新课标高中物理(选修3-1)导与学.pdf

第1章静电场第1节 静电现象及其微观解释Y课标解读)-了解静电现象，知道使物体带电的三种方式:摩擦起 电、接触起电、感应起电。知道电荷守恒定律的内容。能用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。了解静电现象在生活和生产中的应用。Y知识精讲)-三点解析！知识点静电的产生使物体带电的三种方式：摩擦起电通过摩擦的方式使物体带电。接触起电通过与带电体接触的方式使物体带电。感应起电 通过静电感应使物体带电。知识点 原子结构与电荷守恒1.电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移 到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转 移的过程中，电荷的总量不变。2.利用原子结构对物体带电的解释使物体带电的过程实际上是物体得失电子的过程，原来 不带电的物体得到电子带负电，失去电子带正电。摩擦起电、接触起电、感应起电分别利用摩擦、接触、感应的方式，使物体 得到电子或失去电子，从而使物体带负电或带正电。知识点静电的应用与防护1.静电的应用激光打印、静电复印、静电除尘、静电喷雾等等。2.静电的防护防止静电产生危害的方法是及时把产生的电荷导走，油 罐车为防止静电引起爆炸用铁链导走电荷，印刷厂通过增加 空气湿度的方法导走纸间摩擦产生的电荷，等等。议一议：(1)塑料刻度尺摩擦头发后能够吸引轻小纸片 吗？分析一下原因好吗？(2)用绸子摩擦过的玻璃棒带正电,是因为玻璃棒上产生 了正电荷吗？(3)如何用带负电的物体使两个不带电的导体带上等量 异种电荷？聒李洁用解画一、夯实基础(独立做一做，你会利用上述知识点解决问题 吗？)例1如图1-1-1,有一带正电的 验电器，当一金属球A靠近验电器的 小球B(不接触)时，验电器的金箔张角 减小，则()A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电 C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电分析:验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电 荷，而同种电荷相排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷 的多少。而验电器的金箔张角减小，说明验电器的金箔带电 量减小，正电荷向B移动，说明A、B之间相互吸引。如果A球带负电,靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸 弓I,使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小,选项B正确，同时否定选项C。如果A球不带电，在靠近B球 时,发生静电感应现象使A球上电荷重新分布，靠近B球的端 面出现负的感应电荷，而背向B球的端面力现正的感应电荷,A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，因距 离的不同而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正 确，同时否定选项D。答案：A、B反思(1)同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。；(2)根据静电感应现象，带电物体可吸引不带电的轻!；少物体。J1高中物理（选修3-1）导与学（鲁科版）XIN KE BIAO变形如图1-1-2所示，原A 来不带电的绝缘金属导体M N,V J）O 在其两端下面都悬挂着金属验为二 电箔。若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看，到的现象是（）图1-1-2A.只有M端验电箔张开B.只有N端验电箔张开C.两端的验电箔都张开D.两端的验电箔都不张开答案：C*:、物理与生活（你稍微留心一下，就会发现生活中的很多 有趣的物理问题和物理现象。）例2住进一北方旅店的旅客对服务员说有好儿次在 旅店走廊内与人握手或者按电梯开关时，感到浑身一震，手臂 发麻，一定是旅店内有什么地方漏电。”服务员说:“请放心，本 店经过严格的检查,没有漏电现象。你能解释旅店遇到的情 况吗？分析:物体由于相互摩擦，可以带电，电荷积累到一定程 度时，就会放电。解答:北方的空气很干燥,人体与衣物由于相互摩擦而积 累了电荷，且人穿的皮鞋、走的地毯等与大地绝缘，积累的电 荷不能及时导入大地。当电荷在身上积累过多忖，与他人握 手或接近其他物体时，就会有放电现象发生，人就有了局部触 电的感觉。因为电荷积累有限，所以不会发生触电事故。反思摩擦是起电的一种方式，由于摩擦，一个物体中的原子；!失去电子带正电，一个物体得到电子带负电，电荷积累过多：；时，就会发生接触放电。