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第62頁(yè)(共62頁(yè))2025年新高二物理人教版(2019)學(xué)困生專題復(fù)習(xí)《靜電場(chǎng)及其應(yīng)用》一.選擇題(共8小題)1.(2025?大興區(qū)校級(jí)模擬)下列說(shuō)法正確的是()A.在地毯中夾雜不銹鋼絲導(dǎo)電纖維,是為了防止靜電危害 B.提高打印室的干燥程度可以防止產(chǎn)生靜電現(xiàn)象 C.避雷針的原理是靜電屏蔽 D.靜電復(fù)印機(jī)是利用靜電的排斥作用工作2.(2025春?蘇州校級(jí)期中)如圖所示,原來(lái)不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下懸掛金屬驗(yàn)電箔,現(xiàn)使一帶正電的金屬小球靠近M端,下列說(shuō)法正確的是()A.只有M端的驗(yàn)電箔張開,N端帶負(fù)電 B.只有N端的驗(yàn)電箔張開,N端帶正電 C.兩端的驗(yàn)電箔都張開,M端帶負(fù)電,N端帶正電 D.兩端的驗(yàn)電箔都張開,兩端的驗(yàn)電箔都帶正電3.(2025春?周村區(qū)校級(jí)期中)關(guān)于電場(chǎng)線的敘述,下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)線是直線的地方一定是勻強(qiáng)電場(chǎng) B.點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用時(shí),加速度的方向總是與所在處的電場(chǎng)線的切線重合 C.電場(chǎng)線的方向就是帶正電的試探電荷的運(yùn)動(dòng)方向 D.畫有電場(chǎng)線的地方有電場(chǎng),沒(méi)畫電場(chǎng)線的地方就不存在電場(chǎng)4.(2025春?渝中區(qū)校級(jí)期中)公元前600年左右,古希臘學(xué)者泰勒斯發(fā)現(xiàn)摩擦過(guò)的琥珀可以吸引輕小物體,這是靜電現(xiàn)象最早的發(fā)現(xiàn)。下列關(guān)于靜電場(chǎng)的相關(guān)概念說(shuō)法中正確的是()A.點(diǎn)電荷是自然界中客觀存在的最小帶電體 B.電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì) C.開普勒利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值 D.可用公式F=5.(2025春?江蘇期中)如圖所示,在光滑絕緣水平面上有三個(gè)孤立的點(diǎn)電荷Q1、Q、Q2,Q恰好靜止不動(dòng),且Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)點(diǎn)電荷始終共線。已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2,不計(jì)點(diǎn)電荷間的萬(wàn)有引力,Q1、Q2的電荷量之比為()A.r1:r2 B.r2:r1 C.r12:r6.(2025春?淄川區(qū)校級(jí)期中)關(guān)于各圖所涉及的物理知識(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲,導(dǎo)體棒因靜電感應(yīng)A端帶負(fù)電荷,B端帶正電荷 B.圖乙,飛機(jī)尾翼尖端處有些很細(xì)的針是為了預(yù)防雷電擊中高空飛行的飛機(jī) C.圖丙,靜電除塵裝置兩極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng) D.圖丁,毛皮與橡膠棒摩擦起電時(shí),毛皮帶正電是因?yàn)樵谀Σ吝^(guò)程中失去電子7.(2025春?淄博期中)如圖,橡膠板置于絕緣水平桌面上,某同學(xué)戴著絕緣手套先用毛皮摩擦橡膠板,然后手握絕緣手柄將撒有細(xì)紙屑的鋁板(初始不帶電)靠近橡膠板但始終未接觸橡膠板,可以看到部分細(xì)紙屑從鋁板上飛濺出來(lái)。下列說(shuō)法正確的是()A.鋁板靠近橡膠板的過(guò)程中,鋁板下表面帶負(fù)電 B.鋁板靠近橡膠板的過(guò)程中,部分細(xì)紙屑相互排斥從而飛濺出來(lái) C.鋁板和細(xì)紙屑構(gòu)成的系統(tǒng)在該過(guò)程中帶正電 D.若在鋁板靠近橡膠板時(shí)用另一只手觸摸一下鋁板后撤離,鋁板將帶負(fù)電8.(2025?海南一模)如圖所示,A、B、C為真空中邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),D為AB中點(diǎn),在A、B兩點(diǎn)各固定一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷,在C點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為+3q的點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.33kqL2 B.43kqL2二.多選題(共4小題)(多選)9.(2025?綿陽(yáng)模擬)如圖所示,真空中的直角坐標(biāo)系xOy,以O(shè)為圓心、半徑為1m的圓與坐標(biāo)軸交于A、B、C、D四點(diǎn)。在x軸上﹣2m和2m處,分別固定電荷量為+4q和﹣q的兩個(gè)點(diǎn)電荷。則()A.A、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同 B.A、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等,方向相同 C.B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同 D.B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等,方向相同(多選)10.(2025?紅橋區(qū)一模)如圖所示,真空中兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于圓的直徑AC上的M、N兩點(diǎn),直徑BD垂直于AC,且CM=MO=ON=NA。下列說(shuō)法中正確的是()A.圓弧ABCD是等勢(shì)面 B.B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C.一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷僅受靜電力作用,從D點(diǎn)由靜止釋放后,在DB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D.帶正電的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能大于該電荷在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能(多選)11.(2025?西安校級(jí)模擬)某空間相距2L固定放置兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B。如果以A電荷所在位置為原點(diǎn),A、B連線為x軸建立坐標(biāo)系,如圖甲所示,則x軸上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x的變化的φ﹣x圖像如圖乙所示。如果取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),則點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式為φ=kQr,其中k為靜電力常量、QA.x=2L點(diǎn)電勢(shì)為零 B.x2與x4點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反 C.B的電荷量是A的電荷量的8倍 D.x3:x1=5:4(多選)12.