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專題強(qiáng)化靜電力的性質(zhì)第九章靜電場及其應(yīng)用專題強(qiáng)化靜電力的性質(zhì)第九章靜電場及其應(yīng)用1.進(jìn)一步理解點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式和電場疊加原理.2.熟練掌握兩等量同種點(diǎn)電荷和兩等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布特點(diǎn).3.掌握解決電場中的平衡問題和動力學(xué)問題的思路和方法.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進(jìn)一步理解點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式和電場疊加原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究一、兩等量點(diǎn)電荷周圍的電場1.等量同種點(diǎn)電荷的電場(電場線分布如圖1):(1)兩點(diǎn)電荷連線上,中點(diǎn)O處場強(qiáng)為零,向兩側(cè)場強(qiáng)逐漸增大.(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上由中點(diǎn)O到無限遠(yuǎn),場強(qiáng)先變大后變小.(3)關(guān)于中心點(diǎn)O點(diǎn)的對稱點(diǎn),場強(qiáng)等大反向.圖1重點(diǎn)探究一、兩等量點(diǎn)電荷周圍的電場圖12.等量異種點(diǎn)電荷的電場(電場線分布如圖2):(1)兩點(diǎn)電荷連線上,沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大,中點(diǎn)處場強(qiáng)最小.(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場強(qiáng)度方向都相同,總與中垂線垂直且指向負(fù)點(diǎn)電荷一側(cè).沿中垂線從中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)處,場強(qiáng)一直減小,中點(diǎn)處場強(qiáng)最大.(3)關(guān)于中心點(diǎn)對稱的點(diǎn),場強(qiáng)等大同向.圖22.等量異種點(diǎn)電荷的電場(電場線分布如圖2):圖2例1如圖3所示,在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q.直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線,O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn).a、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對稱點(diǎn),c、d是直線MN上的兩個點(diǎn).下列說法中正確的是圖3A.a點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先增大后減小B.a點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先減小后增大C.a點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先增大后減小D.a點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先減小后增大√例1如圖3所示,在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場分布,可知a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小相等,方向相同;中垂線上O點(diǎn)的場強(qiáng)最大,沿中垂線向兩邊逐漸減小,所以試探電荷在O點(diǎn)受到的靜電力最大,則一試探電荷沿MN由c移動到d,所受靜電力先增大后減小,故C正確.解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場分布,可知a、b兩點(diǎn)的電場A.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來
越大,速度越來越大B.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來
越小,速度越來越大C.電子運(yùn)動到O點(diǎn)時,加速度為零,速度最大D.電子通過O點(diǎn)后,速度越來越小,一直到速度為零針對訓(xùn)練1
(多選)(2020·寶雞渭濱區(qū)期末)兩個帶等量正電荷的點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn),a點(diǎn)在連線的中垂線上,若在a點(diǎn)由靜止釋放一個電子,如圖4所示,僅在靜電力作用下,關(guān)于電子的運(yùn)動,下列說法正確的是圖4√√A.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來針對訓(xùn)練1(解析在兩等量正點(diǎn)電荷連線中垂線上的電場強(qiáng)度方向O→a,電子從a點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,靜電力方向a→O,故加速度方向向下,與速度同向,故速度越來越大;但電場線的疏密情況不確定,O點(diǎn)上方的電場強(qiáng)度最大點(diǎn)位置不確定,故電場強(qiáng)度大小變化情況不確定,則電子所受靜電力大小變化情況不確定,加速度變化情況無法判斷,故A、B錯誤;越過O點(diǎn)后,電子做減速運(yùn)動,則電子運(yùn)動到O點(diǎn)時速度最大,靜電力為零,加速度為零,故C正確;根據(jù)電場線的對稱性可知,通過O點(diǎn)后,電子做減速運(yùn)動,速度越來越小,一直到速度為零,故D正確.解析在兩等量正點(diǎn)電荷連線中垂線上的電場強(qiáng)度方向O→a,電子4.重力的作用點(diǎn):重心。規(guī)律:①重心不一定在物體上。②區(qū)別重心與幾何中心,質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在幾何中心。③“懸掛法”確定薄板重心。④F合可能大于、等于、小于F1、F21、①合力、分力不可以同時出現(xiàn)(等效替代關(guān)系)②不同性質(zhì)的力也可以合成③同一物體。4、最大靜摩擦力:fmax=Ff動=μFN:fmax與正壓力成正比,正壓力越大fmax也越大。1、同位素:具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核、在元素周期表中處于同一位置的元素。有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素。放射性同位素又分為天然和人工放射性同位素。五、摩擦力:19.3探測射線的方法②圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài),同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強(qiáng)相同。統(tǒng)計規(guī)律1、自然界存在著四種力:萬有引力、電磁力、核力(強(qiáng)相互作用)、弱力(弱相互作用)一、原子核的衰變二、電場線與帶電粒子的運(yùn)動軌跡1.合力方向與速度方向:合力指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡的切線方向.2.分析方法:(1)由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定靜電力的方向.(2)由靜電力和電場線的方向可判斷電荷的正負(fù).(3)由電場線的疏密程度可確定靜電力的大小,再根據(jù)牛頓第二定律F=ma可判斷電荷加速度的大小.(4)根據(jù)力和速度的夾角可以判斷速度變大還是變小,從而確定不同位置的速度大小.4.重力的作用點(diǎn):重心。規(guī)律:①重心不一定在物體例2
(多選)如圖5所示,帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線的分布情況.一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示.若不考慮其他力,則下列判斷正確的是A.若粒子是從A運(yùn)動到B,則粒子帶正電;若粒
子是從B運(yùn)動到A,則粒子帶負(fù)電B.不論粒子是從A運(yùn)動到B,還是從B運(yùn)動到A,
粒子必帶負(fù)電C.若粒子是從B運(yùn)動到A,則其加速度減小D.若粒子是從B運(yùn)動到A,則其速度減小圖5√√例2(多選)如圖5所示,帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線解析根據(jù)做曲線運(yùn)動物體所受合外力指向軌跡曲線內(nèi)側(cè)可知靜電力的方向與電場線的方向相反,所以不論粒子是從A運(yùn)動到B,還是從B運(yùn)動到A,粒子必帶負(fù)電,故A錯誤,B正確;電場線密的地方電場強(qiáng)度大,所以粒子在B點(diǎn)受到的靜電力大,在B點(diǎn)時的加速度較大,若粒子是從B運(yùn)動到A,則其加速度減小,故C正確;從B到A過程中靜電力與速度方向成銳角,即做正功,動能增大,速度增大,故D錯誤.解析根據(jù)做曲線運(yùn)動物體所受合外力指向軌跡曲線內(nèi)側(cè)可知靜電力針對訓(xùn)練2
