人教版高中物理必修第三册第九章素养提升课(一)静电场中的力力学综合问题课件+学案（两份打包）

素养提升课(一)　静电场中的力　力学综合问题 1．学会利用几种特殊方法求解带电体电场强度。 2．会分析电场线与带电粒子运动轨迹相结合的问题。 3．分析受力及运动的相关问题。 　非点电荷电场的电场强度的计算 对称法 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大大简化 微元法 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，可用微元法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 补偿法 有时由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 【典例1】　如图所示，正电荷q均匀分布在半球面ACB上，球面半径为R，CD为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点，距球心O的距离均为。在M右侧轴线上O′点固定一带正电的点电荷Q，O′、M两点间的距离为R，已知P点的电场强度为零，若均匀带电的封闭球壳内部电场强度处处为零，则M点的电场强度大小为(　　) A．0 B． C． D． C　[因P点的电场强度为零，所以半球面上的正电荷q在P点产生的电场强度和点电荷Q在P点产生的电场强度等大反向，即半球面上的正电荷q在P点产生的电场强度大小为E1＝，方向沿轴线向右。现补全右侧半球面，如图所示，根据均匀带电的封闭球壳内部电场强度处处为零知，均匀带电的封闭球面在M点产生的电场强度为零，即左半球面在M点产生的电场强度和右半球面在M点产生的电场强度等大反向，又由对称性知左半球面在P点产生的电场强度和右半球面在M点产生的电场强度等大反向，则左半球面在M点产生的电场强度为E2＝，方向沿轴线向右，点电荷Q在M点产生的电场强度为E3＝，方向沿轴线向左，故M点的合电场强度为EM＝＝，方向沿轴线向左，故选项C正确。 ] [针对训练] 1．如图所示，电荷量为q的正点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心。若图中A点处的电场强度为零，静电力常量为k，则带电薄板在图中B点处产生的电场强度(　　) A．大小为k，方向水平向左 B．大小为k，方向水平向右 C．大小为k，方向水平向左 D．大小为k，方向水平向右 C　[由于A点处的电场强度为零，则正点电荷在A点处产生的电场强度大小E1和带电薄板在A点处产生的电场强度大小EA相等，方向相反，即E1＝EA＝，方向水平向右。由于A、B两点关于带电薄板对称，所以带电薄板在B点产生的电场强度大小EB和在A点产生的电场强度大小EA大小相等，方向相反，故EB＝E1＝，方向水平向左。故C正确。] 2．如图所示，均匀带电圆环带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为过圆心且垂直于圆环平面的直线上的一点，OP＝l，求P点的电场强度大小和方向。 [解析]　若将圆环分成n小段，则每一小段可视为点电荷，其电荷量为q＝，每一个点电荷在P处产生的电场强度大小为E＝＝。如图所示，根据对称性可知，每一个点电荷在P处产生的电场强度在垂直于OP方向的分量Ey会被抵消，Ex＝E cos θ＝cos θ＝＝，所以P点的电场强度EP＝nEx＝，方向由O指向P。 [答案]　，方向由O指向P 　电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析 1．几个矢量的方向 (1)合力方向：做曲线运动的带电粒子所受合力方向指向运动轨迹的凹侧。 (2)速度方向：速度方向沿运动轨迹的切线方向。 (3)静电力方向：正电荷的受力方向沿电场线的切线方向。 2．确定带电粒子在电场中运动轨迹及其速度变化的思路 (1)确定带电粒子受力方向 ... ...