(2025?深圳模擬)如圖所示,靜電噴涂時(shí),噴槍噴出的涂料微粒帶電,在帶正電的被涂物的靜電力作用下,向被涂物運(yùn)動(dòng),最后吸附在其表面。在涂料微粒向被涂物靠近的過(guò)程中()A.涂料微粒帶負(fù)電 B.離被涂物越近,所受靜電力越小 C.靜電力對(duì)涂料微粒做負(fù)功 D.涂料微粒的電勢(shì)能減小三.填空題(共4小題)13.(2023秋?海淀區(qū)校級(jí)月考)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定元電荷的數(shù)值。噴霧器把油滴(由于摩擦,油滴帶負(fù)電)通過(guò)平行金屬板的上極板小孔噴入電場(chǎng)中;通過(guò)顯微鏡觀察懸浮不動(dòng)的油滴。(1)平行金屬板之間的電場(chǎng)是;(選填:“勻強(qiáng)電場(chǎng)”或“非勻強(qiáng)電場(chǎng)”)(2)平行金屬板的下極板帶。(選填:“正電”或“負(fù)電”)14.(2023秋?重慶月考)如圖所示,在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在y軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷﹣Q,且CO=OD=r,∠ADO=60°。則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。15.(2023春?嘉定區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,彼此接觸的導(dǎo)體A和B被絕緣柱支撐住,起初它們不帶電。將帶正電的物體C移近導(dǎo)體A,則導(dǎo)體A(兩空均選填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”);若先移走C,再把A、B分開,則導(dǎo)體A。16.(2023秋?順義區(qū)校級(jí)月考)十九世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電子以后,物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量。如圖所示為密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖,兩塊金屬板水平放置,板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向下。用一個(gè)噴霧器把許多油滴從上極板中間噴霧器的小孔噴入電場(chǎng),油滴由于摩擦而帶電,當(dāng)極板間的電壓為U、距離為d時(shí),一質(zhì)量為m的油滴恰好懸浮于電場(chǎng)中,重力加速度為g,則該油滴帶(選填“負(fù)電”或“正電”),電荷量為(用已知量U、d、m、g表示)。四.解答題(共4小題)17.(2024秋?懷柔區(qū)期末)半徑為r的兩個(gè)金屬球,其球心相距20r,現(xiàn)使兩球帶上等量的同種電荷Q,求:(1)兩球之間的靜電力多大;(2)若兩球球心相距3r,兩球之間的靜電力F=18.(2024秋?南崗區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,兩球均帶正電,固定的小球A的電荷量為Q,用絕緣細(xì)繩懸掛起來(lái)的小球B的質(zhì)量為m、電荷量為q。當(dāng)小球B靜止時(shí),兩球心在同一高度,細(xì)繩與豎直方向的夾角α=37°,靜電力常量為k,重力加速度大小為g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)小球B所受電場(chǎng)力的大小F;(2)小球A在小球B處電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;(3)A、B兩球間的距離r。19.(2024春?濱湖區(qū)期中)如圖所示,A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球,A固定在斜面底端豎直放置的10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上,B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高,若B的質(zhì)量為303g,g取10m/s(1)AB之間庫(kù)侖力大?。唬?)B所帶電荷量q。20.(2024?北京學(xué)業(yè)考試)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2.0×103N/C,將電荷量q=+2.0×10﹣8C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)。(1)畫出該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力F的示意圖;(2)求該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力的大小F。
2025年新高二物理人教版(2019)學(xué)困生專題復(fù)習(xí)《靜電場(chǎng)及其應(yīng)用》參考答案與試題解析一.選擇題(共8小題)題號(hào)12345678答案ACBBCDBD二.多選題(共4小題)題號(hào)9101112答案BCCDBDAD一.選擇題(共8小題)1.(2025?大興區(qū)校級(jí)模擬)下列說(shuō)法正確的是()A.在地毯中夾雜不銹鋼絲導(dǎo)電纖維,是為了防止靜電危害 B.提高打印室的干燥程度可以防止產(chǎn)生靜電現(xiàn)象 C.避雷針的原理是靜電屏蔽 D.靜電復(fù)印機(jī)是利用靜電的排斥作用工作【考點(diǎn)】靜電的利用和防止.【專題】定性思想;歸納法;電荷守恒定律與庫(kù)侖定律專題;理解能力.【答案】A【分析】靜電危害是由于相互間不斷摩擦,從而產(chǎn)生大量的靜電,不及時(shí)導(dǎo)走,會(huì)出現(xiàn)放電危害;避雷針是通過(guò)尖端放電,逐漸中和云中的電荷;靜電復(fù)印機(jī)應(yīng)用了靜電吸附原理。【解答】解:A.地毯中不銹鋼絲的作用是把鞋底與地毯摩擦產(chǎn)生的電荷傳到大地上,以免發(fā)生靜電危害,屬于防止靜電危害,故A正確;B.打印室中,紙張間摩擦產(chǎn)生大量靜電,所以打印室中保持適當(dāng)?shù)臐穸?,及時(shí)把靜電導(dǎo)走,防止產(chǎn)生靜電現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)帶電云層靠近建筑物時(shí),避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會(huì)通過(guò)針尖放電,逐漸中和云中的電荷,使建筑物免遭雷擊,其原理為尖端放電,故C錯(cuò)誤;D.靜電復(fù)印機(jī)是利用靜電工作的,應(yīng)用了靜電吸附原理,故D錯(cuò)誤。故選:A。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了靜電的防止與應(yīng)用、尖端放電的相關(guān)概念,著重考查日常生活中靜電相關(guān)問(wèn)題,需理解其原因從而進(jìn)行分析。2.(2025春?蘇州校級(jí)期中)如圖所示,原來(lái)不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下懸掛金屬驗(yàn)電箔,現(xiàn)使一帶正電的金屬小球靠近M端,下列說(shuō)法正確的是()A.只有M端的驗(yàn)電箔張開,N端帶負(fù)電 B.只有N端的驗(yàn)電箔張開,N端帶正電 C.兩端的驗(yàn)電箔都張開,M端帶負(fù)電,N端帶正電 D.