如圖6所示,實(shí)線為不知方向的三條電場線,從電場中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子,僅在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示.則A.a一定帶正電,b一定帶負(fù)電B.a的速度將減小,b的速度將增大C.a的加速度將減小,b的加速度將增大D.兩個粒子的動能,一個增大一個減小圖6√針對訓(xùn)練2如圖6所示,實(shí)線為不知方向的三條電場線,從電場中解析帶電粒子做曲線運(yùn)動,所受靜電力的方向指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè),由于電場線的方向未知,所以粒子帶電性質(zhì)不確定,故A錯誤;從題圖軌跡變化來看,帶電粒子速度與靜電力方向的夾角都小于90°,所以靜電力都做正功,動能都增大,速度都增大,故B、D錯誤;電場線密的地方電場強(qiáng)度大,電場線疏的地方電場強(qiáng)度小,所以a受靜電力減小,加速度減小,b受靜電力增大,加速度增大,故C正確.解析帶電粒子做曲線運(yùn)動,所受靜電力的方向指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè)三、電場中的動力學(xué)問題1.帶電體在多個力作用下的平衡問題:帶電體在多個力作用下處于平衡狀態(tài),物體所受合外力為零,因此可用共點(diǎn)力平衡的知識分析,常用的方法有正交分解法、合成法等.2.帶電體在電場中的加速問題:與力學(xué)問題分析方法完全相同,帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律,在進(jìn)行受力分析時不要漏掉靜電力.三、電場中的動力學(xué)問題例3
如圖7所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2kg、帶電荷量大小為q=1.0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中,假設(shè)電場足夠大,靜止時懸線向左與豎直方向夾角為θ=37°.小球在運(yùn)動過程中電荷量保持不變,重力加速度g取10m/s2.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)圖7例3如圖7所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2kg、帶電荷(1)電場強(qiáng)度E的大??;答案7.5×104N/C解析由平衡條件得小球所受靜電力大小F=mgtanθ所以小球所在處的電場強(qiáng)度的大小:(1)電場強(qiáng)度E的大?。淮鸢?.5×104N/C解析由(2)若在某時刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過1s時小球的速度大小v及方向.答案12.5m/s
方向與豎直方向夾角為37°斜向左下解析剪斷細(xì)線后,小球所受合力大小:根據(jù)牛頓第二定律,小球的加速度大?。核越?jīng)過1s時小球的速度大小v=at=12.5m/s,方向與豎直方向夾角為37°斜向左下.(2)若在某時刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過1s時小球的速度大小1.(電場線與運(yùn)動軌跡)(多選)如圖8所示實(shí)線為一簇未標(biāo)明方向的單一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動中只受靜電力作用,根據(jù)此圖可判斷出該帶電粒子A.電性與場源電荷的電性相同B.在a、b兩點(diǎn)的靜電力大小關(guān)系為Fa>FbC.在a、b兩點(diǎn)的速度大小va>vbD.在a、b兩點(diǎn)的動能Ea<Eb123隨堂演練√圖84√1.(電場線與運(yùn)動軌跡)(多選)如圖8所示實(shí)線為一簇未標(biāo)明方123解析根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動軌跡可知,帶電粒子所受靜電力的方向跟電場線共線,指向運(yùn)動軌跡曲線彎曲的內(nèi)側(cè),由此可知,帶電粒子電性與場源電荷電性相反,無法判斷出該帶電粒子電性和場源電荷電性,故A錯;4a點(diǎn)電場線比b點(diǎn)密,所以a點(diǎn)場強(qiáng)較大,帶電粒子在a點(diǎn)所受靜電力較大,故B對;假設(shè)帶電粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),所受靜電力方向與速度方向之間的夾角大于90°,靜電力做負(fù)功,帶電粒子的動能減少,速度減小,即Ea>Eb,va>vb,同理可得帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)時也有Ea>Eb,va>vb,故C對,D錯.123解析根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動軌跡可知,帶電粒子所受靜電力的2.(等量點(diǎn)電荷的電場)(多選)如圖9所示,在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中,O是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),E、F是兩點(diǎn)電荷連線中垂線上相對O對稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也相對O點(diǎn)對稱,則A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同B.A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最大D.B、O、C三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最大123圖94√√2.(等量點(diǎn)電荷的電場)(多選)如圖9所示,在等量異種點(diǎn)電荷1234解析由對稱性可知,B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向均相同,A正確;A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等、方向相同,B錯誤;在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,O點(diǎn)場強(qiáng)最大,在兩點(diǎn)電荷連線上,O點(diǎn)場強(qiáng)最小,C正確,D錯誤.1234解析由對稱性可知,B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向均相同,3.(靜電力作用下的平衡)如圖10,在勻強(qiáng)電場中將一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球,由靜止釋放,小球運(yùn)動軌跡為一直線,該直線與豎直方向夾角為θ,不能忽略小球的重力,重力加速度為g,則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為123圖104√3.(靜電力作用下的平衡)如圖10,在勻強(qiáng)電場中將一質(zhì)量為m1234解析如圖所示,小球在重力和靜電力的共同作用下做加速直線運(yùn)動,當(dāng)靜電力與運(yùn)動方向垂直時,靜電力最小,即qE=mgsinθ,故E=
,C正確.1234解析如圖所示,小球在重力和靜電力的共同作用下做加速4.(靜電力作用下的平衡)如圖11所示,一光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),一點(diǎn)電荷固定在圓環(huán)的最高點(diǎn)A處,重力為G、帶電荷量大小為q的小球P(可視為點(diǎn)電荷)套在環(huán)上.若小球P靜止時與圓心O的連線恰好沿水平方向,則下列判斷正確的是A.點(diǎn)電荷在小球P所在位置處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為B.點(diǎn)電荷在小球P所在位置處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為C.此時圓環(huán)對小球P的彈力大小為
GD.此時圓環(huán)對小球P的彈力大小為
