第一章　专题强化2　静电场中力的性质（课件 学案 练习，共3份）粤教版（2019）必修 第三册

专题强化2　静电场中力的性质 [学习目标]　1.学会利用几种特殊方法求解非点电荷的电场强度(重难点)。 2.学会分析电场线与带电粒子运动轨迹结合的问题(重点)。3.学会分析电场中的动力学问题(难点)。 一、电场强度的求解 在一般情况下可由公式E＝、E＝k等计算电场强度，但在求解带电圆环、带电直杆、带电平面等特殊带电体产生电场的电场强度或多个带电体所产生电场的电场强度时，上述公式无法直接应用，这时需转换思维角度，灵活运用对称法、补偿法、微元法、等效法等巧妙方法，可以化难为易。 类型1　对称法 例1　如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　) A．k B．k C．k D．k 对称法实际上就是根据某些物理现象、物理规律、物理过程或几何图形的对称性进行解题的一种方法。在静电场中，当电荷的分布具有对称性时，应用对称性解题可将复杂问题简化。 类型2　补偿法 例2　(2023·深圳市高二期中)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产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心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.－E B. C.－E D.＋E 理论上已经证明：电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场强度为零，在球外产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，当题给条件建立的模型不是一个完整的模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，组成一个完整的新模型。这样，求解原模型的问题就变为求解新模型与补充条件的差值问题。如采用补偿法将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而将问题化难为易。 类型3　微元法 例3　如图甲所示，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，静电力常量为k，求P点的电场强度大小时： 　 设想将圆环看成由n个相同的小段组成，当n相当大时，每一小段都可以看成一个点电荷，其所带电荷量Q′＝_____，由点电荷电场强度公式可求得每一小段带电体在P点产生的电场强度大小E＝_____，如图乙中所示，E垂直于中心轴的分量Ey相互抵消，而沿轴方向的分量Ex之和即为带电圆环在P点的电场强度EP，即EP＝_____。 当一个带电体的体积较大，已不能视为点电荷时，求这个带电体产生的电场在某处的电场强度时，可用微元的思想把带电体分成很多小块，每块都可以看成点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算。 二、电场线与带电粒子的运动轨迹结合的问题 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。 若实线为电场线，虚线为带电粒子的运动轨迹，带电粒子只受电场力的作用从A点向B点运动。回答以下问题： (1)画出粒子在A点的运动方向和加速度方向； (2)判断粒子的电性； (3)判断粒子从A到B过程中，加速度大小的变化情况； (4)判断粒子从A到B过程中，速度大小的变化情况。 例4　如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像是(　　) 三、电场中的动力学问题 1．带电体在多个力作用下处于平衡状态，带电体所受合外力为零，因此可用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。 2．带电体在电场中的加速问题与力学问题分析方法完全相同，仍然满足牛顿第二定律，在进行受力分析时不要漏掉电场力。 例5　(2023·珠海市高二期末)如图所示，一带电量为＋q、质量为m的小物块，处于倾角为37°足够长的光滑绝缘斜面 ... ...