兩端的驗(yàn)電箔都張開,兩端的驗(yàn)電箔都帶正電【考點(diǎn)】靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】C【分析】根據(jù)感應(yīng)帶電的原理分析即可。【解答】解:依題有使一帶正電的金屬小球靠近M端,金屬導(dǎo)體處在正電荷的電場(chǎng)中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,金屬導(dǎo)體的M端要感應(yīng)出負(fù)電荷,在導(dǎo)體的N端會(huì)出現(xiàn)正電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗(yàn)電箔都張開,且M端帶負(fù)電,N端帶正電。故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】知道感應(yīng)帶電的原理,以及導(dǎo)體的兩端帶電特點(diǎn)符合“近異遠(yuǎn)同”。同時(shí)要掌握處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。3.(2025春?周村區(qū)校級(jí)期中)關(guān)于電場(chǎng)線的敘述,下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)線是直線的地方一定是勻強(qiáng)電場(chǎng) B.點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用時(shí),加速度的方向總是與所在處的電場(chǎng)線的切線重合 C.電場(chǎng)線的方向就是帶正電的試探電荷的運(yùn)動(dòng)方向 D.畫有電場(chǎng)線的地方有電場(chǎng),沒(méi)畫電場(chǎng)線的地方就不存在電場(chǎng)【考點(diǎn)】電場(chǎng)線的定義及基本特征.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】B【分析】電場(chǎng)線的方向是正電荷所受電場(chǎng)力的方向;電場(chǎng)線的切線方向即為場(chǎng)強(qiáng)的方向;只有電場(chǎng)線是直線,帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向在同一條直線上時(shí)電場(chǎng)線才與帶電粒子的軌跡重合;電場(chǎng)線的疏密代表電場(chǎng)的強(qiáng)弱,故電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng).【解答】解:A、電場(chǎng)線是直線的地方不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng),比如點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,故A錯(cuò)誤;B、正電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的切線方向相同,負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的切線方向相反,點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用時(shí),結(jié)合牛頓第二定律可知加速度的方向總是與所在處的電場(chǎng)線的切線重合,故B正確;C、電場(chǎng)線的方向就是帶正電的試探電荷受力的方向,與試探電荷運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;D、電場(chǎng)線的疏密代表電場(chǎng)的強(qiáng)弱,故電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng),且電場(chǎng)線不存在,是假想的,故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】記住電場(chǎng)線的特點(diǎn)即可順利解出此題,故要在理解的基礎(chǔ)上牢記基本概念.4.(2025春?渝中區(qū)校級(jí)期中)公元前600年左右,古希臘學(xué)者泰勒斯發(fā)現(xiàn)摩擦過(guò)的琥珀可以吸引輕小物體,這是靜電現(xiàn)象最早的發(fā)現(xiàn)。下列關(guān)于靜電場(chǎng)的相關(guān)概念說(shuō)法中正確的是()A.點(diǎn)電荷是自然界中客觀存在的最小帶電體 B.電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì) C.開普勒利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值 D.可用公式F=【考點(diǎn)】庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用;電場(chǎng)及其性質(zhì);電荷量與元電荷.【專題】定性思想;推理法;電荷守恒定律與庫(kù)侖定律專題;理解能力.【答案】B【分析】點(diǎn)電荷是理想化模型,電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì),密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值,庫(kù)侖定律的適用條件是真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷?!窘獯稹拷猓篈.點(diǎn)電荷是理想化模型,故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì),故B正確;C.密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值,故C錯(cuò)誤;D.庫(kù)侖定律的適用條件是真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷,兩相距很近的帶電大金屬球之間的庫(kù)侖力不能用公式F=kQq故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了點(diǎn)電荷、電場(chǎng)、元電荷、庫(kù)侖定律的適用條件,需清楚其定義,屬于基礎(chǔ)知識(shí)。5.(2025春?江蘇期中)如圖所示,在光滑絕緣水平面上有三個(gè)孤立的點(diǎn)電荷Q1、Q、Q2,Q恰好靜止不動(dòng),且Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)點(diǎn)電荷始終共線。已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2,不計(jì)點(diǎn)電荷間的萬(wàn)有引力,Q1、Q2的電荷量之比為()A.r1:r2 B.r2:r1 C.r12:r【考點(diǎn)】庫(kù)侖力作用下的受力平衡問(wèn)題.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】C【分析】根據(jù)受力平衡結(jié)合庫(kù)侖定律列式求解?!窘獯稹拷猓狐c(diǎn)電荷Q恰好靜止不動(dòng),處于平衡狀態(tài),已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2,根據(jù)受力平衡結(jié)合庫(kù)侖定律可得k可得O1、O2的電荷量之比為Q1Q2=r故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了庫(kù)侖力作用下的物體的平衡,是庫(kù)侖力與平衡的簡(jiǎn)單結(jié)合,比較容易。6.(2025春?淄川區(qū)校級(jí)期中)關(guān)于各圖所涉及的物理知識(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲,導(dǎo)體棒因靜電感應(yīng)A端帶負(fù)電荷,B端帶正電荷 B.