G123圖114√4.(靜電力作用下的平衡)如圖11所示,一光滑絕緣圓環(huán)固定在1234此時圓環(huán)對小球P的彈力大小FN=Gtan45°=G,選項C、D錯誤.1234此時圓環(huán)對小球P的彈力大小FN=Gtan45°=G1.一帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷,只在靜電力作用下沿曲線abc由a運(yùn)動到c,已知點(diǎn)電荷的速率是遞減的.關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向,圖中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)基礎(chǔ)強(qiáng)化練專題強(qiáng)化練12345678910111213√1.一帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷,只在靜電力作用下沿曲線abc由a運(yùn)動解析根據(jù)從a運(yùn)動到c,點(diǎn)電荷的速率是遞減的,可知點(diǎn)電荷所受靜電力方向與速度方向成鈍角,又根據(jù)曲線運(yùn)動條件,可知靜電力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),因負(fù)電荷所受靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,故圖D正確.12345678910111213解析根據(jù)從a運(yùn)動到c,點(diǎn)電荷的速率是遞減的,可知點(diǎn)電荷所受2.(多選)一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),軌跡如圖1中虛線所示.不計粒子所受重力,則A.粒子帶正電荷B.粒子加速度逐漸減小C.A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度D.粒子的初速度不為零圖112345678910111213√√√2.(多選)一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),軌跡如圖1中12345678910111213解析帶電粒子所受合外力(即靜電力)指向軌跡內(nèi)側(cè),由題圖知靜電力方向沿電場線斜向左,粒子帶負(fù)電荷,A錯誤.根據(jù)電場線的疏密可知EA>EB,則粒子在A點(diǎn)所受電場力大,加速度大,故粒子加速度逐漸減小,B正確.粒子從A到B靜電力對粒子做負(fù)功,粒子動能減小,速度減小,則粒子在A點(diǎn)的初速度不為零,C、D正確.12345678910111213解析帶電粒子所受合外力(3.某電場的電場線分布如圖2所示,虛線為某帶電粒子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡,a、b、c是軌跡上的三個點(diǎn),則A.粒子一定帶負(fù)電B.粒子一定是從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)C.粒子在c點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度D.粒子在電場中c點(diǎn)的速度一定大于在a點(diǎn)的速度圖212345678910111213√3.某電場的電場線分布如圖2所示,虛線為某帶電粒子只在靜電力解析根據(jù)曲線運(yùn)動的條件,合力指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè),由此可知,帶電粒子受到的靜電力的方向?yàn)檠刂妶鼍€向左,所以粒子帶正電,A錯誤;粒子不一定是從a點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動到b點(diǎn),也可能是從b點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動到a點(diǎn),B錯誤;12345678910111213由電場線的分布可知,粒子在c點(diǎn)處受靜電力較大,在c點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度,C正確;若粒子從c運(yùn)動到a,靜電力方向與速度方向成銳角,所以粒子做加速運(yùn)動,若粒子從a運(yùn)動到c,靜電力方向與速度方向成鈍角,所以粒子做減速運(yùn)動,故粒子在電場中c點(diǎn)的速度一定小于在a點(diǎn)的速度,D錯誤.解析根據(jù)曲線運(yùn)動的條件,合力指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè),由此可知,4.真空中有兩個等量異種點(diǎn)電荷,以兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),以它們連線的中垂線為x軸,圖中能正確表示x軸上電場強(qiáng)度變化情況的是12345678910111213√4.真空中有兩個等量異種點(diǎn)電荷,以兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O為坐標(biāo)原解析兩等量異種點(diǎn)電荷電場的電場線如圖所示,在它們連線的中垂線上,從連線上的中點(diǎn)O到無窮遠(yuǎn)處的電場強(qiáng)度逐漸減小.12356789101112134解析兩等量異種點(diǎn)電荷電場的電場線如圖所示,在它們連線的中垂5.如圖3所示,一電子在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上沿A→O→B勻速飛過,電子重力不計,則電子所受的除靜電力之外的另一個力的大小和方向變化的情況是A.先變大后變小,方向水平向左B.先變大后變小,方向水平向右C.先變小后變大,方向水平向左D.先變小后變大,方向水平向右圖312345678910111213√5.如圖3所示,一電子在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上沿A→O12345678910111213解析由于電子做勻速運(yùn)動,其合力為零,所以另一個力一定與電子所受靜電力等大反向.由等量異種電荷的電場線分布特點(diǎn)可知中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向均相同且水平向右,負(fù)電荷所受的靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,所以電子所受的靜電力始終水平向左,另一個力的方向一定水平向右,又因O點(diǎn)的場強(qiáng)是中垂線上場強(qiáng)最大的點(diǎn),故靜電力先變大后變小,則另一個力也一定先變大后變小,選項B正確.12345678910111213解析由于電子做勻速運(yùn)動,6.(多選)(2019·汕頭市期中)下列圖中,絕緣細(xì)繩一端固定在天花板,一端系一質(zhì)量為m的帶正電小球,為了使小球能靜止在圖中所示位置,可加一個與紙面平行的勻強(qiáng)電場,所加電場方向可能是12345678910111213√√√6.(多選)(2019·汕頭市期中)下列圖中,絕緣細(xì)繩一端固12345678910111213解析A圖中,小球帶正電,電場強(qiáng)度方向水平向左,帶電小球所受的靜電力水平向左,則小球不可能靜止在圖示位置,故A錯誤;B圖中,小球帶正電,電場強(qiáng)度方向水平向右,帶電小球所受的靜電力水平向右,則小球可能靜止在圖示位置,故B正確;12345678910111213解析A圖中,小球帶正電,C圖中小球受靜電力方向斜向右上方,向下的重力及向左上方的細(xì)繩的拉力,三力可能平衡,選項C正確;D圖中,電場強(qiáng)度方向向上,當(dāng)qE=mg,繩子拉力為零,小球能靜止在圖中位置,故D正確.12345678910111213C圖中小球受靜電力方向斜向右上方,向下的重力及向左上方的細(xì)繩7.如圖4所示,在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,有一個質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細(xì)線上,當(dāng)小球靜止時,細(xì)線與豎直方向成30°角,已知此電場方向恰使小球受到的靜電力最小,重力加速度為g,則小球所帶的電荷量應(yīng)為圖412345678910111213√解析電場方向恰使小球受到的靜電力最小,即E的方向與細(xì)線垂直,對小球進(jìn)行受力分析可得mgsin30°=qE,則q=
,故選D.7.如圖4所示,在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,有一個質(zhì)量為m的帶正8.(多選)如圖5所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷),被固定在光滑絕緣水平面上.P、N是小球A、B連線的垂直平分線上的點(diǎn),且PO=ON.現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn)),由P點(diǎn)靜止釋放,在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動的過程中,關(guān)于小球C的速度-時間圖像中,可能正確的是圖512345678910111213√√8.(多選)如圖5所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為解析在AB的垂直平分線上,從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn)電場強(qiáng)度先變大后變小,到O點(diǎn)變?yōu)榱?,帶?fù)電的小球受力方向沿垂直平分線,如果P、N與O之間的距離足夠遠(yuǎn),小球從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn),加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點(diǎn)加速度變?yōu)榱悖俣冗_(dá)到最大,v-t圖線的斜率先變大后變??;由O點(diǎn)到N點(diǎn),速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對稱性,B正確;同理,如果P、N與O之間的距離很近,A正確.12345679101112138解析在AB的垂直平分線上,從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn)電場強(qiáng)度先變大后9.如圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷,則圖中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是12345678910111213√解析選項A中,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向不同;選項B中,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向都不同;選項C中,a、b兩點(diǎn)關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線對稱,電場強(qiáng)度相同;選項D中,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向不同,選項C正確.