(创新设计)2013_2014学年高中物理(粤教版)选修3_1：专题突破1_1静电场力的性质的描述.ppt

专题突破 滚动检测 答案　AC 借题发挥　(1)当两个电荷同时存在时，某点的场强等于每个电荷单独存在时产生电场的场强矢量和．(2)近似处理的方法是物理问题中常用的方法． 单击此处进入 滚动检测一 专题突破 滚动检测 静电场力的性质的描述 一、关于电场强度对电场的描述问题 1．电场强度的两个公式 　　区别 公式　　 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是电场强度大小的定义式 Fq，与F、q无关，是反映某点电场力的性质 适用于一切电场，q为试探电荷的电荷量 E＝k 是真空中点电荷场强的决定式 由E＝和库仑定律导出 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，根据矢量合成法则——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． 【典例1】 (双选)如图1所示，两等量异号的点电荷相距为2a，M点与两点电荷共线，N点位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N点的距离都为L，且La.略去n(n≥2)项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度(　　)． 图1 A．大小之比为2，方向相反 B．大小之比为1，方向相反 C．大小均与a成正比，方向相反 D．大小均与L的平方成反比，方向相互垂直 解析　两电荷在M点的合电场为EM＝－＝，由于La，所以EM＝，所以EMa，方向水平向右；两电荷在N点的合电场为EN＝2×·，由于La，所以EN＝，所以ENa，方向水平向左，且EM＝2EN，故选项A、C正确，B、D错误． 二、静电力与平衡知识综合 1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．库仑力实质上就是电场力，与重力、弹力一样，它也是一种基本力．注意力学规律的应用及受力分析． 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． 3．求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析的基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件、灵活(如合成分解法，矢量图解法、相似三角形法、整体法等)去解决． 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不可能为(　　)． 图2 A. B. C. D. 解析　取小球为研究对象，它受到重力mg、丝线的拉力F和电场力Eq的作用．因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零，由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力．根据力的平行四边形定则可知，当电场力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＝.所以，选项A、C、D均可能正确，B不可能． 答案　B 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 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？ 图3 解析　滑块在圆轨道上的运动，可类比重物在竖直平面内的圆周运动，不过此滑块有最小速度的点并不在最高点，而是在F合＝与竖直方向成45°角的O点，可类比竖直平面内圆周运动的规律及重力、电场力做功的特点求解． 滑块只要过了F合与竖直方向成45°的O点便可以完成圆周运动到达D点．设滑块在O点