圖乙,飛機(jī)尾翼尖端處有些很細(xì)的針是為了預(yù)防雷電擊中高空飛行的飛機(jī) C.圖丙,靜電除塵裝置兩極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng) D.圖丁,毛皮與橡膠棒摩擦起電時(shí),毛皮帶正電是因?yàn)樵谀Σ吝^(guò)程中失去電子【考點(diǎn)】電荷在導(dǎo)體上的分布、尖端放電;摩擦起電;靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電.【專題】定性思想;推理法;電荷守恒定律與庫(kù)侖定律專題;推理論證能力.【答案】D【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)A端帶負(fù)電,B端可能不帶電也可能帶負(fù)電荷,結(jié)合電荷在越尖銳的地方分布越多,靜電除塵裝置兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng),以及毛皮帶正電是因?yàn)樵谀Σ吝^(guò)程中失去電子分析求解。【解答】解:A.把大地和導(dǎo)體棒看作一個(gè)整體,導(dǎo)體棒是近端,因靜電感應(yīng)A端帶負(fù)電,B端可能不帶電也可能帶負(fù)電荷,但不可能帶正電荷,故A錯(cuò)誤;B.飛機(jī)高速飛行時(shí)與空氣摩擦產(chǎn)生靜電,電荷在越尖銳的地方分布越多,可以通過(guò)尖端放電釋放靜電,而不是預(yù)防雷電擊中高空飛行的飛機(jī),故B錯(cuò)誤;C.靜電除塵裝置兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng),負(fù)極附近場(chǎng)強(qiáng)較大,故C錯(cuò)誤;D.毛皮與橡膠棒摩擦起電時(shí),毛皮帶正電是因?yàn)樵谀Σ吝^(guò)程中失去電子,橡膠棒帶負(fù)電是因?yàn)樵谀Σ吝^(guò)程中得到電子,故D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了起電的方式,理解摩擦、感應(yīng)和接觸起電的本質(zhì)和區(qū)別是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。7.(2025春?淄博期中)如圖,橡膠板置于絕緣水平桌面上,某同學(xué)戴著絕緣手套先用毛皮摩擦橡膠板,然后手握絕緣手柄將撒有細(xì)紙屑的鋁板(初始不帶電)靠近橡膠板但始終未接觸橡膠板,可以看到部分細(xì)紙屑從鋁板上飛濺出來(lái)。下列說(shuō)法正確的是()A.鋁板靠近橡膠板的過(guò)程中,鋁板下表面帶負(fù)電 B.鋁板靠近橡膠板的過(guò)程中,部分細(xì)紙屑相互排斥從而飛濺出來(lái) C.鋁板和細(xì)紙屑構(gòu)成的系統(tǒng)在該過(guò)程中帶正電 D.若在鋁板靠近橡膠板時(shí)用另一只手觸摸一下鋁板后撤離,鋁板將帶負(fù)電【考點(diǎn)】靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】B【分析】用毛皮摩擦橡膠板后橡膠板帶負(fù)電;根據(jù)負(fù)電荷的移動(dòng)方向得出上下表面帶的電性;根據(jù)紙屑與金屬板電性的關(guān)系得出其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)?!窘獯稹拷猓篈.用毛皮摩擦橡膠板后,橡膠板帶負(fù)電,鋁板靠近橡膠板的過(guò)程中發(fā)生靜電感應(yīng),離橡膠板較近的下表面帶正電,故A錯(cuò)誤;B.鋁板靠近橡膠板的過(guò)程中,離橡膠板較遠(yuǎn)的上表面帶負(fù)電,細(xì)紙屑相互排斥從而飛濺出來(lái),故B正確;C.鋁板和細(xì)紙屑構(gòu)成的系統(tǒng)在該過(guò)程中雖然感應(yīng)起電,但電荷量的代數(shù)和仍然為0,故C錯(cuò)誤;D.若在鋁板靠近橡膠板時(shí)另一只手觸摸一下鋁板,此時(shí)鋁板上表面帶的負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到人體,撤離該手后鋁板整體帶正電,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電荷守恒定律的相關(guān)應(yīng)用,理解電荷的移動(dòng)特點(diǎn),結(jié)合電荷之間的作用力特點(diǎn)即可完成分析。8.(2025?海南一模)如圖所示,A、B、C為真空中邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),D為AB中點(diǎn),在A、B兩點(diǎn)各固定一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷,在C點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為+3q的點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.33kqL2 B.43kqL2【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】D【分析】根據(jù)電場(chǎng)疊加的原理,列式求解即可?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)等量點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)分布可知AB兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在D的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,即A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在D的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零,則D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E根據(jù)幾何關(guān)系可得rCD=Lsin60°聯(lián)立可得D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=4kqL2故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)電場(chǎng)疊加的理解和運(yùn)用,需要注意電場(chǎng)強(qiáng)度滿足矢量的運(yùn)算法則。二.多選題(共4小題)(多選)9.(2025?綿陽(yáng)模擬)如圖所示,真空中的直角坐標(biāo)系xOy,以O(shè)為圓心、半徑為1m的圓與坐標(biāo)軸交于A、B、C、D四點(diǎn)。在x軸上﹣2m和2m處,分別固定電荷量為+4q和﹣q的兩個(gè)點(diǎn)電荷。則()A.A、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同 B.A、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等,方向相同 C.B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同 D.B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等,方向相同【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】BC【分析】根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理分析電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈B.