变形以卜一关于静电现象的说法中，正确的是（）A.穿着化纤服装的人在晚上脱衣服时，常常会看见闪光 并伴有“僻啪”的声音，这是由于摩擦起电造成的现象B.摩擦起电产生的电压总是很低的，因此对人并不会造 成伤害C.脱化纤服装时，由于摩擦起电所产生的电压可能高达 几千伏以上D.脱化纤服装时，由于摩擦起电所产生的静电能量很微 小，通常不会造成伤害答案：A、C、D三、探究创新（放你想像的翅膀吧！）例3 1下列说法正确的是（）A.摩擦起电时产生电荷B.带等量异种电荷的两个物体接触后转变为不带电的 情况时，电荷消失C.自然界中带电体所带的电量都是元电荷的整数倍D.以上说法都不对分析:不管采取什么方法使物体带电，都是物体得失电子 的过程，物体失去电子带正电，得到电子带负电。根据电荷守 恒定律，所有认为电荷可以凭空产生或消失的说法都是错误 的，电荷带电量都是元电荷的整数倍，答案是C。答案：C反思对各种使物体起电的方法必须深刻理解，从本质上知：道使物体带电，实际上是电荷的转移。J变形下列说法正确的是（）A.摩擦起电和静电感应都是使物体的正负电荷分开，而 总电荷量并未变化B.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，是摩擦过程中硬橡 胶棒上的正电荷转移到了毛皮上C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，是摩擦过程中玻璃 棒得到了正电荷D.物体不带电，表明物体中没有电荷答案：AY课后题解J-1.解答:可以是A、B都带电，A、B带异种电荷相互吸引；也可以只有A或B带电，由于静电感应相互吸引。说明：该题答案并不唯一，可充分发表自己的看法，再请 同学或老师加以评价。同时可复习静电力的相互作用规律。2.解答:能。先将丝绸和玻璃棒相互摩擦过的地方充分 接触，然后再分别将两者用验电器检验是否带电。由于两者 带的是等量异种电荷，充分接触时，两者所带的电荷会被部分 或全部中和掉，从而使验电器的金属箔张开幅度减小或完全 闭合。3.解答:小球a向左摆动，接触金属球b后迅速弹开。当绝缘金属球b带上电荷后，由于静电感应，会使小球a 靠近b的一侧带上与b的电性相反的电荷，而远离a的一侧带 上与b的电性相同的电荷，虽然a的两侧所带的电荷电量相 同，但由于它们离球b的距离不一样，因此4b两球表现为相 互吸弓I.从而使小球a向左摆动。当两球接触后，整个a球带 上了与b球的电性相同的电荷，因而两球相互排斥。说明:本题要注意理解何为绝缘金属球，要与绝缘体相 区别。4.解答:如果让一个金属球带上正电荷，它的质量是减小 的，因为它失去了电子；如果让它带上负电荷，它的质量是增 加的，因为它得到了电子。说明：这样改变的质量非常小，在一般情况下可忽略 不计。5.解答：（1）由于静电感应。（2）可在传送带上镀银或增加空气湿度。说明：该题可以提出多种解决方案。也可以试着对另外 一些静电现象进行分析，去设计解决方法。2第1章静电场Y课堂演练）一、选择题i.把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来的带电情况不可能是（）A.其中一个带电B.两个小球分别带等量异种电荷C.两个小球分别带同种电荷D.两个小球分别带不等量异种电荷2.挂在绝缘细线下的两轻质 通草球，由于电荷的相互 作用或靠近，如图（a）所 示;或远离，如图（b）所示，则（）A.图（a）中两球一定带异（a）（b）种电荷（第2题）B.图（b）中两球一定带同种电荷 C.图（a）中至少有一个带电 D.图（b）中两球至少有一个带电3.干燥的天气里，在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发，越梳头发越蓬松，其主要原因是A.头发散失了水分后变得坚硬B.由于摩擦起电，头发带了同种电荷互相排斥C.由于太阳照射和摩擦产生的热使头发膨胀【）.由于梳子的机械分离作用使各根头发彼此分开4.有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们 都相互吸弓I,如图所 示。那么，下面的说法（第4题）甲丙 乙丙正确的是（）甲乙A.三个小球都带电B.只有一个小球带电C.有两个小球带同种电荷D.有两个小球带异种电荷5.两个形状大小完全相同的金属球A和B，如果A球带大量 的正电荷.B球带少量的负电荷，当A、B两球接触后再分B.甲、乙球都带负电C.甲球带负电，乙球带正电D.甲球带正电，乙球带负电7.在空气潮湿的情况下，已带正电的验电器金属箔片张角不 断减小，在这个过程中（）A.验电器上的电子数不断增加B.验电器上的电子数不断减小C.验电器上的电子数保持不变D.验电器上的质子数不断减小8.用带正电的物体去接触不带电的验电器，验电器的金属箔 片会张开,是因为验电器（）A.得到质子带正电 B.得到电子带负电C.失去电子带正电 D.失去质子带负电9.