探電荷:用來_____電場的電荷。產(chǎn)生檢驗(yàn)2.電場強(qiáng)度:(1)定義:置于電場中的試探電荷受到的_______與它的_______的比值。(2)表達(dá)式:_______。(3)方向:與_______受力方向相同。(4)單位:牛每庫,符號____。(5)意義:反映電場的_____。電場力電荷量正電荷N/C強(qiáng)弱3.電場線:(1)電場線:用來形象、直觀描述電場的曲線。(2)電場線的特點(diǎn):①電場線是為了形象描述電場而假想的_____,實(shí)際并不存在。②電場線從_______________出發(fā),終止于_______________,即電場線不閉合,在無電荷處不中斷。曲線正電荷或無窮遠(yuǎn)無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷③任意兩條電場線_______。④電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱;電場線上某點(diǎn)的_________表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。⑤電場線不表示電荷在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡。不相交切線方向一電場強(qiáng)度的性質(zhì)和應(yīng)用電場強(qiáng)度的兩個(gè)性質(zhì)(1)矢量性:電場強(qiáng)度不僅有大小,而且有方向,是矢量。電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向規(guī)定為跟該點(diǎn)正檢驗(yàn)電荷所受靜電力方向相同。(2)唯一性:電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是唯一的,是由電場本身的性質(zhì)(形成電場的場源電荷與空間位置)決定的,電場中的電場強(qiáng)度既與該點(diǎn)試探電荷的電荷量q無關(guān),也與該試探電荷的受力無關(guān),即使無試探電荷存在,該點(diǎn)的電場強(qiáng)度依然存在?！镜淅痉丁筷P(guān)于電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向的描述,下列說法正確的是()A.由E=可知,若q減半,則該處電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍B.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)為零,則在該點(diǎn)的電荷受到的電場力可以不為零C.一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的電場力為零,則P點(diǎn)的場強(qiáng)不一定為零D.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場力方向【解題探究】(1)電場強(qiáng)度反映誰的屬性?與試探電荷是否有關(guān)?提示:反映電場本身屬性,由電場本身決定,與試探電荷無關(guān)。(2)電場強(qiáng)度的方向如何確定?提示:規(guī)定正電荷受電場力方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的方向。【解析】選C。E=為電場強(qiáng)度的定義式,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)只由電場本身決定,與是否引入試探電荷q及q的大小、正負(fù)無關(guān),A錯(cuò)誤;由E=可得F=Eq,當(dāng)E為零時(shí),F一定為零,B錯(cuò)誤;不帶電的小球即使放在電場中,也不會(huì)受到電場力的作用,C正確;因?yàn)樗烹姾呻娦圆恢?若所放電荷為正電荷,則場強(qiáng)方向與受力方向相同,若為負(fù)電荷,則場強(qiáng)方向與受力方向相反,故D錯(cuò)誤?！疽?guī)律方法】認(rèn)識電場時(shí)需注意兩點(diǎn)(1)理解電場強(qiáng)度的物理意義,明確電場強(qiáng)度的定義式E=中各符號的含義是分析和理解有關(guān)電場強(qiáng)度問題的關(guān)鍵。(2)電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身決定,與試探電荷的有無、電荷量、電性及所受電場力無關(guān)?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.N是電場中的一點(diǎn),某時(shí)刻在N點(diǎn)放入電量為-q的試探電荷,測得該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E;若在該點(diǎn)放入電量為+2q的試探電荷,此時(shí)測得該點(diǎn)的場強(qiáng)為()A.大小為2E,方向與E相反 B.大小為E,方向與E相同C.大小為2E,方向與E相同 D.大小為E,方向與E相反【解析】選B。電場強(qiáng)度是描述電場本身性質(zhì)的物理量,與試探電荷的電荷量、電性無關(guān)。E=是電場強(qiáng)度的定義式,E的大小、方向與F、q無關(guān);比值只是在客觀上反映空間某點(diǎn)場強(qiáng)的強(qiáng)弱,而空間某點(diǎn)場強(qiáng)的有無、強(qiáng)弱、方向與是否放入試探電荷、放入什么樣的試探電荷無關(guān),所以選B。2.在電場中的M點(diǎn)放入一電荷量為1.2×10-9C的正電荷,它受到的電場力為6×10-6N,方向向南。則:(1)求M點(diǎn)的場強(qiáng)的大小和方向。(2)如果在M點(diǎn)放置另一電荷量為1.5×10-6C的負(fù)點(diǎn)電荷。求它受到的電場力的大小和方向;此時(shí)M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向如何變化?【解析】(1)根據(jù)定義式知M點(diǎn)的場強(qiáng)E==N/C=5.0×103N/C,方向與該正電荷受力的方向相同,向南。(2)在M點(diǎn)放置另一個(gè)電荷量為1.5×10-6C的負(fù)電荷,由于M點(diǎn)的場強(qiáng)與試探電荷無關(guān),故其場強(qiáng)的大小和方向不變,電荷所受電場力的大小為F′=Eq′=5×103×1.5×10-6N=7.5×10-3N方向向北答案:(1)5.0×103N/C方向向南(2)7.5×10-3N方向向北M點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向不變【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列關(guān)于電場強(qiáng)度的敘述正確的是 ()A.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場力B.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與該點(diǎn)檢驗(yàn)電荷所受的電場力成正比C.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向D.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷有關(guān)【解析】選A。根據(jù)E=可知,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場力,選項(xiàng)A正確;電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與該點(diǎn)檢驗(yàn)電荷所受的電場力無關(guān),選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是帶正電的檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;故選A。2.(多選)如圖所示,圖甲中AB是一個(gè)點(diǎn)電荷電場中的過點(diǎn)電荷的一條直線,圖乙是放在直線上a、b處的檢驗(yàn)電荷的電荷量與所受電場力數(shù)值間的函數(shù)圖象,由此可以判定 ()A.場源可能是正電荷,位置必在A側(cè)B.場源可能是正電荷,位置必在B側(cè)C.場源可能是負(fù)電荷,位置必在A側(cè)D.場源可能是負(fù)電荷,位置必在B側(cè)【解析】選A、C。因?yàn)辄c(diǎn)電荷沒有說明其正負(fù),所以存在兩種情況,圖象中圖線的斜率是該點(diǎn)的場強(qiáng)的大小,則有Ea>Eb,所以點(diǎn)電荷一定放在A側(cè),則A、C正確,B、D錯(cuò)誤。二常見電場線的特點(diǎn)1.電場線的疏密和場強(qiáng)的關(guān)系的常見情況:(1)場強(qiáng)大的地方電場線密集,場強(qiáng)小的地方電場線稀疏,兩條電場線中間部位存在電場。(2)若只給一條直電場線是無法判斷場強(qiáng)大小的。2.幾種常見電場的特點(diǎn):(1)點(diǎn)電荷的電場:①離點(diǎn)電荷越近,電場線越密集,場強(qiáng)越強(qiáng)。②場強(qiáng)方向由正電荷指向無窮遠(yuǎn),或由無窮遠(yuǎn)指向負(fù)電荷。③在一個(gè)點(diǎn)電荷的電場中,不存在場強(qiáng)相同的點(diǎn)。④以點(diǎn)電荷為球心的球面,電場線處處與球面垂直,在此球面上,場強(qiáng)處處大小相等,方向各不相同。(2)等量異種點(diǎn)電荷和等量同種點(diǎn)電荷形成的電場場強(qiáng)分布特點(diǎn)的比較。比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種(正)點(diǎn)電荷電場線分布圖