設(shè)+4q的點(diǎn)電荷到A點(diǎn)的距離為r,A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小EC點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E所以A、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不等,根據(jù)電場(chǎng)疊加原理可知,兩個(gè)點(diǎn)電荷在A、C兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,合場(chǎng)強(qiáng)方向均沿x軸正方向,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.兩點(diǎn)電荷在B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度如圖+4q在D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E﹣q在D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E則E1>E2所以D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸有一定夾角偏向y軸正方向,由于電場(chǎng)的對(duì)稱性可知B點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸有一定夾角偏向y軸負(fù)方向,所以B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同;由于電場(chǎng)的對(duì)稱性可知B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:BC?!军c(diǎn)評(píng)】電場(chǎng)強(qiáng)度疊加問(wèn)題的本質(zhì)就是矢量運(yùn)算法則,先確定每一個(gè)電荷在該點(diǎn)單獨(dú)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,再利用平行四邊形定則或三角形定則求解合場(chǎng)強(qiáng)。(多選)10.(2025?紅橋區(qū)一模)如圖所示,真空中兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于圓的直徑AC上的M、N兩點(diǎn),直徑BD垂直于AC,且CM=MO=ON=NA。下列說(shuō)法中正確的是()A.圓弧ABCD是等勢(shì)面 B.B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C.一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷僅受靜電力作用,從D點(diǎn)由靜止釋放后,在DB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D.帶正電的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能大于該電荷在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能【考點(diǎn)】用特殊的方法求解電場(chǎng)強(qiáng)度;電荷性質(zhì)、電勢(shì)能和電勢(shì)的關(guān)系;等勢(shì)面及其與電場(chǎng)線的關(guān)系.【專題】定量思想;方程法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】CD【分析】根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的性質(zhì),包括電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度的分布特點(diǎn),以及電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,分析等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)分布,可以判斷各選項(xiàng)的正確性。【解答】解:A、根據(jù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)可知,等量同種點(diǎn)電荷電勢(shì)分布,如圖所示由圖根據(jù)對(duì)稱性可知,A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,B、D點(diǎn)的電勢(shì)相等,圓弧ABCD不是等勢(shì)面,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)電場(chǎng)的對(duì)稱性可知,同一個(gè)試探電荷在B、D兩個(gè)位置所受的電場(chǎng)力大小相等,方向相反,故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)電場(chǎng)線分布可知,一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷僅受靜電力作用,從D點(diǎn)由靜止釋放后,先向O做加速運(yùn)動(dòng),然后向B點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng),速度減到零后再反向加速,如此重復(fù),即在DB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),故C正確;D、根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)分布特點(diǎn)可知,A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)和電荷的關(guān)系Ep=qφ可知,帶正電的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能大于該電荷在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能,故D正確。故選:CD?!军c(diǎn)評(píng)】本題通過(guò)分析等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特性,考查了電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念以及電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。正確理解電場(chǎng)線、等勢(shì)面的概念,以及電荷在電場(chǎng)中受力的方向和大小,是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。(多選)11.(2025?西安校級(jí)模擬)某空間相距2L固定放置兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B。如果以A電荷所在位置為原點(diǎn),A、B連線為x軸建立坐標(biāo)系,如圖甲所示,則x軸上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x的變化的φ﹣x圖像如圖乙所示。