三个用丝线系住的泡沫塑料球，静飞-广下一止时如图所示，这三个球带电情况 肯定是（）A.甲、乙带电 B.乙、丙带电 甲乙 丙C.甲、丙带电D.三球均带电（第9题）二、解答题10.有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球,A带正电，B 和C不带电。讨论用什么办法能使：（1）B、C都带正电;（2）B、C都带负电;（3）B、C带等量异种电荷。11.悬吊在丝线上的泡沫塑料小球，用一带电体去靠近，会发 现小球先被吸弓I,与带电体接触后又立即被带电体推开。这是为什么？开，则A.A、B两球都不带电B.A、B两球带等量的正电荷 C.A、B两球带等量的负电荷 D.A球带正电荷,B球不带电6.如图所示，甲、乙、丙为三个半 径不同的金属球，甲、乙均不带 电,丙球带正电。现将甲、乙球 接触,丙球接近乙球（不接触）。先把甲、乙球分开，再移去丙 球，则A.甲、乙球都不带电12.小明在加油站看到一条醒目的标语严禁用塑料桶装运 汽油请你说出这种规定的道理。3高中物理（选修3-1）导与学（鲁科版）XIN KE BIAO13.运送汽油的汽车，在它的车尾总装有一根拖在地上的铁链 14.在潮湿的天气里，做摩擦起电或一些别的静电实验时不容条。这是为什么？易成功，主要原因是什么？第2节静电力库仑定律Y课标解读）-知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道库仑定律的内容。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样 性与统一性。能用库仑定律分析解决有关问题。Y知识精讲）-三点解析）知识点静电力与点电荷1.静电力同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。2.点电荷本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点 电荷。点电荷是类似于质点概念的理想模型。知识点库仑定律1.内容真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们 的电荷量Qi、Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成 反比，作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电 荷相吸。2.表达式F=呼式中上是静电力常量，k=9.0X10,N m2/C 议一议：（1）任何两个带电体间的作用力都可用库仑定律 求解吗？（2）点电荷是体积很小的电荷吗？（3）两个不等量的带电球接触以后再分开放回原处.相互 作用力如何变化？1话磊用解题）.、夯实基础（独立做一做.你会利用上述知识点解决问题 吗？）例真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球A 和B（A、B均可看做点电荷），分别固定在两处,两球间静电力 为F。用一个不带电的同样的金属小球C先和A接触,再与 B接触，然后移去C,则A、B球间的静电力应为多大？若再使 A、B间距增大1倍，则它们的静电力又为多大？分析:先根据“两个等大的金属小球接触后，电荷中和均 分”求出小球的带电量，再根据库仑定律求两个电荷间的静电力。解答:设A、B两球的电量分别为q、一q,相距r,那么f=j4F是引力。用球C接触球A后，A、C带电均为冷；再用球C与球B 接触后，电荷又重新平均分配，有q 卬（2 q尸 4移去球C,A、B间的静电力为F仍为引力。再把A、B间距从r增大到2r,静电力为十4Cl_2_ 4 _LPF-k（2r）2-32FF仍为引力。反思在本题中.若球C继续与A接触又与B接触，可以发:现，接触次数越多，A、B所带电量越少，最终A、B、C三个；小球带电都趋于零。一般的，两相同的金属小球分别带电：q、中，利用第三个相同的金属小球来回与它们接触无限多；次后，三个小球所带电量趋于相等，即q=印=q/=（q.，+%）/3。4第1章静电场变形半径相同的两个金属小球A、B带有电量相等的 电荷，相隔一定距离，两球之间相互作用力是F，今用第三个 半径相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开，这时 A、B之间相互作用力的大小是（）A.3 F B.!F C.f F D.f F答案：A、C.二、物理与生活（你稍微留心一下，就会发现生活中很多有 趣的物理问题和物理现象。）例2三个电量相同的正电荷Q,放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置多大的电 荷，才能使作用于每个电荷上的合力 为零？分析：两电荷间的作用力，可根B 据库仑定律求得;库仑力的合成遵循平行四边形定则；物体受三个力，合 图INl力为零，任意两个力的合力与第三个力等大反向。