能力綜合練9.如圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大10.如圖6所示,a、b、c、d分別是一個菱形(豎直放置)的四個頂點(diǎn),∠abc=120°.O點(diǎn)為菱形對角線的交點(diǎn),現(xiàn)將三個電荷量均為+Q的點(diǎn)電荷分別固定在a、b、c三個頂點(diǎn)上,下列說法正確的是A.d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向dB.O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由d指向OC.d點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.d點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度圖6√1234567891011121310.如圖6所示,a、b、c、d分別是一個菱形(豎直放置)的0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中,假設(shè)電場足夠大,靜止時懸線向左與豎直方向夾角為θ=37°.E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最大同理,O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項B錯誤;解析a、c兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)疊加的電場強(qiáng)度的方向由O指向d,b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向也由O指向d,所以d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項A正確;(1)電場強(qiáng)度E的大小;電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來d點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度此時圓環(huán)對小球P的彈力大小為G不論粒子是從A運(yùn)動到B,還是從B運(yùn)動到A,直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線,O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn).(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上由中點(diǎn)O到無限遠(yuǎn),場強(qiáng)先變大后變小.a的加速度將減小,b的加速度將增大解析根據(jù)從a運(yùn)動到c,點(diǎn)電荷的速率是遞減的,可知點(diǎn)電荷所受靜電力方向與速度方向成鈍角,又根據(jù)曲線運(yùn)動條件,可知靜電力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),因負(fù)電荷所受靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,故圖D正確.一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示.帶電體在電場中的加速問題:與力學(xué)問題分析方法完全相同,帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律,在進(jìn)行受力分析時不要漏掉靜電力.假設(shè)帶電粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),所受靜電力方向與速度方向之間的夾角大于90°,靜電力做負(fù)功,帶電粒子的動能減少,速度減小,即Ea>Eb,va>vb,同理可得帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)時也有Ea>Eb,va>vb,故C對,D錯.如圖8所示,在豎直平面內(nèi)有兩個點(diǎn)電荷,固定在同一水平直線上相距為l的A、B兩點(diǎn),其電荷量分別為+Q、-Q.25×104N/C,一根長L=1.12345678910111213解析a、c兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)疊加的電場強(qiáng)度的方向由O指向d,b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向也由O指向d,所以d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項A正確;同理,O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項B錯誤;0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中一、氣體的等容變化②如果同時有大量粒子,或兩個粒子向來的時間間隔小于200μs,計數(shù)器也不能區(qū)分。3、影響氣體壓強(qiáng)的因素解題步驟1、內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)時,盡管p、V、T都可能改變,但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。③分別求x軸和y軸上各力的合力,即Fx=F1x+F2x+···;Fy=F1y+F2y+···;3、根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點(diǎn),列出相應(yīng)的氣體公式(本節(jié)課中就是玻意耳定律公式p1V1=p2V2);1、定義:力的合成:求幾個力的合力的過程就叫做力的合成;三、結(jié)合能F隨F2的增大:1、(0-90°)一直增大;2、(90-180°)先減小再增大2、物理意義:等溫線上的某點(diǎn)表示氣體的一個確定狀態(tài)。同一條等溫線上的各點(diǎn)溫度相同,即p與V乘積相同。二、射線到底是什么注:恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定,即由理想氣體的物質(zhì)的量決定。11.如圖7所示,用一根絕緣細(xì)線懸掛一個帶電小球,小球的質(zhì)量為m,電荷量為q,重力加速度為g.現(xiàn)加一水平的勻強(qiáng)電場,平衡時絕緣細(xì)線與豎直方向成θ角.(1)試求這個勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大??;圖712345678910111213解析根據(jù)小球處于平衡狀態(tài),由平衡條件有mgtanθ=Eq,一、氣體的等容變化11.如圖7所示,用一根絕緣細(xì)線懸掛一個帶(2)如果將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′,小球平衡時,絕緣細(xì)線仍與豎直方向成θ角,則E′的大小是多少?12345678910111213解析將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)θ角,大小變?yōu)镋′后,靜電力方向也順時針轉(zhuǎn)過θ角,大小為F′=qE′,此時靜電力方向與細(xì)線垂直,由平衡條件得,mgsinθ=qE′,(2)如果將電場方向順時針旋轉(zhuǎn)θ角、大小變?yōu)镋′,小球平衡時12.如圖8所示,在豎直平面內(nèi)有兩個點(diǎn)電荷,固定在同一水平直線上相距為
l的A、B兩點(diǎn),其電荷量分別為+Q、-Q.在AB連線的垂直平分線上固定一光滑豎直絕緣桿,在桿上C點(diǎn)有一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的小環(huán)(可視為點(diǎn)電荷)由靜止釋放.已知A、B、C三點(diǎn)連線為正三角形,重力加速度為g.求:(1)釋放小環(huán)瞬間,桿對小環(huán)的作用力大小;圖81234567891011121312.如圖8所示,在豎直平面內(nèi)有兩個點(diǎn)電荷,固定在同一水平直123456789101112131234567891011121312345678910111213(2)小環(huán)滑到D點(diǎn)(AB連線的中點(diǎn))時的速度大小.解析小環(huán)從C滑到D,所受靜電力方向始終垂直桿水平向左,不做功,根據(jù)動能定理有mgh=
