2019-2019学年高中物理人教版选修3-1第1章静电场专题突破1-1静电场力的性质的描述

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人教版高中物理新课标版选修3-1 第一章静电场(全章)(共164张PPT)[优秀课件资料]

1.2《库仑定律》
教学目标
❖ （一）知识与技能 ❖ 1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定
律的含义及其公式表达，知道静电力常量． ❖ 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． ❖ 3．知道库仑扭秤的实验原理． ❖ （二）过程与方法 ❖ 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得
BE
课堂训练
4、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q
放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，
AB带何种电荷 _负__电__荷_____ ．若手的接触点
改在A端，情况又如何_负__电__荷______ 。
小结
1、自然界存在两者电荷（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电：电子从一个物体转移到另一个物体 (2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体 (3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分
出库仑定律 ❖ （三）情感态度与价值观 ❖ 培养学生的观察和探索能力 ❖ 重点：掌握库仑定律 ❖ 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 ❖ 教具：库仑扭秤(模型或挂图)．
同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢
早互实的库影作在验增仑响我用表大定两国的明而律点东定，增1电.汉性s电大w荷时规f荷，间期律之随作人,定间着用库们量的距力仑就讨作离的定掌论用的因律握电力增素2了荷随大.：sw电间着而f荷相电减间互荷小相作量。
为__1_.6_×__1_0_－_19_C__ ；一个电子的电量为_－__1_.6_×_ _1_0－__19_C_ ，一个质子的电量为__1_.6_×__1_0_－_19_C__ ；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的整__数__倍__．最早测出元电荷的数值的是美国物理学家密立根，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的比荷。 4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是

人教版高中物理选修3-1第一章静电场答案.docx

高中物理学习材料桑水制作芜湖一中高二物理新课标选修3－1单元测试卷第一章静电场答案一、不定项选择题（每题4分，共48分。

选不全得2分，错选不得分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 DACADABCCCBCCB二、填空题（每题4分，共12分） 13、8×10-1314、E P1<E P2,E k1>E k2 15、41mgr 三、计算题（共40分，要有必要的解题步骤和文字说明，只有最后结果不给分） 16．（6分）解：(1)场强水平向左，即v 50=QP U P Q QP U ϕϕ-=v 50-=-=QP Q P U ϕϕ （1分）而 dU E QP =又 v 30===QA QP QA QA d dU Ed U （1分）A Q QA U ϕϕ-=所以 v 30-=-=QA Q A U ϕϕ （2分） (2)距离改变后，场强变为d U E QP '='v 10=''=''='QAQP QA QAd d U d E U （1分） v 10-='-='QA Q A U ϕϕ （1分）17．（6分）解：从∞到P 电场力做负功，则从P 到∞电场力就做正功，在∞处动能最大（1分）221m P mv W =∞ （1分） P P P P q q qU W ϕϕϕ=-==∞∞∞)( PP W q ϕ∞=（1分）ma rQqk=2∞∞=P P U ar kQW m 2 （1分） m/s 1055.11051222332⨯=⨯===∞∞kQ U ar mW v P P m （2分）18．（10分）解：（1）设所受电场力方向向右，有0212-=-B mv FR mgR （2分）在B 点：Rvmmg N B2=- （1分） mg mg N mg R mv mg F B 21222=--=-=∴ （1分）方向与假设相符，水平向右（1分）（2）速度最大时，合力与速度方向垂直（1分）mgFT θ设此时重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为θ，有：221)sin 1(cos MAX mv FR mgR =--θθ （2分） 21tan ==mg F θ，51sin =θ，52cos =θ （1分）)15()sin 1cos 2(-=+-=gR gR v MAX θθ （1分）19．（8分）解：在t=0,T,2T ……等时刻进入极板之间的粒子在垂直于极板方向上将有最大的位移。

2019-2020版物理新突破人教选修3-1练习题：第一章+静电场+检测(B)+Word版含解析

第一章检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。

在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项正确,第7~10题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1关于电场强度与电势的关系,下列各种说法正确的是 ()A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零处,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向,电势是从能量的角度来描述电场性质的物理量,两者没有必然联系。

电场强度大时电势不一定高,电场强度为零电势也不一定为零,电场强度不变电势也可能变,但是电场强度的方向是指向电势降低最快的方向。

2如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°。

电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的电场强度大小变为E2,E1与E2之比为()A.1∶2B.2∶1C.2:√3D.4∶√3解析:依题意,每个点电荷在O点产生的电场强度为E12,则当N点处的点电荷移至P点时,O点电场强度如图所示,合电场强度大小为E2=E12,则E1E2=21,B正确。

