高中物理 第9章 静电场及其应用 素养培优课1 电场力的性质学案 新人教版必修第三册-新人教版高中必修第三册物理学案

素养培优课(一) 电场力的性质(教师用书独具)培优目标：1.掌握库仑定律及适用条件，熟悉完全相同的金属小球接触后电荷分配规律。 2.会对带电体进行受力分析，能求解带电体平衡与加速类问题。 3.会根据带电粒子在电场中的运动轨迹，分析受力及运动的相关问题。库仑力作用下带电体的平衡与加速问题1.库仑力作用下的平衡问题(1)分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时，与力学问题一样，具体方法是：确定研究对象，受力分析，列出平衡方程，联立求解。(2)共线的三个点电荷平衡的规律：①“两同夹异”，若三者均带同种电荷，无论怎么放，外侧点电荷都不能平衡。异种电荷必放中间，若异种电荷 B 放外侧，它本身不可能平衡。②“两大夹小”，即放在中间的异种电荷 B 电荷量最小。若 QB>QC，则 FBA>FCA，A 不能平衡。若 QB>QA，则 FBC>FAC，C 不能平衡。 ③ 自由点电荷位置必为“靠小”，即中间电荷靠近电荷量较小的电荷。2．库仑力作用下的非平衡问题与力学问题的处理方法相同，明确研究对象，分析运动过程，再分析包括库仑力在内的所有力，依据牛顿运动定律或者动能定理列方程，并灵活选用整体法和隔离法分析问题。【例 1】 如图所示，电荷量分别为＋q 和＋4q 的两点电荷固定在 A、B 两点，已知 A、B两点相距 L，问：(1)在何处放置点电荷 C，才能使 C 处于平衡状态？(2)C 所带的电荷量和电性对 C 的平衡有影响吗？[解析] (1)由平衡条件，对 C 进行受力分析，C 应在 AB 的连线上且在 A 的右边，设与 A相距 r，则＝，解得 r＝。(2)电荷量的大小和电性对平衡无影响，距离 A 为处，A、B 合电场强度为 0。[答案] (1)在 A、B 连线上，在 A 点右侧距 A 点处(2)无影响若上例中 A、B 不固定，在何处放一个什么性质的点电荷，才可以使三个点电荷都处于平衡状态？[解析] 设放置的点电荷的电荷量为 Q，分别对 A、B 受力分析，AB 间作用力为斥力，放置的电荷对 A 和 B 的作用力为吸力，故放置电荷为负电荷，设放置电荷到 A 点距离为 r，根据平衡条件对电荷 A：＝对电荷 B：＝联立可得：r＝，Q＝q(负电荷)即应在 AB 连线上且在 A 的右边，距 A 点电荷处放置一个电荷量为 q 的负电荷。[答案] 在 AB 连线上，在 A 点右侧，距 A 点处，放一电荷量为 q 的负电荷A、B、C 三个电荷要平衡，三个电荷必须在一条直线上；外侧两电荷间作用力大小等于中间电荷与外侧电荷间作用力，所以外侧...