連線上的場強(qiáng)大小O點(diǎn)最小,從O點(diǎn)沿線向兩邊逐漸增大O點(diǎn)為零,從O點(diǎn)沿線向兩邊逐漸增大比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種(正)點(diǎn)電荷垂直平分線上場強(qiáng)大小O點(diǎn)最大,從O點(diǎn)沿中垂線向兩邊逐漸減小O點(diǎn)為零,從O點(diǎn)沿中垂線向兩邊先增大后減小關(guān)于O點(diǎn)對稱的點(diǎn)A和A′,B與B′的場強(qiáng)等大同向等大反向【思考·討論】如圖所示,A、B是點(diǎn)電荷a、b連線上的兩點(diǎn),實(shí)線是它們之間的電場線。(1)電荷a、b各帶有什么性質(zhì)的電荷?提示:由于電場線起始于正電荷,終止于負(fù)電荷,由圖可知a帶正電,b帶負(fù)電。(2)A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同嗎?方向相同嗎?提示:電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱,電場線上某點(diǎn)的切線方向表示那一點(diǎn)的電場方向,故A、B兩點(diǎn)中B點(diǎn)電場較強(qiáng),電場方向均向右?！镜淅痉丁咳鐖D所示,甲圖中是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場的電場線;乙圖中,O是電荷連線的中點(diǎn),E、F是連線中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也關(guān)于O對稱。則下列說法中不正確的是()A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同B.A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)的場強(qiáng)最強(qiáng)D.B、O、C三點(diǎn)比較,O點(diǎn)的場強(qiáng)最弱【解題探究】(1)如何通過電場線判斷電場的強(qiáng)弱?提示:根據(jù)電場線的疏密判斷。(2)如何通過電場線判斷電場的方向?提示:電場線的切線方向。【解析】選B。由等量異種點(diǎn)電荷形成的電場的電場線,可知電場線是對稱分布的,故B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同,A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同,A正確,B錯(cuò)誤;沿兩點(diǎn)電荷連線中垂線上從E經(jīng)O到F,場強(qiáng)先增大后減小,O點(diǎn)的場強(qiáng)最強(qiáng),C正確;沿兩點(diǎn)電荷連線從B經(jīng)O到C,場強(qiáng)先減小后增大,O點(diǎn)的場強(qiáng)最弱,D正確。故選B?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,正電荷q在電場中由P點(diǎn)向Q點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng),而且加速度越來越大,那么可以斷定,它所在的電場是圖中的 ()【解析】選D。正電荷受力方向和電場強(qiáng)度方向相同,電場線越密集的地方電荷受力越大,根據(jù)牛頓第二定律,電荷的加速度也就越大,所以根據(jù)題意,Q點(diǎn)的電場線應(yīng)比P點(diǎn)的電場線密集,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;又由于電荷做加速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。2.某電場的電場線分布如圖所示,則下列說法正確的是 ()