解答:设等边三角形边长为1,在ABC中0为中心，A0 为r,则=近1c os30 3由题意可知,A电荷对B电荷的作用力和C电荷对B电 荷的作用力的合力Fb与q电荷对B电荷的作用力Fb 为一 对平衡力，其中而因为即（3 1）2Fb=2Fabcos30=2 k牛乎=电 k牛Fb=Fb晔=k-亭）2-q所以应在三角形中心处放置负电荷，它所带电量为学Q。反思对于处于静止或匀速直线运动状态的带电体,合力为，零，受力分析并根据平行四边形定则或正交分解列平衡方|，程即可求未知量。注意同种电荷相斥，异种电荷相吸。对；|于不平衡的带电体，根据牛顿第二定律求解。变形相距1的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和 一Q,要引入第三个点电荷C,使三个点电荷在库仑力作用下 都处于平衡状态，求电荷C的电量和放置的位置。答案：电荷C应放在A、B两点确定的直线上B点的右 侧，距B点1处，带电量为+4 Q。三、探究创新（放飞你想像的翅膀吧!）例3如图1-2-2所示，真空、/中有两根绝缘细棒组成V字形装一:（-f%-置，处于竖直平面内，棒上各穿一 ,/个质量为m的小球，球可沿棒无 ；/摩擦地滑下，两球都带+Q的电荷量，现让两小球从同一高度由静止/题/开始滑下。问两球相距多远时速 明.。度最大。分析:随着小球的F滑,两球间距变小，两 1球间的库仑力不断增大,小球运动的加速度不 断减小，当球的加速度为零时，球的速度最大。?一解答：小球受力如图2-3所示，当 飞 m geos环Fsina时，速度达最大。mg由库仑力公式有F=k?图2 T由上边两式解得i=弊手反思库仑力随带电体间距离改变而变化，库仑力变化，会导；!致带电体的加速度变化，从而引起带电体运动状态的改变；解题时，注意受力分析,判断合外力的变化。变形宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q,表面无大气。在一次实验中，宇航员 将-带电一q（/Q）的粉尘置于离该星球表面h高处,该粉尘 恰处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h 处，无初速释放，则此带电粉尘将（）A.向星球球心方向飞向太空B.仍处于悬浮状态C.沿星球自转的线速度方向飞向太空D.向星球球心方向下落答案：BY课后题解J-1.解答：由库仑定律得，它们之间的静电力变为3F；由库 仑定律得，它们之间的静电力变为 F。2.解答:氢原子核对核外电子的静电引力提供电子做匀 速圆周运动的向心力。静电力大小 F=k号由匀速圆周运动规律得F=m+所以k?=m*从上式可得，速率v=e所以周期v e 7 k5高中物理（选修3-1）导与学（鲁科版）XIN KE BIAO3.解答:如图所示，对右边小球进行受力 分析，它受重力G、静电力R和细线拉力F2。由三力平衡知识可得Fi=Gt an=l.75 X10 N由几何关系可得两球间距r=2 k in5=5.23X102 m由库仑定律表达式可得2Fi=k 47 r 所以，每个小球的电荷量G=5.23X10T 义庭需 C=7.29X10 9 C4.解答:设原点处的小球为q,x轴正方向0.30 m位置 的小球为甲，另一个小球为中。先运用库仑定律求得4对q的作用力Fz i和4对q的 作用力F31,然后进行矢量叠加。件皿=9.0X109X3110X 10aM=3.0X10f N=9.0X109X=1.35 X10-5 N根据右图，q受到的合静电力为F=1（3.0X10-6+（1.35 X1OT y n5.0X10-XB.OXIC T O.3O2=1.4X10-5 n又因为F21和F31为一对平衡力，即 F21=F31由库仑定律得 k*=k八严x r所以第三个小球应带负电荷，电荷量为一磊Q，放在前两个球中间，且距电荷量为Q的小球。说明：通过该题体会定性分析在定量解题中的作用。当 然，本题也可以先假设位置、电荷量，再解方程讨论。Y课堂演练+-一、选择题i.关于库仑定律，下列说法正确的是（）A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的 球体B.根据尸=1 F。/25八 1 25 X10-5 r 1an”3.0X10-6=4 查表知，Q77.5，即F与x轴负方向成77.5 角。5.解答:没有引入第三个小球前，两球之间存在斥力F21C.F=lOOFoD.F,由于静电斥力使弹p-Io-/一|簧伸长了 1,如图所示。如果两球的电量均减为原来的一半，（第8题）那么，弹簧比原长伸长了（）A.B.小于寸 C.大于3 1）力9.如图所示，用两根丝线挂着两个质量相同的小球行经M、N,此时上下丝线的受力分别为Tu和Tn,如 果使M球带正电，N球带负电，上下线受到的力 9M 分别为T/、T,则（）A.TmTn/6 nC.Tm=Tm z I）.Tn（第12题）C.mi 一定小于m2D.im所受的电场力一定大于m2所受的电场力13.