如果取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),則點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式為φ=kQr,其中k為靜電力常量、Q為場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電荷量、A.x=2L點(diǎn)電勢(shì)為零 B.x2與x4點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反 C.B的電荷量是A的電荷量的8倍 D.x3:x1=5:4【考點(diǎn)】點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng);電荷性質(zhì)、電勢(shì)能和電勢(shì)的關(guān)系;φ﹣x圖像的理解與應(yīng)用.【專題】定量思想;對(duì)稱法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;分析綜合能力.【答案】BD【分析】根據(jù)電勢(shì)與位置的圖,可以得到兩種關(guān)系式,一種是圖像的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系式可以得到電荷量的比值;另一種是電勢(shì)的關(guān)系,根據(jù)電勢(shì)的正負(fù)和變化情況,可以直接推斷電勢(shì)的正負(fù)和電場(chǎng)線的方向,且根據(jù)電勢(shì)為零的位置可以計(jì)算該位置與場(chǎng)源電荷的間距關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈.電荷所在位置為原點(diǎn),根據(jù)圖像,電荷A周圍的電勢(shì)為正值,可知電荷A帶正電;B電荷所在位置x=2L,根據(jù)圖像,電荷B周圍的電勢(shì)為負(fù)值,即x=2L點(diǎn)電勢(shì)不可能為零,故A錯(cuò)誤;B.分析可知電荷B帶負(fù)電,兩點(diǎn)電荷為異種電荷,在x軸上2L<x<3L的區(qū)域內(nèi),電勢(shì)逐漸升高,電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向;在x軸上x>3L的區(qū)域內(nèi),電勢(shì)逐漸降低,電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向,即x2與x4點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反,故B正確;C.φ﹣x圖像中圖線的斜率絕對(duì)值表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小,則x=3L處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,有:kQA(3L)2=kQBL2,解得:D.由題圖可知x1、x3處的電勢(shì)為零,根據(jù)電勢(shì)公式有:kQAx1=kQB2故選:BD?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查電勢(shì)隨位置變化的圖像分析,注意該圖可以得到兩種信息,一是電勢(shì)的正負(fù)、數(shù)值、變化情況,二是該圖的斜率表示的是場(chǎng)強(qiáng)。定量計(jì)算的時(shí)候,會(huì)用上點(diǎn)電荷的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式。(多選)12.(2025?深圳模擬)如圖所示,靜電噴涂時(shí),噴槍噴出的涂料微粒帶電,在帶正電的被涂物的靜電力作用下,向被涂物運(yùn)動(dòng),最后吸附在其表面。在涂料微粒向被涂物靠近的過(guò)程中()A.涂料微粒帶負(fù)電 B.離被涂物越近,所受靜電力越小 C.靜電力對(duì)涂料微粒做負(fù)功 D.涂料微粒的電勢(shì)能減小【考點(diǎn)】靜電的利用和防止;靜電平衡現(xiàn)象、等勢(shì)體;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系.【專題】定性思想;歸納法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;理解能力.【答案】AD【分析】根據(jù)異種電荷相互吸引分析;根據(jù)庫(kù)侖定律分析;根據(jù)電場(chǎng)力方向分析靜電力做功,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小?!窘獯稹拷猓篈、被涂物帶正電,則涂料微粒帶負(fù)電,故A正確;B、根據(jù)庫(kù)侖定律得知,離被涂物越近,涂料微粒所受靜電力越大,故B錯(cuò)誤;CD、涂料微粒所受靜電力的方向向左,其位移方向大致向左,則靜電力對(duì)涂料微粒做正功,其電勢(shì)能減少,故C錯(cuò)誤,D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】知道電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,掌握庫(kù)侖定律的應(yīng)用是解題的基礎(chǔ)。三.填空題(共4小題)13.(2023秋?海淀區(qū)校級(jí)月考)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定元電荷的數(shù)值。噴霧器把油滴(由于摩擦,油滴帶負(fù)電)通過(guò)平行金屬板的上極板小孔噴入電場(chǎng)中;通過(guò)顯微鏡觀察懸浮不動(dòng)的油滴。(1)平行金屬板之間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng);(選填:“勻強(qiáng)電場(chǎng)”或“非勻強(qiáng)電場(chǎng)”)(2)平行金屬板的下極板帶負(fù)電。(選填:“正電”或“負(fù)電”)【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、單位和方向.【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.【答案】勻強(qiáng)電場(chǎng);負(fù)電。【分析】(1)根據(jù)平行金屬板之間的電場(chǎng)的特點(diǎn)分析求解;(2)根據(jù)油滴帶負(fù)電,電場(chǎng)力向上分析求解。【解答】解:(1)平行金屬板之間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng);(2)油滴帶負(fù)電,電場(chǎng)力向上,可知平行金屬板的下極板帶負(fù)電。故答案為:勻強(qiáng)電場(chǎng);負(fù)電。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電場(chǎng)基本知識(shí),理解帶電油滴的狀態(tài)是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。14.(2023秋?重慶月考)如圖所示,在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在y軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷﹣Q,且CO=OD=r,∠ADO=60°。則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為kQr2,D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加;等量同種電荷的電場(chǎng)線分布;點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng).【專題】定量思想;合成分解法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】kQr【分析】根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式與電場(chǎng)疊加原理,結(jié)合幾何關(guān)系解答。