高中物理老教材讲义:第1章 专题强化2 电场力的性质.pdfVIP

高中物理老教材讲义:第1章 专题强化2 电场力的性质.pdf

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专题强化2电场力的性质

[学习目标]1.会分析两等量同号电荷和两等量异号电荷的电场分布.2.会由粒子的运动轨迹

分析带电粒子的受力方向和所在处的电场方向.3.会解答库仑力作用下带电体的平衡问题和加

速问题.

一、两等量点电荷周围的电场

1.等量同号点电荷的电场(电场线分布如图1)

(1)两点电荷连线上,中点O处场强为零,向两侧场强逐渐增大.

(2)两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远,场强先变大后变小.

(3)关于中心点O对称的点,场强等大反向.

图1图2

2.等量异号点电荷的电场(电场线分布如图2)

(1)两点电荷连线上,沿电场线方向场强先变小再变大,中点处场强最小.

(2)两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同,总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧.沿

中垂线从中点到无限远处,场强一直减小,中点处场强最大.

(3)关于中心点对称的点,场强等大同向.

例1如图3所示,a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d

是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所

受的电场力分别为F、F、F,则下列说法中正确的是()

dce

图3

A.F、F、F的方向都是水平向右

dce

B.F、F的方向水平向右,F的方向竖直向上

dce

C.F、F的方向水平向右,F=0

dec

D.F、F、F的大小都相等

dce

答案A

解析根据场强叠加原理,d、c、e三点场强方向都是水平向右,正点电荷在各点所受电场

力方向与场强方向相同,故A正确,B、C错误;两点电荷连线上场强由a到b先减小后增大,

中垂线上由c到无穷远处逐渐减小,因此c点场强是两点电荷连线上最小的(但不为0),是中

垂线上最大的,故FFF,故D错误.

dce

针对训练1两个带等量正电荷的点电荷如图4所示,O点为两电荷连线的中点,a点在连线

的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,关于电子的运动,下列说法正确的是()

图4

A.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大

B.电子在从a点向O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大

C.电子运动到O点时,加速度为零,速度最大

D.电子通过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零

答案C

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,沿中垂线从O点向

无穷远处场强先变大,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,电子在从a点向O点运动的过程中,当a点在最大场强点的上方时,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,当到达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,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点与最大场强点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.

二、电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析

1.带电粒子做曲线运动时,合力指向轨迹曲线的内侧,速度方向沿轨迹的切线方向.

2.分析方法:由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向;由电场力和电场线的方向可

判断带电粒子所带电荷的正负;由电场线的疏密程度可确定电场力的大小,再根据牛顿第二

定律F=ma可判断带电粒子加速度的大小.

例2如图5所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场

线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如

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