A.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場強(qiáng)度B.若將一正的試探電荷+q由c點(diǎn)釋放,它將沿電場線運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)C.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同【解析】選C。電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小,由題圖可知Ea<Eb,Ec<Ed,故C正確,A錯(cuò)誤;由于電場線是曲線,由c點(diǎn)釋放的正電荷不可能沿電場線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;電場線的切線為該點(diǎn)的場強(qiáng)方向,a點(diǎn)和b點(diǎn)的切線不在一條直線上,D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示是一簇未標(biāo)明方向、由單一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力的作用,根據(jù)此圖得出下列判斷正確的是 ()

A.帶電粒子電性與場源電荷的電性相同B.在a、b兩點(diǎn)加速度aa>abC.由于帶電粒子帶電性未知,無法判斷在a、b兩點(diǎn)受力的方向D.在a、b兩點(diǎn)的速度va<vb【解析】選B。根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,帶電粒子所受電場力的方向沿電場線切線方向,指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),由此可知,帶電粒子與場源電荷電性相反,A、C錯(cuò)誤;a點(diǎn)電場線比b點(diǎn)密,所以a點(diǎn)場強(qiáng)大,帶電粒子在a點(diǎn)所受電場力較大,加速度較大,B正確;假設(shè)帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b,電場力方向與速度方向之間夾角大于90°,粒子做減速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。2.兩點(diǎn)電荷形成電場的電場線分布如圖所示,A、B是電場線上的兩點(diǎn),則下列判斷正確的是 ()