已经证实，中子内有一个电荷量为+才e的上夸克和两个电荷量为一方e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周，如图所示。图中给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受的静电力的是（）14.如图滞电小球A、B的电荷分别为/Q,、Qb.0A=0B,都用长1的丝线悬 加 挂在。点。静止时A、B相距为d。I 为使平衡时AB间距离减为d/2,可|采用以下哪些方法？（）!A.将小球A、B的质量都增加到原来 I d 的2倍B.只将小球B的质量增加到原来的/A8倍（第14题）C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小 球B的质量增加到原来的2倍二、填空题15.如图所示，在绝缘的光滑水平 面上固定着等质量的三个带电 小球（可视为质点），A、B、C三小球排成,条直线，若只释放（第15题）A球，则释放A球的瞬间它的加速度为1 m/，方向向左;若只释放C球，则C的瞬间 加速度为2 m/s，方向向右。现同时释放三球，则释放瞬 间B球的加速度大小为-m/s2，方向-o16.两个电荷量大小相等的点电荷，在真空中相距1 m时，相互吸引力为。.1 N,则它们的电荷量分别是Qi=C,Q2=C；将它们相碰一下再放到相 距1 m远处,它们的相互作用力为_。17.两个完全相同的带电小球，质量均为m L 隹 带有等量同种电荷,用两根长度相同的绝 AA/缘细线悬挂于同一点（如图所示），静止后/两条细线张角为2仇若细线长度为1,两个/小球所带电量大小均为 悬线张（第17题）力大小为-。7高中物理（选修3-1）导与学（鲁科版）XIN KE BIAO三、解答题18.真空中有两个点电荷，其中邛=5X 10t c,年=-2X10 2 C,它们相距15 c m.现引入第三个点电荷，则它们 各自处在何处才能使三个点电荷都处于静止状态？20.一个挂在丝线卜一端的带正电的小球B.静止在图示位置。若固定的带正电的小球A电量为Q,B球的质量为m，带 电量为q,30,A和B在同一水平线上,整个装置处于 真空中，求A、B两球之间的距离。19.A、B、C是三个完全相同且带有绝缘棒的金属小球，已知其 中一个带电，如果A球先后与B、C球相接触，再把A、C球 放在距离为r的两位置上，测得它们之间的库仑力为Fi；设法使三个球恢复初始状态，然后用C球先后和B、A球相 接触,再把A、C球放在距离为r的两位置上，此时两球间 的库仑力仅为Fi/4。由此，可判断原先哪个球带有电荷？（第20题）第3节 电场及其描述Y课标解读）-了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。知道电场强度的定义式，能推导点电荷电场的场强大 小的表达式。知道电场强度是矢量，能确定电场强度的方向。会用电场线描述电场，知道孤立的点电荷、等量异种 电荷、等量同种电荷的电场和匀强电场等常见电场的电场线 形状和分别情况。Y知识精讲）-三点解析）知识点电场及电场力1.电场电荷在其周围产生电场，电荷间的相互作用力是通过电 场产生的。电场是客观存在的一种物质。电场的特点是对放 入其中的电荷产生力的作用。2.电场力电场力就是电场对电荷的作用力。知识点电场强度1.定义把放入电场中某点的电荷受到的电场力与它的电荷量的 比值，叫做电场强度。2.表达式3.对电场强度的理解电场强度是矢量，规定电场中某点电场强度的方向跟正 电荷在该点所受电场力的方向相同，负电荷受电场力的方向 与电场强度的方向相反。知识点 点电荷的电场与匀强电场1.点电荷电场的场强大小的表达式2.E=上与E=k号比较 q re=是电场强度的定义式，适用于任何电场，电场强度 q与式中的F、q无关出=k半是真空中点电荷场强大小的决定 式，仅适用于真空中点电荷产生的电场，电场强度与场源电荷 Q成正比，与到场源电荷的距离的平方r成反比。3.匀强电场匀强电场中的电场强度大小处处相等，方向处处相同。两块大小相等、相互正对、靠得很近、分别带等量异种电荷的 金属板之间的电场是匀强电场。8第1章静电场知识点电场线电场线是为了形象地描述电场而假想的线，电场中实际 并不存在电场线。电场线的特点：(1)电场线从正电荷(或无穷远处)出发，到负电荷(或无 穷远处)终止。(2)电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线密的地方 电场强度大，电场线疏的地方电场强度小。(3)电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。议一议：(1)电场中某点的电场强度与放入的试探电荷的 受力大小成正比，当拿走试探电荷后，该处的场强变为零吗？(2)电场中某点放入正电荷，电场力向右;放入负电荷，电 场力向左，说明电场的方向发生了改变,你认为如何？(3)电场线是实际存在的线吗？(4)场强大小处处相等的电场是匀强电场吗？1S厚洁用解题)一一、分实基础(独立做一做，你会利用上述知识点解决问题 吗？)