3.(2018·天津卷)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N 时加速度大小分别为a M、a N,速度大小分别为v M、v N,电势能分别为E p M、E p N。

下列判断正确的是()A.v M<v N,a M<a NB.v M<v N,φM<φNφN,E p M<E p N D.a M<a N,E p M<E p N,根据电场线物理意义判断粒子运动的加速度,根据能量守恒定律判断动能和电势能的关系。

学年高中物理人教版选修3-1第1章静电场专题突破1-1静电场力的性质的描述

注意 (1)受力分析时只分析性质力，不分析效果力；只分析外力，不分析内力．(2)平衡条件的灵活应用．
【典例2】如图2所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q，为了保证当丝线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的场强大小可能为( )．
场力 Eq 的方向与丝的拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则 Eq＝mgsin 60°，得最小场强 E＝mgsiqn 60°.所以，选项 A、 C、D 正确．
答案 ACD 借题发挥本题考查了三力作用下的物体平衡问题．通过矢量图解法求得场强E的最小值，便可迅速求得场强E的大小和方向．
三、静电力与圆周运动知识综合问题
在真空中，Q 为场源电荷的电荷量
2.电场强度的叠加：电场强度是矢量，其方向规定为正电荷受静电力的方向．如果空间几个电场叠加，则空间某点的电场强度为各电场在该点电场强度的矢量和，应据矢量合成法则——平行四边形定则合成；当各场强方向在同一直线上时，选定正方向后作代数运算合成．
3．电场的形象描绘——电场线：由电场线的“疏”和“密”可知道电场的“强”和 “弱”，由该点的切线方向可知道电场强度的方向，并进一步推知电荷的受力情况和运动情况．
这类问题的处理方法跟力学中的问题相同，处理时要明确电场力的特点，明确向心力来源，灵活应用等效法，叠加法分析解决问题．
【典例3】如图3所示，光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘圆形轨道BCD平滑连接，圆形轨道竖直放置，空间存在水平向右的匀强电场，场强为E.今有一质量为m的带电荷量为 q的滑块，所受电场力大小等于重力，滑块在A点由静止释放，若它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点，则AB至少为多长？
2．明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已．