A.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不等,方向相同B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同C.左邊電荷帶負(fù)電,右邊電荷帶正電D.兩電荷所帶電荷量相等【解析】選C。電場線從正電荷出發(fā),到負(fù)電荷終止,電場線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱,電場線的切線方向表示電場的方向,A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不相等,方向也不相同,A、B錯(cuò)誤,C正確;電場線分布不對稱,兩電荷所帶電荷量不相等,D錯(cuò)誤。【拓展例題】考查內(nèi)容:電場力的性質(zhì)的綜合應(yīng)用【典例】(多選)如圖,水平地面上有一個(gè)傾角為θ的斜面,其表面絕緣。另一個(gè)帶正電的滑塊放在斜面上,兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)加上水平向右的勻強(qiáng)電場后,滑塊與斜面仍相對地面靜止,則 ()A.滑塊對斜面的壓力一定變大B.斜面體對地面的壓力一定變大C.滑塊與斜面間的摩擦力一定變大D.斜面體與地面間的摩擦力一定變大【解析】選A、D。未加電場前,斜面體對滑塊的支持力N=mgcosθ,加上電場后,支持力的大小變?yōu)镹′=mgcosθ+qEsinθ,則滑塊對斜面的壓力變大,故A正確。對整體分析,未加電場時(shí),水平方向上不受力,斜面體與地面的摩擦力為零,加上電場后,整體受到水平向左的摩擦力,則斜面體與地面間的摩擦力增大,豎直方向支持力的大小仍然等于總重力,所以斜面體與地面間的壓力不變,故D正確,B錯(cuò)誤?；瑝K開始受重力、支持力和靜摩擦力處于平衡,加上勻強(qiáng)電場后,滑塊多了一個(gè)水平向右的電場力,所受的靜摩擦力方向可能沿斜面向上,可能沿斜面向下,則摩擦力的大小可能減小、可能增大,可能不變,故C錯(cuò)誤。故選A、D。一、點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度【思考】根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式和庫侖定律,如何推導(dǎo)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)表達(dá)式?

第4節(jié)

點(diǎn)電荷的電場

勻強(qiáng)電場

提示:試探電荷受到場源電荷的庫侖力,根據(jù)場強(qiáng)定義式可知試探電荷所在位置的電場強(qiáng)度1.大小:2.大小:當(dāng)Q為正電荷時(shí),E的方向沿半徑_____,當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí),E的方向沿半徑方向_____。向外向里二、電場強(qiáng)度的疊加【思考】真空中存在兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2,各自產(chǎn)生一個(gè)電場,如何求解共同區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)的電場強(qiáng)度?提示:每個(gè)電荷所單獨(dú)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。1.電場強(qiáng)度的疊加:電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的_______。2.比較大的帶電體產(chǎn)生的場強(qiáng),可以把帶電體分解為若干小塊,每小塊看作點(diǎn)電荷,用電場強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算。矢量和三、勻強(qiáng)電場【思考】如果表示某個(gè)電場的電場線是平行等間距直線,這個(gè)電場具備什么特點(diǎn)?提示:各處場強(qiáng)大小相等,方向相同。1.勻強(qiáng)電場:各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小_____,方向_____。2.電場線:_________的平行直線。相等相同間隔相同一電場強(qiáng)度兩個(gè)計(jì)算式的區(qū)別【思考·討論】真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場,在距Q為r的A點(diǎn)放入q,受到電場力為F。如何根據(jù)已知條件求解A處的場強(qiáng)? (物理觀念)提示:兩種思路:(1)根據(jù)場強(qiáng)定義式E=。(2)根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的決定式E=k。【典例示范】下列關(guān)于電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向的敘述中,正確的是(

)A.由E=可知,E與F成正比,與q成反比B.根據(jù)E=k可以求解任何電場的場強(qiáng)C.由E=k可知,E與Q成正比,與r2成反比D.由E=k可知,在以Q為圓心,r為半徑的球面上,各點(diǎn)的場強(qiáng)相同【解題探究】(1)兩個(gè)公式的適用范圍是什么?提示:E=適用于任何電場,E=k只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場。(2)兩公式中,場強(qiáng)與表達(dá)式中符號的關(guān)系是什么?提示:E=中E用F與q的比值來表示,但E的大小與F、q的大小無關(guān);E=k中E不僅用Q、r來表示,且E∝Q,E∝?！窘馕觥窟xC。電場強(qiáng)度反映電場本身的性質(zhì),由電場本身決定,與試探電荷的帶電性、受到的電場力無關(guān),A錯(cuò)誤;E=k是點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場強(qiáng)度的決定式,故E∝Q,E∝,B錯(cuò)誤,C正確;由E=k

