电场中的力学问题

电场中的力学问题

设计思路： 放假前，学生学习了本章前六节的内容，在前六节之后安排了电场中的力学问题习题课，复习了力学主要知识点，处理了只受电场力作用下粒子的直线运动和曲线运动（没涉及类平抛）。由于隔了一个假期，只怕学生会有所遗忘，因此前两节会安排为复习课，重新复习力学知识体系及电场中的基本概念及框架，做一些简单的练习热热身。后两节主要安排为复合场问题，分别从运动合成分解及能量的角度解决问题，传达等效重力场的思想方法。

教学目标：1．复习力学知识体系，以备电场中的力学问题使用；

2．复习电场前六节知识体系，要求学生能够熟练写出相应公式并知道公式的使用条件，能够应用知识解决问题；

3．解决带电体在复合场中的力学问题，主要为运动合成分解的方法及能量观点解决问题，能熟练判断在什么情况下使用什么样的思想方法；

4．能够从等效重力场的角度对问题进行思考，并解决问题。

重点难点： 重点为复习相关知识并解决电场中的力学问题；难点是方法的选取及等效重力场的理解及应用。

课时安排：4课时

教学内容：

第一课时（重点为力学知识梳理及前六节基本内容的复习）

一、力学知识回顾：

1、运动学规律：

匀变速直线运动：

只涉及时间问题：at v v t +=0

只涉及位移问题：2

022v v ax t -=

同时涉及位移与时间：2021at t v X += X=21

（υ0+υ）t=2

t υ t

匀速圆周运动：

T

t T

r

t l v πθωπ22==== r v ω=

r r v a n 2

2

ω==

以及结合运动合成与分解的思想处理复杂运动。

2、牛顿运动定律：

正交坐标系和自然坐标系的建立，圆周运动中的向心力问题。

3、功能关系：

主要涉及动能定理和能量守恒定律。一般不涉及时间问题。

二、电场知识小结：

电场的力的特性：q F E ＝ 2

2

r KQ

q r Qq

K q F E ==

= 方向为正电荷受力方向

电场

U=Ed

电场的能的特性：q ε

ϕ=

电势是相对的，q W U AB

B A AB =-=ϕϕ

求电场力做功的方法（三种）。

如何判断电势高低、电势能大小、做功正负、场强大小等。

形象描绘电场的电场线及等势面。

练习：（题号为补充练习题题号）

14．一带电粒子射入一固定在O点的点电荷电场中，粒子运动轨迹如图

中虚线abc所示．图中的实线是同心圆，表示电场的等势面，不计粒子的

重力，则可以断定：

A．粒子受到静电引力作用

B．粒子在b点受到的电场力最大

C．从a到c整个过程，电场力做正功

D．粒子在b点的速度大于在a点的速度

15．如图所示，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)一带电粒子经过A点运动至B点，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点电势高B．粒子在A点时加速度大

C．粒子带正电D．粒子在B点的动能大

16．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab=U bc，实线为一带正电的质点仅在电场力

作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的

两点，据此可知：

A．三个等势面中，a的电势最高

B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大

C．带电质点通过P点时的动能较Q点大

D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大

17．在下列几种情况下，判断A、B两点哪点电势高(填＞＜)

A．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功，则φA_______φB

B．把正电荷从B点移到A点，电场力作正功，则φA_______φB

C．把负电荷从B点移到A点，电场力作负功，则φA_______φB

D．负电荷在A点具有的电势能比B点小，则φA_______φB

E．正电荷在A点具有的电势能比B点大，则φA_______φB

18．把一个正电荷由电场中A点移至无穷远处，克服电场力做功3×10－4J，把一个等量的负电荷由该电场中B点移到无穷远处，电场力做功为5×10－4J。A、B 两点电势的关系是：

A．φA>φB>0 B．φA<φB<0 C．φB>φA>0 D．φB<φA<0

19．如图，有一电荷q=－3×10-6库仑，从A点移到B点，电场

力做功为6×10－4J，从B点移到C点克服电场力做功4 X 10－4J，

在A、B、C三点中，电势最高的点和电势最低的点分别是：

A．B点和A点B．A点和C点C．B点和C点D．A点和B点

作业布置：

20．如图所示，在一匀强电场中有a、b、c三点，a、b

两点相距10cm，a、b两点连线与a、c两点连线的夹角

为37°，a、c两点连线与b、c两点连线垂直。将电量为

q1=－2×10－8C的电荷由a点移动到b点，克服电场力做

功为8×10－6J，若将电量为q2=＋1.5×10－8C的电荷由a点移动到c点，电场力做功为6×10－6J。求该匀强电场的场强大小和方向。