【解答】解:根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式與電場(chǎng)疊加原理,可知兩個(gè)正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,矢量和為零。但負(fù)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為:E1=kQr由幾何關(guān)系易知:AD=BD=CD,根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式可知三個(gè)點(diǎn)電荷在D的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,各自的方向如下圖所示:三個(gè)點(diǎn)電荷在D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向互成120°角,由矢量合成易知合場(chǎng)強(qiáng)為零,故D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。故答案為:kQr【點(diǎn)評(píng)】本題考查了點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式與電場(chǎng)疊加原理,掌握方向互成120°角的兩個(gè)等大的矢量的合矢量與分矢量等大;方向互成120°角的三個(gè)等大的矢量的合矢量為零。方向互成60°角的兩個(gè)等大的矢量的合矢量為分矢量的3倍。15.(2023春?嘉定區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,彼此接觸的導(dǎo)體A和B被絕緣柱支撐住,起初它們不帶電。將帶正電的物體C移近導(dǎo)體A,則導(dǎo)體A帶負(fù)電(兩空均選填“帶正電”、“帶負(fù)電”或“不帶電”);若先移走C,再把A、B分開,則導(dǎo)體A不帶電?!究键c(diǎn)】靜電的利用和防止;電荷守恒定律.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】帶負(fù)電,不帶電?!痉治觥慨?dāng)導(dǎo)體A、B放在帶正電的附近時(shí),出現(xiàn)感應(yīng)起電現(xiàn)象。電荷周圍有電場(chǎng)存在,從而導(dǎo)體A、B處于電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力的作用下,使導(dǎo)體中的自由電子重新分布?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)靜電感應(yīng)原理可知,當(dāng)帶正電的物體C移近導(dǎo)體A時(shí),導(dǎo)體A、B由于接觸,則導(dǎo)體中的負(fù)電荷向A端移動(dòng),則A端帶負(fù)電,B端失去電子帶正電;先移走物體C,A、B中正負(fù)電荷中和,再把A、B分開,則A、B都不帶電。故答案為:帶負(fù)電,不帶電?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),并明確電荷間的相互作用所帶來(lái)的現(xiàn)象,能通過(guò)所學(xué)物理規(guī)律進(jìn)行分析解答。16.(2023秋?順義區(qū)校級(jí)月考)十九世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電子以后,物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量。如圖所示為密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖,兩塊金屬板水平放置,板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向下。用一個(gè)噴霧器把許多油滴從上極板中間噴霧器的小孔噴入電場(chǎng),油滴由于摩擦而帶電,當(dāng)極板間的電壓為U、距離為d時(shí),一質(zhì)量為m的油滴恰好懸浮于電場(chǎng)中,重力加速度為g,則該油滴帶負(fù)電(選填“負(fù)電”或“正電”),電荷量為mgdU(用已知量U、d、m、g【考點(diǎn)】帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡;密立根油滴實(shí)驗(yàn).【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】負(fù)電;mgd【分析】對(duì)處于懸浮狀態(tài)的油滴受力分析可知,根據(jù)電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向的關(guān)系判斷油滴帶電性質(zhì)。根據(jù)平衡條件和勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系求解電荷量?!窘獯稹拷猓簩?duì)處于懸浮狀態(tài)的油滴受力分析可知,油滴受重力和豎直向上的電場(chǎng)力,已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下,則油滴帶負(fù)電。由平衡條件可得:mg=qE故答案為:負(fù)電;mgd【點(diǎn)評(píng)】本題考查了帶電體在電場(chǎng)中受力平衡問(wèn)題,掌握勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。四.解答題(共4小題)17.(2024秋?懷柔區(qū)期末)半徑為r的兩個(gè)金屬球,其球心相距20r,現(xiàn)使兩球帶上等量的同種電荷Q,求:(1)兩球之間的靜電力多大;(2)若兩球球心相距3r,兩球之間的靜電力F=【考點(diǎn)】庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;電荷守恒定律與庫(kù)侖定律專題;理解能力.【答案】(1)兩球之間的靜電力為kQ(2)若兩球球心相距3r,兩球之間的靜電力F【分析】(1)(2)庫(kù)侖定律的使用條件是真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,再結(jié)合庫(kù)侖力公式進(jìn)行計(jì)算?!窘獯稹浚?)由于球心之間的距離比兩金屬球的半徑大得多,所以可將金屬球看成是球心處的點(diǎn)電荷,根據(jù)庫(kù)侖定律可知:F(2)若兩球球心相距3r,則兩球不能看成點(diǎn)電荷,同種電荷相互排斥,故等效距離大于3r,所以兩球之間的靜電力應(yīng)滿足F答:(1)兩球之間的靜電力為kQ(2)若兩球球心相距3r,兩球之間的靜電力F【點(diǎn)評(píng)】考察了對(duì)庫(kù)侖力公式的理解與使用。18.(2024秋?南崗區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,兩球均帶正電,固定的小球A的電荷量為Q,用絕緣細(xì)繩懸掛起來(lái)的小球B的質(zhì)量為m、電荷量為q。當(dāng)小球B靜止時(shí),兩球心在同一高度,細(xì)繩與豎直方向的夾角α=37°,靜電力常量為k,重力加速度大小為g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)小球B所受電場(chǎng)力的大小F;(2)小球A在小球B處電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;(3)A、B兩球間的距離r。【考點(diǎn)】庫(kù)侖力作用下的受力平衡問(wèn)題.【專題】計(jì)算題;定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】(1)小球B所受電場(chǎng)力的大小F為34mg(2)小球A在小球B處電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E為3mg(3)A、B兩球間的距離r為23【分析】(1)對(duì)小球B受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求解;(2)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義求解;(3)根據(jù)庫(kù)侖定律求出兩球之間的距離?!