mv212345678910111213(2)小環(huán)滑到D點(diǎn)(AB連(靜電力作用下的平衡)如圖11所示,一光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),一點(diǎn)電荷固定在圓環(huán)的最高點(diǎn)A處,重力為G、帶電荷量大小為q的小球P(可視為點(diǎn)電荷)套在環(huán)上.a、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對稱點(diǎn),c、d是直線MN上的兩個點(diǎn).假設(shè)帶電粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),所受靜電力方向與速度方向之間的夾角大于90°,靜電力做負(fù)功,帶電粒子的動能減少,速度減小,即Ea>Eb,va>vb,同理可得帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)時也有Ea>Eb,va>vb,故C對,D錯.由等量異種電荷的電場線分布特點(diǎn)可知中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向均相同且水平向右,負(fù)電荷所受的靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,所以電子所受的靜電力始終水平向左,另一個力的方向一定水平向右,(3)關(guān)于中心點(diǎn)O點(diǎn)的對稱點(diǎn),場強(qiáng)等大反向.一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示.若粒子是從B運(yùn)動到A,則其加速度減小例1如圖3所示,在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q.0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中,假設(shè)電場足夠大,靜止時懸線向左與豎直方向夾角為θ=37°.求:(sin37°=0.熟練掌握兩等量同種點(diǎn)電荷和兩等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布特點(diǎn).越大,速度越來越大(多選)一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),軌跡如圖1中虛線所示.(1)釋放小環(huán)瞬間,桿對小環(huán)的作用力大??;解析A圖中,小球帶正電,電場強(qiáng)度方向水平向左,帶電小球所受的靜電力水平向左,則小球不可能靜止在圖示位置,故A錯誤;解析小球B速度最大時所受合力為零,a點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng);(電場線與運(yùn)動軌跡)(多選)如圖8所示實(shí)線為一簇未標(biāo)明方向的單一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn).13.如圖9所示,有一水平向左的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E=1.25×104N/C,一根長L=1.5m、與水平方向的夾角θ=37°的光滑絕緣細(xì)直桿MN固定在電場中,桿的下端M固定一個帶電小球A,電荷量Q=+4.5×10-6C;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動,電荷量q=+1.0×10-6C,質(zhì)量m=圖912345678910111213答案
1V
拓展提升練1.0×10-2kg.將小球B從桿的上端N由靜止釋放,小球B開始運(yùn)動.(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).則:(靜電力作用下的平衡)如圖11所示,一光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直(1)小球B開始運(yùn)動時的加速度為多大?12345678910111213答案3.2m/s2解析對小球B受力分析,如圖所示,開始運(yùn)動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力,沿桿方向運(yùn)動,代入數(shù)據(jù)解得:a=3.2m/s2.(1)小球B開始運(yùn)動時的加速度為多大?12345678910(2)小球B的速度最大時,與M端的距離r為多大?12345678910111213答案0.9m解析小球B速度最大時所受合力為零,代入數(shù)據(jù)解得:r=0.9m.(2)小球B的速度最大時,與M端的距離r為多大?123456本課結(jié)束本課結(jié)束專題強(qiáng)化靜電力的性質(zhì)第九章靜電場及其應(yīng)用專題強(qiáng)化靜電力的性質(zhì)第九章靜電場及其應(yīng)用1.進(jìn)一步理解點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式和電場疊加原理.2.熟練掌握兩等量同種點(diǎn)電荷和兩等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布特點(diǎn).3.掌握解決電場中的平衡問題和動力學(xué)問題的思路和方法.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進(jìn)一步理解點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式和電場疊加原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究隨堂演練專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN重點(diǎn)探究一、兩等量點(diǎn)電荷周圍的電場1.等量同種點(diǎn)電荷的電場(電場線分布如圖1):(1)兩點(diǎn)電荷連線上,中點(diǎn)O處場強(qiáng)為零,向兩側(cè)場強(qiáng)逐漸增大.(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上由中點(diǎn)O到無限遠(yuǎn),場強(qiáng)先變大后變小.(3)關(guān)于中心點(diǎn)O點(diǎn)的對稱點(diǎn),場強(qiáng)等大反向.圖1重點(diǎn)探究一、兩等量點(diǎn)電荷周圍的電場圖12.等量異種點(diǎn)電荷的電場(電場線分布如圖2):(1)兩點(diǎn)電荷連線上,沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大,中點(diǎn)處場強(qiáng)最小.(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場強(qiáng)度方向都相同,總與中垂線垂直且指向負(fù)點(diǎn)電荷一側(cè).沿中垂線從中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)處,場強(qiáng)一直減小,中點(diǎn)處場強(qiáng)最大.(3)關(guān)于中心點(diǎn)對稱的點(diǎn),場強(qiáng)等大同向.圖22.等量異種點(diǎn)電荷的電場(電場線分布如圖2):圖2例1如圖3所示,在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q.直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線,O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn).a、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對稱點(diǎn),c、d是直線MN上的兩個點(diǎn).下列說法中正確的是圖3A.a點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先增大后減小B.a點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先減小后增大C.a點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先增大后減小D.a點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng);將一試探電荷沿
MN由c移動到d,所受靜電力先減小后增大√例1如圖3所示,在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場分布,可知a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小相等,方向相同;中垂線上O點(diǎn)的場強(qiáng)最大,沿中垂線向兩邊逐漸減小,所以試探電荷在O點(diǎn)受到的靜電力最大,則一試探電荷沿MN由c移動到d,所受靜電力先增大后減小,故C正確.解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場分布,可知a、b兩點(diǎn)的電場A.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來
越大,速度越來越大B.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來
越小,速度越來越大C.電子運(yùn)動到O點(diǎn)時,加速度為零,速度最大D.電子通過O點(diǎn)后,速度越來越小,一直到速度為零針對訓(xùn)練1