例1电场中有一点P,下列说法正确的有()A.若放在P点的电荷的电量减半，则P点的场强减半B.若P点没有试探电荷，则P点场强为零C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力 越大D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向分析:为了知道电场中某点的场强，我们可以把一个试探 电荷放于该点，其受到的电场力F与自身电量q的比值可反 映该点电场的强弱，但这个比值对这点来讲是个定值，即该 点的场强由电场本身决定，与试探电荷大小、正负、有无都无 关系.另外，规定正电荷在某处所受力的方向为电场方向。解答:因为场强由电场本身决定，与试探电荷大小、正负、有无都无关系，所以A、B选项错误。选项C考查电场力公式 F=qE,当q-定时，E越大，F就越大,C选项正确。规定正 电荷在某处所受力的方向为电场方向，选项D没有明确是正 电荷，若是负电荷，其受力方向与场强方向相反)错。正确 答案是C。A.当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷 时，该点场强方向向左B.只有在该点放入电荷时,该点才有场强C.该点场强方向一定向右D.以上说法均不正确答案：C二、物理与生活(你稍微留心一下，就会发现生活中的很多 有趣的物理问题和物理现象。)例2 关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系正确的卜列说法，正确的是()A.带电粒子在电场中运动，如只受电场力作用，其加速 度方向一定与电场线方向相同B.带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合C.带电粒子只受电场力作用，由静止开始运动，其运动 轨迹一定与电场线重合D.带电粒子只受电场力作用，其运动轨迹可能与电场线 重合分析：电荷的运动轨迹和电场线是两个完全不同的概念。轨迹的切线方向为速度方向，电场线的切线方向为场强方向，而正电荷的受力方向跟场强同向，负电荷的受力方向跟场强 反向，当运动方向与粒子受力方向在一条直线上时，粒子只能 做直线运动，运动方向与受力方向有定夹角时，粒子做曲线 运动。另外，电场线有直线、曲线之分。解析:粒子只受电场力的作用，加速度与电场力同向.即 正电荷与电场线同向，负电荷反向，A错;如果电场线是曲线，轨迹一定不可能与电场线重合，若重合，速度方向与电场力的 方向就在一条线上了，粒子也就不可能做曲线运动，所以B、C 错；当电场线为直线，粒子初速度为零或初速度方向与电场线 在一条直线上时，只在电场力的作用下其运动轨迹才与电场 线重合，所以D选项正确。反思粒子的运动轨迹由初速度方向和所受合力方向两者决;定，速度方向同粒子受力方向同向时，粒子做加速直线运I 动;速度方向同粒子受力方向反向时，做减速直线运动;速:度方向同粒子受力方向有不为零的夹角时，粒子做曲线运I 动,轨迹夹在速度和力的方向之间晌力的方向弯曲。反思电场强度是描述电场本身性质的物理量，与试探电荷：的电量、电性无关。E=上是电场的定义式,只是在客观上1 q;反映空间某点场强的强弱，场的强弱、方向跟是否放入电荷：无关。变形当电场中某点放入正电荷时受到的电场力向右；放入负电荷时它受到的电场力向左，下列说法正确的是()变形 如图1-3-1所示，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力 作用下(不计重力)，一带电粒子径迹如 图中虚线所示，以下判断正确的是()A.A、B两点相比较,A点场强小B.粒子在A点时加速度大C.粒子带正电D.因粒子运动方向不确定,无法判断粒子的电性 答案：A9高中物理（选修3-1）导与学（鲁科版）XIN KE BIAO三、探究创新（放飞你想像的翅膀吧!）例3如图1-3-2所示，A为。带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为 八m、电量为q的小球，小球用绝缘丝线悬挂于0点，小球受水平向右的电场力，偏转6角而静止。试求小球忖 所在处的电场强度。分析:带电小球在电场中受电场力，静止和匀速直线运动遵循平 图1-3-2 衡条件;某个状态的合外力遵循牛顿定律。解析：分析小球的受力如图-3-3所示。由平衡条件得F电=mgt anJ 所以，小球所在处的电场强度,c F m gt an Qb一 一q q小球带正电荷，因此电场强度方向水平向右。国1-3反思学生常出的错误是，据库仑定律求小球受到的电场力 F=k%,得P点的场强为E=%。要注意带电金属板A 不能当成点电荷。电场强度是矢量，不仅要求出大小，还要明确方向。变形I如图1-3-4-带电小球用丝 心片线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球 一 e静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做 （）图 1-3-4A.