高中物理 第1章 静电力与电场强度 拓展课 电场力的性质教案 鲁科版必修第三册-鲁科版高二第三册物理教案VIP专享VIP免费

拓展课电场力的性质核心要点等量电荷电场的特点[要点归纳]等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强为零连线上O点场强最小，指向负电荷一方连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最小，向外先变大后变小O点最大，向外逐渐减小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大反向等大同向连线上各点场强的图像中垂线上各点场强大小[试题案例][例1]真空中有两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，a、b关于O点对称，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，关于电子的运动，下列说法正确的是()A.电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B.电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C.电子运动到O时，加速度为零，速度最大D.电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零解析带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上，中点O处的场强为零，向中垂线的两边先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零。但a点与最大场强点的位置关系不能确定，当a点在最大场强点的上方时，电子在从a点向O点运动的过程中，加速度先增大后减小；当a点在最大场强点的下方时，电子的加速度则一直减小，故A、B错误；但不论a点的位置如何，电子在向O点运动的过程中，都在做加速运动，所以电子的速度一直增加，当达到O点时，加速度为零，速度达到最大值，C正确；通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，与所受电场力方向相反，故电子做减速运动，由能量守恒定律得，当电子运动到与a点关于O点对称的b点时，电子的速度为零。同样因b点与最大场强的位置关系不能确定，故加速度大小的变化不能确定，D错误。答案C[针对训练1](多选)如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑绝缘水平面上。P、N是水平面上小球A、B连线的垂直平分线上的点，且PO＝ON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)，由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，关于小球C的v－t图像中，可能正确的是()解析在A、B连线的垂直平分线上，从无穷远处到O点电场强度先变大后变小，到O点变为零，若PO足够远，带负电的小球C受力沿垂直平分线，加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大，v－t图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性。如果PN足够远，选项B正确；如果PN很近，选项A正确。答案AB核心要点电场强度的常用计算方法[要点归纳]电场强度的求解方法虽有多种，但都可分为基本法和特殊法。1.基本法(1)利用定义式E＝求解。(2)利用点电荷电场强度的决定式E＝求解。2.特殊法(1)等效法：在保证效果相同的前提条件下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。(2)对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，将复杂的电场叠加计算问题大大简化。(3)填补法：采用填补法，将有缺口的带电圆环补全为完整圆环，或将半球面补全为完整球面，从而化难为易，事半功倍。(4)微元法：将带电体分成许多电荷元，每个电荷元都看成一个点电荷，先根据点电荷场强公式求每个电荷元场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。[试题案例][例2]均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处的点电荷产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A.B.－EC.－ED.＋E解析把半个带正电荷的球面等效为整个带正电荷的球面跟半个带负电荷球面叠加在一起整个带正电荷的球面在N点产生的场强E1＝k＝k，半个带负电荷的球面在N点产生的场强大小E2＝E，N点的场强EN＝E1－E2＝k－E，B正确。答案B[例3]如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP＝L，试求P点的场强。解析设想将圆环看成由n个小段组成，当n相当大时，每一小...