(多選)(2020·寶雞渭濱區(qū)期末)兩個帶等量正電荷的點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn),a點(diǎn)在連線的中垂線上,若在a點(diǎn)由靜止釋放一個電子,如圖4所示,僅在靜電力作用下,關(guān)于電子的運(yùn)動,下列說法正確的是圖4√√A.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來針對訓(xùn)練1(解析在兩等量正點(diǎn)電荷連線中垂線上的電場強(qiáng)度方向O→a,電子從a點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,靜電力方向a→O,故加速度方向向下,與速度同向,故速度越來越大;但電場線的疏密情況不確定,O點(diǎn)上方的電場強(qiáng)度最大點(diǎn)位置不確定,故電場強(qiáng)度大小變化情況不確定,則電子所受靜電力大小變化情況不確定,加速度變化情況無法判斷,故A、B錯誤;越過O點(diǎn)后,電子做減速運(yùn)動,則電子運(yùn)動到O點(diǎn)時速度最大,靜電力為零,加速度為零,故C正確;根據(jù)電場線的對稱性可知,通過O點(diǎn)后,電子做減速運(yùn)動,速度越來越小,一直到速度為零,故D正確.解析在兩等量正點(diǎn)電荷連線中垂線上的電場強(qiáng)度方向O→a,電子4.重力的作用點(diǎn):重心。規(guī)律:①重心不一定在物體上。②區(qū)別重心與幾何中心,質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在幾何中心。③“懸掛法”確定薄板重心。④F合可能大于、等于、小于F1、F21、①合力、分力不可以同時出現(xiàn)(等效替代關(guān)系)②不同性質(zhì)的力也可以合成③同一物體。4、最大靜摩擦力:fmax=Ff動=μFN:fmax與正壓力成正比,正壓力越大fmax也越大。1、同位素:具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核、在元素周期表中處于同一位置的元素。有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素。放射性同位素又分為天然和人工放射性同位素。五、摩擦力:19.3探測射線的方法②圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài),同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強(qiáng)相同。統(tǒng)計規(guī)律1、自然界存在著四種力:萬有引力、電磁力、核力(強(qiáng)相互作用)、弱力(弱相互作用)一、原子核的衰變二、電場線與帶電粒子的運(yùn)動軌跡1.合力方向與速度方向:合力指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡的切線方向.2.分析方法:(1)由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定靜電力的方向.(2)由靜電力和電場線的方向可判斷電荷的正負(fù).(3)由電場線的疏密程度可確定靜電力的大小,再根據(jù)牛頓第二定律F=ma可判斷電荷加速度的大小.(4)根據(jù)力和速度的夾角可以判斷速度變大還是變小,從而確定不同位置的速度大小.4.重力的作用點(diǎn):重心。規(guī)律:①重心不一定在物體例2
(多選)如圖5所示,帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線的分布情況.一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示.若不考慮其他力,則下列判斷正確的是A.若粒子是從A運(yùn)動到B,則粒子帶正電;若粒
子是從B運(yùn)動到A,則粒子帶負(fù)電B.不論粒子是從A運(yùn)動到B,還是從B運(yùn)動到A,
粒子必帶負(fù)電C.若粒子是從B運(yùn)動到A,則其加速度減小D.若粒子是從B運(yùn)動到A,則其速度減小圖5√√例2(多選)如圖5所示,帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線解析根據(jù)做曲線運(yùn)動物體所受合外力指向軌跡曲線內(nèi)側(cè)可知靜電力的方向與電場線的方向相反,所以不論粒子是從A運(yùn)動到B,還是從B運(yùn)動到A,粒子必帶負(fù)電,故A錯誤,B正確;電場線密的地方電場強(qiáng)度大,所以粒子在B點(diǎn)受到的靜電力大,在B點(diǎn)時的加速度較大,若粒子是從B運(yùn)動到A,則其加速度減小,故C正確;從B到A過程中靜電力與速度方向成銳角,即做正功,動能增大,速度增大,故D錯誤.解析根據(jù)做曲線運(yùn)動物體所受合外力指向軌跡曲線內(nèi)側(cè)可知靜電力針對訓(xùn)練2
如圖6所示,實(shí)線為不知方向的三條電場線,從電場中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子,僅在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示.則A.a一定帶正電,b一定帶負(fù)電B.a的速度將減小,b的速度將增大C.a的加速度將減小,b的加速度將增大D.兩個粒子的動能,一個增大一個減小圖6√針對訓(xùn)練2如圖6所示,實(shí)線為不知方向的三條電場線,從電場中解析帶電粒子做曲線運(yùn)動,所受靜電力的方向指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè),由于電場線的方向未知,所以粒子帶電性質(zhì)不確定,故A錯誤;從題圖軌跡變化來看,帶電粒子速度與靜電力方向的夾角都小于90°,所以靜電力都做正功,動能都增大,速度都增大,故B、D錯誤;電場線密的地方電場強(qiáng)度大,電場線疏的地方電場強(qiáng)度小,所以a受靜電力減小,加速度減小,b受靜電力增大,加速度增大,故C正確.解析帶電粒子做曲線運(yùn)動,所受靜電力的方向指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè)三、電場中的動力學(xué)問題1.帶電體在多個力作用下的平衡問題:帶電體在多個力作用下處于平衡狀態(tài),物體所受合外力為零,因此可用共點(diǎn)力平衡的知識分析,常用的方法有正交分解法、合成法等.2.帶電體在電場中的加速問題:與力學(xué)問題分析方法完全相同,帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律,在進(jìn)行受力分析時不要漏掉靜電力.三、電場中的動力學(xué)問題例3
如圖7所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2kg、帶電荷量大小為q=1.0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中,假設(shè)電場足夠大,靜止時懸線向左與豎直方向夾角為θ=37°.小球在運(yùn)動過程中電荷量保持不變,重力加速度g取10m/s2.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)圖7例3如圖7所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2kg、帶電荷(1)電場強(qiáng)度E的大??;答案7.5×104N/C解析由平衡條件得小球所受靜電力大小F=mgtanθ所以小球所在處的電場強(qiáng)度的大?。?1)電場強(qiáng)度E的大小;答案7.5×104N/C解析由(2)若在某時刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過1s時小球的速度大小v及方向.答案12.5m/s
方向與豎直方向夾角為37°斜向左下解析剪斷細(xì)線后,小球所受合力大?。焊鶕?jù)牛頓第二定律,小球的加速度大?。核越?jīng)過1s時小球的速度大小v=at=12.5m/s,方向與豎直方向夾角為37°斜向左下.(2)若在某時刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過1s時小球的速度大小1.(電場線與運(yùn)動軌跡)(多選)如圖8所示實(shí)線為一簇未標(biāo)明方向的單一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動中只受靜電力作用,根據(jù)此圖可判斷出該帶電粒子A.電性與場源電荷的電性相同B.在a、b兩點(diǎn)的靜電力大小關(guān)系為Fa>FbC.在a、b兩點(diǎn)的速度大小va>vbD.在a、b兩點(diǎn)的動能Ea<Eb123隨堂演練√圖84√1.(電場線與運(yùn)動軌跡)(多選)如圖8所示實(shí)線為一簇未標(biāo)明方123解析根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動軌跡可知,帶電粒子所受靜電力的方向跟電場線共線,指向運(yùn)動軌跡曲線彎曲的內(nèi)側(cè),由此可知,帶電粒子電性與場源電荷電性相反,無法判斷出該帶電粒子電性和場源電荷電性,故A錯;4a點(diǎn)電場線比b點(diǎn)密,所以a點(diǎn)場強(qiáng)較大,帶電粒子在a點(diǎn)所受靜電力較大,故B對;假設(shè)帶電粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),所受靜電力方向與速度方向之間的夾角大于90°,靜電力做負(fù)功,帶電粒子的動能減少,速度減小,即Ea>Eb,va>vb,同理可得帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)時也有Ea>Eb,va>vb,故C對,D錯.123解析根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動軌跡可知,帶電粒子所受靜電力的2.(等量點(diǎn)電荷的電場)(多選)如圖9所示,在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中,O是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),E、F是兩點(diǎn)電荷連線中垂線上相對O對稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也相對O點(diǎn)對稱,則A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同B.A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向相反C.E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最大D.B、O、C三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最大123圖94√√2.