自由落体运动B.曲线运动C.沿着悬线的延长线做匀加速运动I）.变加速直线运动答案：CY课后题解-i.解答：e=q3 9X107 M/r-4.0X1（）9 N/C=-7.5 X10 N/C所以，该处电场强度大小为7.5 X10 N/C,方向水平 向左。如果把这个点电荷移走，该处的电场强度大小仍为7.5 X&1ON/C。说明:通过该题应明确电场强度与试探电荷的有无没有 关系。2.解答：电子受重力G=m g,电场力F=qE。因为qE=m g,得c m g 9.1 XI。”X 10.r v a.E=T=1.60X1。N/C=5.7X10 N/C所以,该处电场强度大小为5.7X10-N/C，方向竖直向下。3.解答：电场中没有画电场线的地方，电场强度不一定为 零。因为电场线是为了形象描述电场而假想的线，电场线应充 满整个电场区域，并不是说没有画电场线的地方就没有电场。4.解答：电场中任何两条电场线都不相交。根据电场线的定义，电场中某点电场线的切线方向就是 该点的场强方向，如果两条电场线相交，则在交点处将出现两 个切线方向，即两个场强方向，这是不可能的。5.解答:不是。电场线是为形象地表示电场方向而引入的曲线，曲线上 任意一点的场强方向就在该点的切线方向上。正电荷（负电 荷）在该点所受的电场力的方向与该点的场强方向相同（相 反）。而电荷运动的轨迹不但与受力情况有关，而且与初速度 有关,即使受力情况相同，初速度不同，运动轨迹也不同。因 此，电场线与运动轨迹是两回事。只有当电场线是直线，且带 电粒子初始速度为零或者初速度方向在这条直线上时，运动 轨迹才和电场线重合，这是一种特殊情况。Y课堂演练）-一、选择题i.下面关于电场的叙述正确的是（）A.两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引 起的B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.只要有电荷存在，其周围就存在电场D.A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷 的作用2.关于电场强度和电场力的下列说法正确的是（）A.电场强度和电场力都是反映电场本身的一种物理性质 B.电场强度反映了电场本身的一种物理性质，其大小由放入电场中的电荷受到的电场力大小而定C.电场中某一点的电场强度反映了电场本身的一种物理 性质，其大小与放入电场中的电荷无关D.电荷在电场中某点受电场力的大小与电场强度的大小、电荷量的大小都有关3.关于电场强度的两个表达式E=上和E=里的下列叙述，q r正确的是（）A.E=上是场强的定义式，F是放入电场中的电荷所受的 q力，q是产生电场的电荷的电荷量B.E=上是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所 q受的电场力沟是放入电场中的电荷的电荷量c.E=%是真空中点电荷场强的计算公式.Q是产生电场10第1章静电场的电荷的电荷量D.E=（适用于任何电场；而E=塔只适用于点电荷Q2 产生的电场4.下列说法正确的是（）A.在一个以点电荷为中心、r为半径的球面上，各处的电 场强度都相同B.E=k Q/$仅适用于真空中点电荷形成的电场C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷所受电场力的 方向D.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关5.在电场中某点放一试探电荷，其电量为q,试探电荷受到的 电场力为F,则该点电场强度为E=F/q。那么，下列说法 正确的是（）A.若移去试探电荷q,该点的电场强度就变为零B.若在该点放一个电量为2q的试探电荷,该点的场强就 变为E/2C.若在该点放个电量为-2q的试探电荷,则该点场强大 小仍为E,但电场强度的方向变为与原来相反的方向D.若在该点放一个电量为一寸的试探电荷，则该点的场强 大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的场强方向6.关于电场线的下列说法，正确的是（）A.电场线的方向，就是电荷受力的方向B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D.静电场的电场线不可能是闭合的7.如图所示，带箭头的直线是某一电场中的4 g 一条电场线，在这条线上有A、B两点，用一 Ea、Eb表示A、B两处的场强，则（）（第7题）A.A、B两处的场强方向相同B.A、B在一条电场上，且电场线是直线，故Ea=EbC.电场线从A指向B，所以EaEbD.不知A、B附近电场线的分布情况，Ea、Eb的大小关系 不能确定8.四种电场的电场线如图所示。一正电荷q仅在电场力作用 下由M点向N点做加速运动，且加速度越来越大。