可知,在以Q為圓心,r為半徑的球面上,各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向不同,D錯(cuò)誤。【誤區(qū)警示】E=與E=的區(qū)別(1)E=是場強(qiáng)的定義式,適用于一切電場,但E與F、q無關(guān)。(2)E=k僅適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場,E由Q與r決定。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.真空中A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為 (

)A.3∶1

B.1∶3

C.9∶1

D.1∶9【解析】選C。由E=k可知,==,選項(xiàng)C正確。2.在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場中,Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場線重合,坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m。已知放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷分別受到的電場力都跟x軸的正方向相同,電場力的大小跟試探電荷所帶電荷量大小的關(guān)系如圖中的直線A、B所示,放在A點(diǎn)的電荷帶正電,放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。則:(1)B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向;(2)點(diǎn)電荷Q的電性,并確定Q的位置坐標(biāo)?！窘馕觥?1)由題圖可得B點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小EB==2.5N/C因B點(diǎn)的試探電荷帶負(fù)電,而受力指向x軸正方向,故B點(diǎn)場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向。(2)因A點(diǎn)的正電荷受力和B點(diǎn)的負(fù)電荷受力均指向x軸的正方向,故點(diǎn)電荷Q位于A、B兩點(diǎn)之間,帶負(fù)電。設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x,則EA=kEB=k,由圖可知EA=40N/C,將EA、EB數(shù)值代入上式,解得x=2.6m答案:(1)2.5N/C沿x軸負(fù)方向(2)負(fù)電2.6m【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.在真空中的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,距Q為a處的電場強(qiáng)度為E,若將置于a處的點(diǎn)電荷q的電荷量增加一倍,則a處的場強(qiáng)為 (

)A.E

B.2E

C.4E

D.8E【解析】選A。電場中的電場強(qiáng)度是由激發(fā)電場的電荷和在電場中的位置決定的,與試探電荷無關(guān),故a處的電場強(qiáng)度仍為E。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示,兩個(gè)帶等量負(fù)電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷)被固定在光滑的絕緣水平面上,P、N是在小球A、B連線的水平中垂線上的兩點(diǎn),且PO=ON。現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶正電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)由靜止釋放,在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,下列關(guān)于小球C的說法可能正確的是 (

)A.速度先增大,再減小B.速度一直增大C.加速度先增大再減小,過O點(diǎn)后,加速度先減小再增大D.加速度先減小,再增大【解析】選A、D。在AB的中垂線上,從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn),電場強(qiáng)度先變大后變小,到O點(diǎn)變?yōu)榱?若P、N相距很遠(yuǎn),則小球C沿連線的中垂線運(yùn)動(dòng)時(shí),小球C的加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點(diǎn)時(shí)加速度變?yōu)榱?速度達(dá)到最大;由O點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí),速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對稱性。如果P、N相距很近,則加速度先減小,再增大,A、D正確。二場強(qiáng)疊加的應(yīng)用場強(qiáng)的疊加原理及分析思路:(1)電場強(qiáng)度是矢量,當(dāng)空間的電場由多個(gè)電荷共同產(chǎn)生,計(jì)算空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度;(2)先分析每個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小和方向;(3)根據(jù)平行四邊形定則求合場強(qiáng)的大小和方向?！舅伎肌び懻摗康攘客N點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的場強(qiáng)為零,是如何得出來的? (科學(xué)探究)提示:根據(jù)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式E=k分別算出每個(gè)點(diǎn)電荷在中點(diǎn)處的場強(qiáng),再矢量合成后得出。A.q1為正電荷,q2為負(fù)電荷B.q1為負(fù)電荷,q2為正電荷C.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的二倍D.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的一半【審題關(guān)鍵】【解析】選A、D。A點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向垂直AB向下,EA為A點(diǎn)的合場強(qiáng),將EA分解到AC和AB方向如圖所示:

可知點(diǎn)電荷q1的電場強(qiáng)度方向由C指向A,則q1為正電荷,知點(diǎn)電荷q2的電場強(qiáng)度方向由A指向B,則q2為負(fù)電荷,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)A點(diǎn)的場強(qiáng)垂直AB向下,可得sin30°=,E1=k;E2=k,且AB=2AC,聯(lián)立解得q2=2q1,C錯(cuò)誤,D正確。【誤區(qū)警示】電場強(qiáng)度疊加的兩點(diǎn)注意(1)電場強(qiáng)度是矢量,合場強(qiáng)包含大小和方向。(2)比較大的帶電體產(chǎn)生的場強(qiáng),可以把帶電體分解為若干小塊,每小塊看作點(diǎn)電荷,用電場強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖A、B兩點(diǎn)電荷均帶正電,且電荷B的帶電量是電荷A的2倍,P點(diǎn)在A、B連線的中點(diǎn),電荷A在P點(diǎn)形成的電場強(qiáng)度大小是E,則P點(diǎn)的合場強(qiáng)大小和方向分別是 (

)A.3E,向左B.3E,向右C.E,向左 D.E,向右【解析】選C。根據(jù)題意,電荷A在P點(diǎn)形成的電場強(qiáng)度大小是E,由庫侖定律可知,電荷B在P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是2E,方向與A電荷在該處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相反,即為水平向左,根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理,可知,在P點(diǎn)的合場強(qiáng)大小和方向分別是:E,水平向左,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。2.在一個(gè)等邊三角形ABC頂點(diǎn)B和C處各放一個(gè)電荷量相同的點(diǎn)電荷時(shí),測得A處的場強(qiáng)大小為E,方向與BC邊平行沿B指向C如圖所示,拿走C處的電荷后,A處電場強(qiáng)度的情況是 (

)A.大小仍為E,方向由A指向BB.大小仍為E,方向由B指向AC.大小變?yōu)?方向不變D.無法確定【解析】選B。設(shè)點(diǎn)電荷B、C在A處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小均為E1,則E1=E,拿走C處的點(diǎn)電荷后,A處電場強(qiáng)度大小為E,方向由B指向A。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,正電荷q均勻分布在半球面ACB上,球面半徑為R,CD為通過半球面頂點(diǎn)C和球心O的軸線。P、M為軸線上的兩點(diǎn),距球心O的距離均為。在M右側(cè)軸線上O′點(diǎn)固定一帶正電的點(diǎn)電荷Q,O′、M點(diǎn)間的距離為R,已知P點(diǎn)的場強(qiáng)為零,若均勻帶電的封閉球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,則M點(diǎn)的場強(qiáng)為(

)【解析】選C。因P點(diǎn)的場強(qiáng)為零,所以半球面對P點(diǎn)的場強(qiáng)和點(diǎn)電荷Q對P點(diǎn)的場強(qiáng)等大反向,即半球面對P點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E1=,方向沿軸線向右?，F(xiàn)補(bǔ)全右半球面,如圖所示,根據(jù)均勻帶電的封閉球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零知,球面在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為零,即左半球面對M點(diǎn)場強(qiáng)和右半球面對M點(diǎn)場強(qiáng)等大反向,又由對稱性知左半球面對P點(diǎn)的場強(qiáng)和右半球面對M點(diǎn)的場強(qiáng)等大反向,即左半球面對M點(diǎn)場強(qiáng)為E2=,方向向右,點(diǎn)電荷Q對M點(diǎn)場強(qiáng)為E3=,方向向左,故M點(diǎn)的合場強(qiáng)為EM=-=,方向向左,故選項(xiàng)C正確。三勻強(qiáng)電場的性質(zhì)和應(yīng)用勻強(qiáng)電場的特點(diǎn):(1)各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同。(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中受到恒定的電場力?！舅伎肌び懻摗恳粠щ娏Ｗ釉趧驈?qiáng)電場里,僅在電場力的作用下,處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)? (科學(xué)探究)提示:勻變速運(yùn)動(dòng)?！镜淅痉丁咳鐖D所示,長為l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球的質(zhì)量m=4.0×10-4kg、所帶的電荷量q=1.0×10-6C,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: (1)小球所受電場力的大小。(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度?！舅季S·建?！俊窘馕觥?1)對小球受力分析如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件和圖中幾何關(guān)系有:mgtan37°=F解得F=3.0×10-3N(2)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式可知,小球所在勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=