(等量點(diǎn)電荷的電場)(多選)如圖9所示,在等量異種點(diǎn)電荷1234解析由對稱性可知,B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向均相同,A正確;A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等、方向相同,B錯誤;在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,O點(diǎn)場強(qiáng)最大,在兩點(diǎn)電荷連線上,O點(diǎn)場強(qiáng)最小,C正確,D錯誤.1234解析由對稱性可知,B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向均相同,3.(靜電力作用下的平衡)如圖10,在勻強(qiáng)電場中將一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球,由靜止釋放,小球運(yùn)動軌跡為一直線,該直線與豎直方向夾角為θ,不能忽略小球的重力,重力加速度為g,則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為123圖104√3.(靜電力作用下的平衡)如圖10,在勻強(qiáng)電場中將一質(zhì)量為m1234解析如圖所示,小球在重力和靜電力的共同作用下做加速直線運(yùn)動,當(dāng)靜電力與運(yùn)動方向垂直時,靜電力最小,即qE=mgsinθ,故E=
,C正確.1234解析如圖所示,小球在重力和靜電力的共同作用下做加速4.(靜電力作用下的平衡)如圖11所示,一光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),一點(diǎn)電荷固定在圓環(huán)的最高點(diǎn)A處,重力為G、帶電荷量大小為q的小球P(可視為點(diǎn)電荷)套在環(huán)上.若小球P靜止時與圓心O的連線恰好沿水平方向,則下列判斷正確的是A.點(diǎn)電荷在小球P所在位置處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為B.點(diǎn)電荷在小球P所在位置處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為C.此時圓環(huán)對小球P的彈力大小為
GD.此時圓環(huán)對小球P的彈力大小為
G123圖114√4.(靜電力作用下的平衡)如圖11所示,一光滑絕緣圓環(huán)固定在1234此時圓環(huán)對小球P的彈力大小FN=Gtan45°=G,選項C、D錯誤.1234此時圓環(huán)對小球P的彈力大小FN=Gtan45°=G1.一帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷,只在靜電力作用下沿曲線abc由a運(yùn)動到c,已知點(diǎn)電荷的速率是遞減的.關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向,圖中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)基礎(chǔ)強(qiáng)化練專題強(qiáng)化練12345678910111213√1.一帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷,只在靜電力作用下沿曲線abc由a運(yùn)動解析根據(jù)從a運(yùn)動到c,點(diǎn)電荷的速率是遞減的,可知點(diǎn)電荷所受靜電力方向與速度方向成鈍角,又根據(jù)曲線運(yùn)動條件,可知靜電力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),因負(fù)電荷所受靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,故圖D正確.12345678910111213解析根據(jù)從a運(yùn)動到c,點(diǎn)電荷的速率是遞減的,可知點(diǎn)電荷所受2.(多選)一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),軌跡如圖1中虛線所示.不計粒子所受重力,則A.粒子帶正電荷B.粒子加速度逐漸減小C.A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度D.粒子的初速度不為零圖112345678910111213√√√2.(多選)一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),軌跡如圖1中12345678910111213解析帶電粒子所受合外力(即靜電力)指向軌跡內(nèi)側(cè),由題圖知靜電力方向沿電場線斜向左,粒子帶負(fù)電荷,A錯誤.根據(jù)電場線的疏密可知EA>EB,則粒子在A點(diǎn)所受電場力大,加速度大,故粒子加速度逐漸減小,B正確.粒子從A到B靜電力對粒子做負(fù)功,粒子動能減小,速度減小,則粒子在A點(diǎn)的初速度不為零,C、D正確.12345678910111213解析帶電粒子所受合外力(3.某電場的電場線分布如圖2所示,虛線為某帶電粒子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡,a、b、c是軌跡上的三個點(diǎn),則A.粒子一定帶負(fù)電B.粒子一定是從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)C.粒子在c點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度D.粒子在電場中c點(diǎn)的速度一定大于在a點(diǎn)的速度圖212345678910111213√3.某電場的電場線分布如圖2所示,虛線為某帶電粒子只在靜電力解析根據(jù)曲線運(yùn)動的條件,合力指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè),由此可知,帶電粒子受到的靜電力的方向?yàn)檠刂妶鼍€向左,所以粒子帶正電,A錯誤;粒子不一定是從a點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動到b點(diǎn),也可能是從b點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動到a點(diǎn),B錯誤;12345678910111213由電場線的分布可知,粒子在c點(diǎn)處受靜電力較大,在c點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度,C正確;若粒子從c運(yùn)動到a,靜電力方向與速度方向成銳角,所以粒子做加速運(yùn)動,若粒子從a運(yùn)動到c,靜電力方向與速度方向成鈍角,所以粒子做減速運(yùn)動,故粒子在電場中c點(diǎn)的速度一定小于在a點(diǎn)的速度,D錯誤.解析根據(jù)曲線運(yùn)動的條件,合力指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè),由此可知,4.真空中有兩個等量異種點(diǎn)電荷,以兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),以它們連線的中垂線為x軸,圖中能正確表示x軸上電場強(qiáng)度變化情況的是12345678910111213√4.真空中有兩個等量異種點(diǎn)電荷,以兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O為坐標(biāo)原解析兩等量異種點(diǎn)電荷電場的電場線如圖所示,在它們連線的中垂線上,從連線上的中點(diǎn)O到無窮遠(yuǎn)處的電場強(qiáng)度逐漸減小.12356789101112134解析兩等量異種點(diǎn)電荷電場的電場線如圖所示,在它們連線的中垂5.如圖3所示,一電子在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上沿A→O→B勻速飛過,電子重力不計,則電子所受的除靜電力之外的另一個力的大小和方向變化的情況是A.先變大后變小,方向水平向左B.先變大后變小,方向水平向右C.先變小后變大,方向水平向左D.先變小后變大,方向水平向右圖312345678910111213√5.如圖3所示,一電子在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上沿A→O12345678910111213解析由于電子做勻速運(yùn)動,其合力為零,所以另一個力一定與電子所受靜電力等大反向.由等量異種電荷的電場線分布特點(diǎn)可知中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向均相同且水平向右,負(fù)電荷所受的靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,所以電子所受的靜電力始終水平向左,另一個力的方向一定水平向右,又因O點(diǎn)的場強(qiáng)是中垂線上場強(qiáng)最大的點(diǎn),故靜電力先變大后變小,則另一個力也一定先變大后變小,選項B正確.12345678910111213解析由于電子做勻速運(yùn)動,6.(多選)(2019·汕頭市期中)下列圖中,絕緣細(xì)繩一端固定在天花板,一端系一質(zhì)量為m的帶正電小球,為了使小球能靜止在圖中所示位置,可加一個與紙面平行的勻強(qiáng)電場,所加電場方向可能是12345678910111213√√√6.(多選)(2019·汕頭市期中)下列圖中,絕緣細(xì)繩一端固12345678910111213解析A圖中,小球帶正電,電場強(qiáng)度方向水平向左,帶電小球所受的靜電力水平向左,則小球不可能靜止在圖示位置,故A錯誤;B圖中,小球帶正電,電場強(qiáng)度方向水平向右,帶電小球所受的靜電力水平向右,則小球可能靜止在圖示位置,故B正確;12345678910111213解析A圖中,小球帶正電,C圖中小球受靜電力方向斜向右上方,向下的重力及向左上方的細(xì)繩的拉力,三力可能平衡,選項C正確;D圖中,電場強(qiáng)度方向向上,當(dāng)qE=mg,繩子拉力為零,小球能靜止在圖中位置,故D正確.12345678910111213C圖中小球受靜電力方向斜向右上方,向下的重力及向左上方的細(xì)繩7.如圖4所示,在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,有一個質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細(xì)線上,當(dāng)小球靜止時,細(xì)線與豎直方向成30°角,已知此電場方向恰使小球受到的靜電力最小,重力加速度為g,則小球所帶的電荷量應(yīng)為圖412345678910111213√解析電場方向恰使小球受到的靜電力最小,即E的方向與細(xì)線垂直,對小球進(jìn)行受力分析可得mgsin30°=qE,則q=