高中物理选修3-1_静电场完整版

第1章静电场第01节电荷及其守恒定律[知能准备]1．自然界中存在两种电荷，即电荷和电荷．2．物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带电，获得电子的带电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相的电荷，而另一端带上与带电体相的电荷．（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．3．电荷守恒定律：电荷既不能，也不能，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量．4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早由美国科学家用实验测得的．5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值m q ．电子的比荷为kg C m e e/1076.111⨯=． [同步导学]1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷．2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变．例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（）A ．物体所带的电荷量可以为任意实数B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带电＋×10-9C ，这是因为该物体失去了×1010个电子D ．物体带电荷量的最小值为×10-19C解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正确．如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是（）A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故D 错误．3．“中性”和“中和”的区别“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都有等量的异种电荷．“中和”是两个带等量（或不等量）的异种电荷的带电体相接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移、抵消（或部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程．[同步检测]图1—1—11、一切静电现象都是由于物体上的引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由引起的.2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为（）A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电.4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量的趋势，异种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量的趋势．5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示，当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电器中金属箔片的张角减小，则（）A ．金属球A 可能不带电B ．金属球A 一定带正电C ．金属球A 可能带负电D ．金属球A 一定带负电6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（） A ．验电器所带电荷量部分被中和B ．验电器所带电荷量部分跑掉了C ．验电器一定带正电D ．验电器一定带负电7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B 带上正电？9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的A. ×10-19C 有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有×10-5C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A = ，q B = ，q C = ．[综合评价]1．对于摩擦起电现象，下列说法中正确的是A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷2．如图1—1—4所示，当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时，枕形导体上的电荷移动情况是A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的带负电的电子向A 端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动图1—1—43．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷图1—1—2图1—1—3B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了4．如图1—1—5所示，用带正电的绝缘棒A 去靠近原来不带电的验电器B ，B 的金属箔片张开，这时金属箔片带电；若在带电棒离开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A ，这时B 的金属箔片也能张开，它带电. 图1—1—55．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜．在a 的近旁有一底座绝缘金属球b ，开始时a 、b 都不带电，如图1—1—6所示，现使b 带电，则：A. ab 之间不发生相互作用B. b 将吸引a ，吸在一起不放开C. b 立即把a 排斥开D. b 先吸引a ，接触后又把a 排斥开图1—1—66．5个元电荷的电荷量是 C ，16C 电荷量等于个元电荷的电荷量．7．有两个完全相同的带电绝缘金属球A 、B ，分别带有电荷量Q A ＝×910-C,Q B ＝–×910-C,让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移多少库仑？此后，小球A 、B 各带电多少库仑？8．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有3×10-3C 的正电荷，小球B 带有-2×10-3C 的负电荷，小球C 不带电．先将小球C 与小球A 接触后分开，再将小球B 与小球C 接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？第一章静电场第一节电荷及其守恒定律[知能准备]答案：1. 正负 2.（1）正负（2）异同（3）一部分电荷 3. 创造消失保持不变[同步检测]答案：1.带电摩擦 3.不带不带负正 4 .远离靠近 8.电荷A 靠近导体B 时,把B 先拆分开后把电荷A 移走,导体B 靠近电荷A 的一端带正电10. 5×10-6C ×10-6C ×10-6C[综合评价]答案： 4.正负 6. 8×10-19C 1020 7.(1) 4. 8×10-9C (2) ×10-9C×10-9C 8. ×10-3C –×10-4C –×10-4C 同步导学第1章静电场第02节库仑定律[知能准备]1．点电荷：无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫．它是一个理想化的模型．2．库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比，跟它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的．3．库仑定律的表达式：F = 221r q q k ；其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静电力常量，k = ×109N m 2/C 2.[同步导学]1．点电荷是一个理想化的模型．实际问题中，只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体方可视为点电荷．一个带电体能否被视为点电荷，取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较，与带电体的大小无关．2．库仑定律的适用范围：真空中（干燥的空气也可）的两个点电荷间的相互作用，也可适用于两个均匀带电的介质球，不能用于不能视为点电荷的两个导体球．例1半径为r 的两个相同金属球，两球心相距为L (L ＝3r)，它们所带电荷量的绝对值均为q，则它们之间相互作用的静电力FA ．带同种电荷时,F ＜22L q kB ．带异种电荷时,F ＞22Lq k C ．不论带何种电荷,F ＝22Lq k D ．以上各项均不正确解析：应用库仑定律解题时，首先要明确其条件和各物理量之间的关系．当两带电金属球靠得较近时，由于同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，两球所带电荷的“中心”偏离球心，在计算其静电力F 时，就不能用两球心间的距离L 来计算．若两球带同种电荷，两球带电“中心”之间的距离大于L ，如图1—2—1（a ）所示，图1—2—1 图1—2—2则F ＜ 22Lq k ，故A 选项是对的，同理B 选项也是正确的． 3．库仑力是矢量．在利用库仑定律进行计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力的方向．4．系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再用力的平行四边形定则求其矢量和．