则该 电荷所在的电场是图中的（）A BCD9.一个电场中eub、c、d四点分别引入 尸 试探电荷时，测得试探电荷所受电/b场力与电量间的函数关系图象如图-所示。那么，下列说法正确的是 c/A.该电场是匀强电场（第9题）B.这四点场强的大小关系是E dE aEhEc C.这四点场强的大小关系是EaE b EcE d D.无法比较这四点场强大小关系10.在匀强电场中，有一质量为m、带电量为q的带O 电小球静止在0点，然后从0点自由释放，其 A 运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为 A。，如图所示。那么关于匀强电场的场强大小的 下列说法，正确的是（）A.唯一值是3m B.最大值是正加止（第10题）q qc.最小值是m3e D.不可能是msq q二、填空题11.真空中的两个点电荷A、B相距20 c m,A带正电.Qa=4.0X10 Co 已知 A 对 B 的吸引力 F=5.4X108 N,则B在A处产生的场强的大小是 N/C,方向;A在B处产生的场强大小是 N/C，方向-,12.在点电荷Q形成的电场中，已测出A q ABC 点场强为100 N/C,C点场强为36-N/C,B点为A、C两点连线的中点，（第12题）如图所示。那么，B点的场强为 _N/Co13.如图所示为某区域的电场线，把一个带负电的点电荷q放 在点A或B时，在 点受的电场力大，方向为（第13题）（第14题）14.如图所示,质量为m、电荷量为q的带正电小球以初速V。沿光滑绝缘的斜面从A点向B点运动，匀强电场的方向 向上，要使小球能通过B点，则匀强电场的场强E应满足 的条件是 小球通过B点时速度的最小值是三、解答题15.如图，A、B两小球带等量同种电荷，A固定在竖直放置的10 c m长的绝缘支杆上,B平衡于光滑的绝缘斜面上与A 等高处，斜面倾角为30,B的质 A B量为52 g,求B的带电量。|）77777777777777（第15题）11高中物理(选修3-1)导与学(鲁科版)XIN KE BIAO16.在如图匀强电场中，有-轻质棒AB,A点固定在一个可 以转动的轴上,B端固定有一个大小可忽略、质量为m、带 电量为Q的小球，当棒静止后与竖直方向的夹角为仇求 匀强电场的场强。-4-.-(第16题)17.如图，一个带正电的微粒从A点_B_射入水平方向的匀强电场中，微/粒沿直线A B运动，A B与电场线夹角9=30，已知带电微粒的 7质量 m=1.0 X KT?k g,电量-一q=l.0X10 1 C,A、B 相距 1=“(第17题)NO c m o(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由。(2)求电场强度的大小和方向。(3)要使微粒从A点运动到B点.微粒射入电场时的最 小速度是多少？(取g=10 m/s2，结果保留2位有效数字)第4节电场中的导体Y课标解读)-知道电场强度的叠加遵循平行四边形定则。了解静电平衡的概念。了解静电屏蔽.知道静电屏蔽的应用。Y知识精讲)-三点解析知识点场强叠加原理若有几个点电荷同时存在,它们产生的电场中任一点的 电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电场强度的矢 量和，这个结论叫做场强的叠加原理。场强的叠加遵循平行四边形定则。知识点 静电平衡与静电屏蔽i.静电平衡导体中没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡。处于静 电平衡的导体内部场强为零。2.静电屏蔽中空导体达到静电平衡时，内部场强为零，使得内部空间 不受外部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。接地的中空 导体也可以将导体内部的电荷产生的电场屏蔽住，使其对外&部不产生影响。议一议：(1)从等量同种电荷连线中点沿着中垂线移动到 无穷远处，电场强度如何变化？等量异种电荷呢？12(2)放在密封性很好的金属盒内的手机，能接受到信号 吗？放在纸盒内情况如何？不妨做一做，验证一下你的猜想 是否正确。否用解题”一、夯实基础(独立做一做，你会利用上述知识点解决问题 吗？)例在真空中有两个点电荷-D A邛和印，分别位于A和B,A、B相距20 c m,q 为 4X10-8，中为一8 X 图10-8 C。则(1)在AB连线上A的外侧离A 20 c m处的D点场强大 小、方向如何？(2)能否在D点处引入一个带负电荷的一q,通过求出-q&D处受合电场力，然后根据E=上求出D处的场强大 q小和方向？分析J为强是矢量，根据E=k*求出每个电荷在D点产 生的电场强度的大小，判断出每个电荷的场强方向，然后根据 平行四边形矢量叠加即可。解答：(1)q在D点产生的场强E i=k =9X109X4 N/C=9X103 N/C方向向右。中在D点产生的场强E2=k-=9X109Xny1J N/C=4.5 X103 N/C第1章静电场方向向左。D 点的合场强