,故選D.7.如圖4所示,在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,有一個質(zhì)量為m的帶正8.(多選)如圖5所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷),被固定在光滑絕緣水平面上.P、N是小球A、B連線的垂直平分線上的點(diǎn),且PO=ON.現(xiàn)將一個電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn)),由P點(diǎn)靜止釋放,在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動的過程中,關(guān)于小球C的速度-時間圖像中,可能正確的是圖512345678910111213√√8.(多選)如圖5所示,兩個帶等量正電荷的小球A、B(可視為解析在AB的垂直平分線上,從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn)電場強(qiáng)度先變大后變小,到O點(diǎn)變?yōu)榱悖瑤ж?fù)電的小球受力方向沿垂直平分線,如果P、N與O之間的距離足夠遠(yuǎn),小球從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn),加速度先變大后變小,速度不斷增大,在O點(diǎn)加速度變?yōu)榱?,速度達(dá)到最大,v-t圖線的斜率先變大后變??;由O點(diǎn)到N點(diǎn),速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對稱性,B正確;同理,如果P、N與O之間的距離很近,A正確.12345679101112138解析在AB的垂直平分線上,從無窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn)電場強(qiáng)度先變大后9.如圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷,則圖中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是12345678910111213√解析選項A中,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向不同;選項B中,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向都不同;選項C中,a、b兩點(diǎn)關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線對稱,電場強(qiáng)度相同;選項D中,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向不同,選項C正確.能力綜合練9.如圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大10.如圖6所示,a、b、c、d分別是一個菱形(豎直放置)的四個頂點(diǎn),∠abc=120°.O點(diǎn)為菱形對角線的交點(diǎn),現(xiàn)將三個電荷量均為+Q的點(diǎn)電荷分別固定在a、b、c三個頂點(diǎn)上,下列說法正確的是A.d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向dB.O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由d指向OC.d點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.d點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度圖6√1234567891011121310.如圖6所示,a、b、c、d分別是一個菱形(豎直放置)的0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中,假設(shè)電場足夠大,靜止時懸線向左與豎直方向夾角為θ=37°.E、O、F三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場強(qiáng)最大同理,O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項B錯誤;解析a、c兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)疊加的電場強(qiáng)度的方向由O指向d,b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向也由O指向d,所以d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項A正確;(1)電場強(qiáng)度E的大?。浑娮釉趶腶點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動的過程中,加速度越來d點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度此時圓環(huán)對小球P的彈力大小為G不論粒子是從A運(yùn)動到B,還是從B運(yùn)動到A,直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線,O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn).(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上由中點(diǎn)O到無限遠(yuǎn),場強(qiáng)先變大后變小.a的加速度將減小,b的加速度將增大解析根據(jù)從a運(yùn)動到c,點(diǎn)電荷的速率是遞減的,可知點(diǎn)電荷所受靜電力方向與速度方向成鈍角,又根據(jù)曲線運(yùn)動條件,可知靜電力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),因負(fù)電荷所受靜電力方向與場強(qiáng)方向相反,故圖D正確.一帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡如圖中虛線所示.帶電體在電場中的加速問題:與力學(xué)問題分析方法完全相同,帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律,在進(jìn)行受力分析時不要漏掉靜電力.假設(shè)帶電粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),所受靜電力方向與速度方向之間的夾角大于90°,靜電力做負(fù)功,帶電粒子的動能減少,速度減小,即Ea>Eb,va>vb,同理可得帶電粒子由b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)時也有Ea>Eb,va>vb,故C對,D錯.如圖8所示,在豎直平面內(nèi)有兩個點(diǎn)電荷,固定在同一水平直線上相距為l的A、B兩點(diǎn),其電荷量分別為+Q、-Q.25×104N/C,一根長L=1.12345678910111213解析a、c兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)疊加的電場強(qiáng)度的方向由O指向d,b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向也由O指向d,所以d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項A正確;同理,O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d,選項B錯誤;0×10-6C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中一、氣體的等容變化②如果同時有大量粒子,或兩個粒子向來的時間間隔小于200μs,計數(shù)器也不能區(qū)分。3、影響氣體壓強(qiáng)的因素解題步驟1、內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)時,盡管p、V、T都可能改變,但是壓強(qiáng)跟體積的
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