例2 如图1—2—2所示，三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示，它应是A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：根据“同电相斥、异电相吸”的规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量，因为F b 大于F a ，F b 与F a 的合力只能是F 2，故选项B 正确．例2 两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，如图1—2—3所示，若θ1＝θ2,则下述结论正确的是1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1＝q 2/ m 2 1一定等于m 2 D.必须同时满足q 1＝q 2, m 1＝ m 2图1—2—3解析：两小球处于静止状态，故可用平衡条件去分析．小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用，建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示，此时只需分解F 1.由平衡条件得：所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理，对m 2分析得：.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=，所以21θθtg tg =，所以21m m =. 可见，只要m 1= m 2，不管q 1、q 2如何，1θ都等于2θ.所以，正确答案是C.讨论：如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样？如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样？(两球仍处同一水平线上) 因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何，两式中的221gr q kq 是相等的．所以m 1> m 2时，1θ<2θ, m 1< m 2时，1θ>2θ.5．库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样遵从力的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律．动能定理，动量守恒定律，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用．这就是：电学问题，力学方法．例3 a 、b 两个点电荷，相距40cm ，电荷量分别为q 1和q 2，且q 1＝9 q 2，都是正电荷；现引入点电荷c ，这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态．试问：点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析：点电荷c 应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡．由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c 在a 、b 之间才有可能都平衡．设c 与a 相距x ，则c 、b 相距－x)，如点电荷c 的电荷量为q 3，根据二力平衡原理可列平衡方程：a 平衡： =2214.0q q k 231x q q kb 平衡： .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡： 231xq q k ＝.)4.0(232x q q k - 显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解： x ＝30cm所以 c 在a 、b 连线上，与a 相距30cm ，与b 相距10cm ．q 3＝12161169q q =，即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷，q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ，A 带电荷量7Q ，B 带电荷量﹣Q ，C 不带电．将A 、B 固定，然后让C 反复与A 、B 接触，最后移走C 球．问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析： C 球反复与A 、B 球接触，最后三个球带相同的电荷量，其电荷量为Q′＝3)(7Q Q -+＝2Q ． A 、B 球间原先的相互作用力大小为F ＝./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′＝ 4F ／7.所以：A 、B 间的相互作用力变为原来的4／7．点评：此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容．利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时，通常不带电荷的正、负号，力的方向根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”来判断．如图1—2—5所示．在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放，已知刚释放时Q A 的加速度为a ，经过一段时间后(两电荷未相遇)，Q B 的加速度也为a ，且此时Q B 的速度大小为v ，问：(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能？解析：题目虽未说明电荷的电性，但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律)．两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大)．对Q A 和Q B 构成的系统来说，库仑力是内力，系统水平方向动量是守恒的．图13—1—5(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1，则：F 1＝ m a ．当Q B 的加速度为a 时，作用力大小为F 2，则：F 2＝2 m a ．此时Q A 的加速度a′＝.222a mma m F == 方向与a 相同．设此时Q A 的速度大小为v A ，根据动量守恒定律有：m v A ＝2 m v ，解得v A ＝2 v ，方向与v 相反．(2) 系统增加的动能 E k ＝kA E ＋kB E ＝221A mv ＋2221mv ⨯＝3m 2v 6．库仑定律表明，库仑力与距离是平方反比定律，这与万有引力定律十分相似，目前尚不清楚两者是否存在内在联系，但利用这一相似性，借助于类比方法，人们完成了许多问题的求解．[同步检测]1．下列哪些带电体可视为点电荷A ．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B ．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C ．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D ．带电的金属球一定不能视为点电荷2．对于库仑定律，下面说法正确的是A ．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F = 221r q q k； B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量3．两个点电荷相距为d ，相互作用力大小为F ，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小为4F ，则两点之间的距离应是A ．4dB ．2dC ．d/2D ．d/44．两个直径为d 的带正电的小球，当它们相距100 d 时作用力为F ，则当它们相距为d 时的作用力为( )A ．F ／100B ．10000FC ．100FD ．以上结论都不对5．两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度之比将A ．保持不变B ．先增大后减小C ．增大D ．减小6．两个放在绝缘架上的相同金属球相距d ，球的半径比d 小得多，分别带q 和3q 的电荷量，相互作用的斥力为3F ．现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为A ．OB ．FC ．3FD ．4F７．如图1—2—6所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢，且α < β，由此可知A ．B 球带电荷量较多B ．B 球质量较大C ．A 球带电荷量较多D ．两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′，则仍有α ′< β′８．两个质量相等的小球，带电荷量分别为q 1和q 2，用长均为L 的两根细线，悬挂在同一点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°，则小球的质量为 .９．两个形状完全相同的金属球A 和B ，分别带有电荷量q A ＝﹣7×108-C 和q B ＝3×108-C ，它们之间的吸引力为2×106-N ．在绝缘条件下让它们相接触，然后把它们又放回原处，则此时它们之间的静电力是图1—2—6(填“排斥力”或“吸引力”)，大小是．(小球的大小可忽略不计)10．如图1—2—7所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时，恰与A 等高，若B 的质量为303g ，则B 带电荷量是多少?(g 取l0 m ／s 2)[综合评价]1．两个带有等量电荷的铜球，相距较近且位置保持不变，设它们带同种电荷时的静电力为F 1，它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F 2，则F 1和F 2的大小关系为：A ．F 1＝F 2 D ．F 1> F 2 C ．