=

N/C=3.0×103N/C答案:(1)3.0×10-3N

(2)3.0×103N/C【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,A、B為勻強(qiáng)電場中某一條電場線上的兩點(diǎn)。則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度 (

)A.大小不等,方向相同B.大小不等,方向不同C.大小相等,方向相同 D.大小相等,方向不同【解析】選C。A、B是勻強(qiáng)電場中的兩點(diǎn),電場強(qiáng)度大小相同,方向均水平向右,故C正確。2.如圖所示,帶正電的粒子以初速度v沿電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場區(qū)域,不計(jì)重力,粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) (

)A.方向不變,速度增大 B.方向不變,速度減小C.方向向上,速度不變 D.方向向下,速度不變【解析】選A。由于帶正電的粒子受到的電場力方向和電場方向相同,而粒子運(yùn)動(dòng)方向和電場力方向相同,所以粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故A正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在水平面上。為了使質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球靜止在斜面上,可加一平行紙面的勻強(qiáng)電場(未畫出),則(

)A.電場強(qiáng)度的最小值為E=B.若電場強(qiáng)度E=,則電場強(qiáng)度方向一定豎直向上C.若電場強(qiáng)度方向從沿斜面向上逐漸轉(zhuǎn)到豎直向上,則電場強(qiáng)度逐漸增大D.若電場強(qiáng)度方向從沿斜面向上逐漸轉(zhuǎn)到豎直向上,則電場強(qiáng)度先減小后增大【解析】選C。當(dāng)所加的電場強(qiáng)度最小時(shí),場強(qiáng)方向沿斜面向上,此時(shí):mgsinθ=qE,解得電場強(qiáng)度的最小值為E=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若qE=mg,則可能是電場力、重力以及斜面的支持力三力互成120°夾角,此時(shí)場強(qiáng)的方向不是豎直向上的方向,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由圖可知,若電場強(qiáng)度方向從沿斜面向上逐漸轉(zhuǎn)到豎直向上,則電場力逐漸變大,電場強(qiáng)度逐漸增大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。2.如圖所示,一帶電荷量為q=-5×10-3C,質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊處于一傾角θ=37°的光滑絕緣斜面上,當(dāng)整個(gè)裝置處于一水平向左的勻強(qiáng)電場中時(shí),小物塊恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。(g取10m/s2)求:(1)電場強(qiáng)度多大?(2)若從某時(shí)刻開始,電場強(qiáng)度減小為原來的,物塊下滑距離L=1.5m時(shí)速度大小為多少?【解析】(1)小物塊受力如圖所示由受力平衡得:qE-FNsinθ=0mg-FNcosθ=0聯(lián)立解得E=,代入數(shù)據(jù)得E=150N/C(2)由牛頓第二定律得:mgsinθ-cosθ=ma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2=2aL聯(lián)立解得v==3m/s答案:(1)150N/C

(2)3m/s【拓展例題】考查內(nèi)容:割補(bǔ)法求電場強(qiáng)度【典例】如圖所示,粗細(xì)均勻的絕緣棒組成一直徑為L的圓形線框,線框上均勻地分布著正電荷,O是線框的圓心,現(xiàn)在線框上E處取下足夠短的帶電量為q的一小段,將其沿OE連線向左移動(dòng)的距離到F點(diǎn)處,若線框的其他部分的帶電量與電荷分布保持不變,則此時(shí)O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為 (

)【解析】選B。線框上剩余的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等效為取下的q電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng),故E1==,方向水平向左;將q移到F點(diǎn)時(shí),q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為:E2=