2020-2021学年第九章 静电场及其应用综合与测试复习课件ppt

这是一份2020-2021学年第九章 静电场及其应用综合与测试复习课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了思维脉图构建，摩擦起电，接触起电，静电感应，核心考点突破等内容，欢迎下载使用。

核心速填①_________　②_________　③ 　④　 ⑤_________
一、三个自由点电荷的平衡问题【典例】如图所示,两个点电荷,电荷量分别为q1=4×10-9 C和q2=-9×10-9 C,两者分别固定在相距20 cm的a、b两点上,有一个点电荷q放在a、b所在直线上,且静止不动,该点电荷所处的位置是何处(　　)A.a的左侧40 cm　　　　　　B.a、b的中点C.b的右侧40 cm　 D.无法确定
【解析】选A。根据平衡条件,它应在q1点电荷的左侧,设距q1距离为x,有 ,将q1=4×10-9 C,q2=-9×10-9 C代入,解得x=40 cm,故选项A正确。
【方法技巧】三个自由点电荷共线平衡特点:两同夹异——正负电荷相互间隔;两大夹小——中间电荷电量最小;近小远大——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
【素养训练】如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上,q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍,每个点电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为(　　)A.(-9)∶4∶(-36)　　　B.9∶4∶36C.(-3)∶2∶(-6)　　　D.3∶2∶6
【解析】选A。每个点电荷所受静电力的合力为零,由口诀“三点共线,两大夹小,两同夹异”,可排除B、D选项,考虑q2的平衡:由r12∶r23=1∶2,据库仑定律得q3=4q1;考虑q1的平衡:r12∶r13=1∶3,同理得q3=9q2,即q2= q3= q1,故q1∶q2∶q3=1∶ ∶4=9∶4∶36。考虑电性后应为(-9)∶4∶(-36)或9∶(-4)∶36。故只有A正确。
二、静电力作用下的平衡问题【典例】如图所示,把电荷量为-q的小球A用绝缘细线悬起。若将带电荷量为+q的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度且相距r时,两小球均处于静止状态,细线与竖直方向成α角。A、B两球均可视为点电荷,静电力常量为k,则小球A的质量为(　　)
【解析】选B。对小球A受力分析,库仑力F= ,小球A静止,处于平衡状态,将拉力T沿水平和竖直方向分解,在水平方向上,Tsin α=F,在竖直方向上,Tcsα=mg,联立可得m= ,选项B正确。
【方法技巧】静电力作用下平衡问题的求解方法静电力跟重力、弹力、摩擦力一样,都是性质力,受力分析时应包括静电力。正确判断静电力的大小和方向后,即可将题目转化为力学问题,然后根据力学知识进行求解。
【素养训练】(多选)如图,可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电,B球固定,其正下方的A球静止在绝缘的斜面上,则A球受力情况可能是(　　)A.只受重力和库仑力B.受重力、库仑力、支持力、摩擦力、下滑力C.受重力、库仑力、支持力、摩擦力D.受重力、库仑力、支持力
【解析】选A、C。若A球所受重力和B球对它的库仑力恰好相等,则可以满足受力平衡的条件,所以A球可能只受重力和库仑力;若A球所受向上的库仑力小于重力,则A球对斜面有压力,会受到斜面的支持力,若要处于平衡状态,必须还要受到沿斜面向上的摩擦力,所以A球有可能受重力、库仑力、支持力、摩擦力四个力的作用,选项A、C正确,B、D错误。
三、静电力与力学规律的综合应用【典例】电荷量为q=1×10-4 C的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E的大小与时间t的关系以及物块速度v与时间t的关系分别如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物块的质量m;(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ。
【解析】(1)由v-t图像可知,前2 s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有qE1-μmg=ma2 s后物块做匀速直线运动,由平衡条件有qE2=μmg联立得q(E1-E2)=ma由E-t图像和v-t图像可得E1=3×104 N/C,E2=2×104 N/C,a=1 m/s2代入数据可解得m=1 kg。(2)μ= =0.2。答案:(1)1 kg　(2)0.2
【方法技巧】处理静电场中力与运动问题的解题步骤(1)根据牛顿运动定律,再结合运动学公式、运动的合成与分解等运动学知识即可解决问题。(2)与力学问题分析方法完全相同,在进行受力分析时不要漏掉静电力。
【素养训练】　(多选)在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从物体A的上方经过,若此过程中物体A始终保持静止,A、B两物体可视为点电荷,则下列说法正确的是(　　)A.物体A受到的地面的支持力先增大后减小B.物体A受到的地面的支持力保持不变C.物体A受到的地面的摩擦力先减小后增大D.库仑力对物体B先做正功后做负功
【解析】选A、C。在圆弧上各点B所受的库仑力始终沿半径方向,与速度方向始终垂直,故物体B沿圆弧从P到Q的过程中,库仑力不做功,D错。A、B两物体间的库仑力大小不变,但物体B沿圆弧从P到Q过程中,物体A受物体B的库仑力方向先是指向右下方,再转为指向正下方,最后指向左下方,故物体A受到地面的支持力先增大后减小,受到地面的摩擦力先减小后增大,在所受库仑力方向为指向正下方时,物体A受到地面的支持力最大,摩擦力最小,A、C正确,B错误。
【补偿训练】(多选)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左。不计空气阻力,则小球(　　)A.做直线运动B.做曲线运动C.速率先减小后增大D.速率先增大后减小
【解析】选B、C。由题意知,小球受重力、电场力作用,合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角,故小球做曲线运动,所以A项错误,B项正确;在运动的过程中合外力先做负功后做正功,所以C项正确,D项错误。
四、电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析 【典例】(多选)图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,根据此图可做出正确判断的是(　　)A.带电粒子所带电荷的符号B.电场强度的方向C.带电粒子在a、b两点的受力方向D.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【解析】选C、D。由轨迹的弯曲情况可知,电场力应沿电场线向左,但因不知电场线的方向,故带电粒子所带电荷的符号不能确定。由电场线的疏密程度知a点电场强度大于b点电场强度,带电粒子在a点所受电场力较大,从而在a点时加速度较大,综上所述C、D正确。
【方法技巧】分析运动轨迹类问题的技巧(1)由轨迹的弯曲方向确定粒子所受合外力的方向,由电场线的疏密程度确定静电力的大小,进而确定合外力的大小。(2)速度或动能的变化要根据合外力做功情况来判断,当静电力恰为合外力时,静电力做正功,速度或动能增加,静电力做负功,速度或动能减少。
【素养训练】　如图1所示,A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速度为零的电子,电子仅在静电力的作用下,从A点运动到B点,其速度随时间变化的规律如图2所示。则(　　)A.电子在A、B两点受到的静电力满足FAEBC.场强方向为由A指向BD.电场线的方向一定是由A指向B