F 1< F 2 D ．无法比较2．如图1—2—8所示，在A 点固定一个正点电荷，在B 点固定一负点电荷，当在C 点处放上第三个电荷q 时，电荷q 受的合力为F ，若将电荷q 向B 移近一些，则它所受合力将A ．增大 D ．减少 C ．不变 D ．增大、减小均有可能．3．真空中两个点电荷，电荷量分别为q 1＝8×109-C 和q 2＝﹣18×109-C ，两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示．有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点，恰好能静止，则这点的位置是 A ．a 点左侧40cm 处 B ．a 点右侧8cm 处C ．b 点右侧20cm 处D ．以上都不对．4．如图所示，+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷，Q 2=4Q 1．现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么（）应为负电荷，放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷，放在Q 2的右边应为正电荷，放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷，放在Q 2的右边．5．如图1—2—10所示，两个可看作点电荷的小球带同种电，电荷量分别为q 1和q 2，质量分别为m 1和m 2，当两球处于同一水平面时，α >β，则造成α >β的可能原因是：A ．m 1>m 2B ．m 1<m 2C q 1>q 2D ．q 1>q 26．如图1—2—11所示，A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动．已知m A ＝2m B ，A v ＝20v ，B v ＝0v ．当两电荷相距最近时，有A ．A 球的速度为0v ，方向与Av 相同 B ．A 球的速度为0v ，方向与A v 相反 C ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相同 D ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相反．7．真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ，已知q A ＝+×108-C ，q B ＝+×108-C ，现引入电荷C ，电荷量Qc ＝+×108-C ，则电荷C 置于离A cm ，离Bcm 处时，C 电荷即可平衡；若改变电荷C 的电荷量，仍置于上述位置，则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变)，若改变C 的电性，仍置于上述位置，则C 的平衡，若引入C 后，电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡，则C 电荷电性应为，电荷量应为 C ．8．如图1—2—12所示，两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A 球带9Q 的正电荷，B 球带Q 的负电荷，由静止开始释放，经图示位置时，加速度大小均为a ，然后发生碰撞，返回到图示位置时的加速度均为．9．如图1—2—13所示，两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ，连接小球的绝缘细线长度都是l ，静电力常量为k ，重力加速度为g ．则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?10．如图1—2—14所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B 静止在图示位置．固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ，B 球质量为m 、电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A 、B 两球间的距离．图1—2—7 图1—2—9 图1—2—8 图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12 图1—2—13第二节库仑定律知能准备答案：1.点电荷 2.乘积平方连线上同步检测答案： 8.221/3gl q kq 9.排斥力，×107-N 6-综合评价答案： 2. D 4. A 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变，不变，负，8×910- 9 9.mg l q k +222mg 10.mgkQq 3 同步导学第1章静电场第03节电场强度[知能准备]1．物质存在的两种形式：与．2．电场强度（1）电场明显的特征之一是对场中其他电荷具有．（2）放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的．叫做该点的电场强度．物理学中规定电场中某点的电场强度的方向跟电荷在该点所受的静电力的方向相同．（3）电场强度单位，符号．另一单位，符号．（4）如果1 C 的电荷在电场中的某点受到的静电力是1 N ，这点的电场强度就是．3．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个场源点电荷在该点产生的电场强度的．4．电场线(1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线（或直线）．曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．(2)电场线的特点：①电场线从正电荷（或无限远处）出发，终止于无限远或负电荷．②电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向．③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较，电场强度较小的地方电场线较，因此可以用电场线的来表示电场强度的相对大小．5．匀强电场：如果电场中各点电场强度的大小．方向，这个电场就叫做匀强电场．[同步导学]1．电场和电场的基本性质场是物质存在的又一种形态．区别于分子、原子组成的实物，电场有其特殊的性质，如：几个电场可以同时“处于”某一空间，电场对处于其间的电荷有力的作用，电场具有能量等．本章研究静止电荷产生的电场，称为静电场．学习有关静电场的知识时应该明确以下两点：（1）电荷的周围存在着电场，静止的电荷周围存在着静电场．（2）电场的基本性质是：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量．2．电场强度（1）试探电荷q 是我们为了研究电场的力学性质，引入的一个特别电荷．试探电荷的特点：①电荷量很小，试探电荷不影响原电场的分布；②体积很小，便于研究不同点的电场．（2）对于qF E =，等号右边的物理量与被定义的物理量之间不存在正比或反比的函数关系，只是用右边两个物理量之比来反映被定义的物理量的属性．在电场中某点，比值q F 是与q 的有无、电荷量多少，电荷种类和F 的大小、方向都无关的恒量，电场中各点都有一个唯一确定的E.因为场强E 完全是由电场自身的条件（产生电场的场源电荷和电场中的位置）决定的，所以它反映电场本身力的属性．例1 在电场中某点用+q 测得场强E ，当撤去+q 而放入－q/2时，则该点的场强 ( )A ．大小为E / 2，方向和E 相同B ．大小为E ／2，方向和E 相反C ．大小为E ，方向和E 相同D ．大小为E ，方向和E 相反解析：把试探电荷q 放在场源电荷Q 产生的电场中，电荷q 在不同点受的电场力一般是不同的，这表示各点的电场强度不同；但将不同电荷量的试探电荷q 分别放入Q 附近的同一点时，虽受力不同，但电场力F 与电荷量q 的比值F/q 不变．因为电场中某点的场强E 是由电场本身决定，与放入电场中的电荷大小、正负、有无等因素无关，故C 正确．3．点电荷周围的场强场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们间的库仑力为22rQ qk r Qq k F ==，所以电荷q 处的电场强度2rQ k q F E ==． (1) 公式：2r Q k E =，Q 为真空中场源点电荷的带电荷量，r 为考察点到点电荷Q 的距离． (2) 方向：若Q 为正电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向该点；若Q 为负电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q ．(3) 适用条件：真空中点电荷Q 产生的电场．4．两个场强公式q F E =和2rQ k E =的比较 (1) 2r Q k E =适用于真空中点电荷产生的电场，式中的Q 是场源电荷的电荷量，E 与场源电荷Q 密切相关；qF E =是场强的定义式，适用于任何电场，式中的q 是试探电荷的电荷量，E 与试探电荷q 无关． (2) 在点电荷Q 的电场中不存在E 相同的两个点，r 相等时，E 的大小相等但方向不同；两点在以Q 为圆心的同一半径上时，E 的方向相同而大小不等．例2 下列关于电场强度的说法中，正确的是 ( )A ．公式qF E =只适用于真空中点电荷产生的电场 B ．由公式q F E =可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷q 在电场中该点所受的电场力成正比 C ．在公式F =221rQ Q k 中，22r Q k 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；而21r Q k 是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处场强的大小D ．由公式2r Q k E =可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E 可达无穷大解析：电场强度的定义式q F E =适用于任何电场，故A 错；电场中某点的电场强度由电场本身决定，而与。

高中物理人教版选修3-1(课件)第一章静电场章末分层突破

3 【解析】 (1)由qE＝ 4 mg，设qE、mg的合力F合° .设珠子到达B点时动能最大，则珠子由A点静止释放后从A到 B的过程中做加速运动，如图所示，在B点时动能最大，由动能定理得qErsin θ－ 1 mgr(1－cos θ)＝Ek，解得在B点时的动能，即最大动能Ek＝4mgr.
整体法可知，细线的拉力等于两球的重力，故C正确；同时烧断AC、BC细线后， A、B在竖直方向只受重力，所以加速度相同，故D正确．
【答案】 CD
(多选)(2015· 浙江高考)如图12所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10 6 C的
1．(2015· 浙江高考)如图 14 所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则( ) 【导学号：08160070】
图 14
A．乒乓球的左侧感应出负电荷 B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上 C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用 D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞
mv2 mv2 (2)设珠子在B点受到的圆环弹力为FN，有FN－F合＝ r ，即FN＝F合＋ r ＝ 1 mg ＋qE ＋2mg
2 2
5 1 7 7 ＝4mg＋2mg＝4mg，由牛顿第三定律得，珠子对圆环的最大压力为4mg.
1 7 【答案】 (1)4mgr (2)4mg
(1)在最低位置 A 时珠子只受重力作用，动能为零，压力等于重力． (2)珠子受到重力和水平方向的电场力时，珠子在所受合方向过圆心的位置动能最大、压力也最大．
对A受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，水平方向：F1cos 30° ＝F2cos 30° ＋F′cos 30° 竖直方向：F1sin 30° ＋F2sin 30° ＝GA＋F′sin 30° kQ2 FAB 由库仑定律知，A、B间库仑力大小F′＝ l ＝ 4 ＝0.225 N，联立以上 2 sin 30° 各式可得F1＝1.225 N，F2＝1.0 N，选项C正确．

人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》章末小结课件

•
(四川雅安中学2013～2014学年高二上
学期期末)如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两板
间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒
子电荷量q＝10－10C，质量m＝10－20kg，不计粒子的重
力作用，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速
度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、 PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成
图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨
道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通
过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆
心为O，半径R＝0.50m，轨道所在空间存在水平向右
的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104N/C，现有
质量m＝0.20kg、电荷量q＝8.0×10－4C的带电体(可
பைடு நூலகம்
的电场区域，(设界面PS右边点电荷的电场分布不受
界面的影响)，已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中
心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面
PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心
线上的荧光屏bc上。(静电力常数k＝9.0×109N·m2/C2)
(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？
到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相
等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错
误；
• 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D正确。