窘獯稹拷猓海?)對(duì)小球B受力分析,如圖所示:根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有:tanα解得小球B所受電場(chǎng)力的大小F為:F(2)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義公式有:E解得小球A在小球B處電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E為:E(3)根據(jù)庫(kù)侖定律有:F解得A、B兩球間的距離r為:r答:(1)小球B所受電場(chǎng)力的大小F為34mg(2)小球A在小球B處電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E為3mg(3)A、B兩球間的距離r為23【點(diǎn)評(píng)】本題考查了復(fù)合場(chǎng)中的共點(diǎn)力作用下物體的平衡,其解決方法和純力學(xué)中共點(diǎn)力作用下物體的平衡適用完全相同的解決方法。19.(2024春?濱湖區(qū)期中)如圖所示,A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球,A固定在斜面底端豎直放置的10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上,B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A等高,若B的質(zhì)量為303g,g取10m/s(1)AB之間庫(kù)侖力大??;(2)B所帶電荷量q?!究键c(diǎn)】庫(kù)侖力作用下的受力平衡問(wèn)題.【專題】定量思想;控制變量法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;理解能力.【答案】(1)AB之間庫(kù)侖力大小為0.3N;(2)B所帶電荷量q為1×10﹣6C?!痉治觥浚?)對(duì)B進(jìn)行受力分析列式求解;(2)根據(jù)幾何關(guān)系求出AB之間的距離,再根據(jù)庫(kù)侖定律求解B所帶電荷量?!窘獯稹拷猓海?)以B為對(duì)象,沿斜面方向根據(jù)受力平衡可得FABcos30°=mgsin30°代入數(shù)據(jù)解得AB之間庫(kù)侖力大小為FAB=0.3N(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知,AB之間的距離為r=解得r=103cm根據(jù)庫(kù)侖定律可得FAB代入數(shù)據(jù)解得B所帶電荷量為q=1×10﹣6C答:(1)AB之間庫(kù)侖力大小為0.3N;(2)B所帶電荷量q為1×10﹣6C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查的是兩帶電小球的平衡問(wèn)題,題型簡(jiǎn)單,熟練掌握庫(kù)侖定律的應(yīng)用即可。20.(2024?北京學(xué)業(yè)考試)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2.0×103N/C,將電荷量q=+2.0×10﹣8C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)。(1)畫出該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力F的示意圖;(2)求該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力的大小F?!究键c(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】定量思想;方程法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】(1)該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力F的示意圖見解析;(2)該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力的大小為4.0×10﹣5N。【分析】(1)正電荷受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相同;(2)根據(jù)電場(chǎng)力表達(dá)式求解靜電力的大小?!窘獯稹拷猓海?)正電荷受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相同,該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力F的示意圖如圖所示;(2)根據(jù)電場(chǎng)力表達(dá)式可得:F=qE解得:F=4.0×10﹣5N。答:(1)該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力F的示意圖見解析;(2)該電荷在A點(diǎn)受到的靜電力的大小為4.0×10﹣5N。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查電場(chǎng)力的計(jì)算,解答本題的關(guān)鍵是掌握電場(chǎng)力的計(jì)算公式,知道正電荷受力方向與電場(chǎng)線方向的關(guān)系。
考點(diǎn)卡片1.電荷守恒定律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電荷守恒定律:(1)起電方式:摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電.(2)帶電實(shí)質(zhì):物體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子.(3)內(nèi)容:電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保持不變.這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律.注意:當(dāng)完全相同的帶電金屬球相接觸時(shí),同種電荷電量平均分配,異種電荷先中和后平分.【命題方向】例1:如圖所示使物體A、B帶電的實(shí)驗(yàn)為()A.摩擦起電B.傳導(dǎo)起電C.感應(yīng)起電D.以上都不對(duì)分析:使物體帶電的方法有三種分別為摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電,由此分析可以的出結(jié)論.解:當(dāng)帶電的球靠近AB時(shí),由于靜電的感應(yīng),會(huì)使左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷,當(dāng)把AB分開之后,A就帶了負(fù)電,B就帶了正電,所以本實(shí)驗(yàn)為使物體感應(yīng)起電,所以C正確.故選:C.點(diǎn)評(píng):本題是基礎(chǔ)的題目,考查的就是學(xué)生對(duì)基本內(nèi)容的掌握的情況,在平時(shí)要注意多積累,掌握住使物體帶電的方法.【解題方法點(diǎn)撥】處于靜電平衡的帶電導(dǎo)體電荷只能分布在外表面上,而導(dǎo)體外表面上的電荷分布又與表面形狀有關(guān),因此當(dāng)完全相同的帶電金屬球相接觸時(shí),同種電荷電量平均分配,異種電荷先中和后平分.2.電荷量與元電荷【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】(1)元電荷是最小的電荷量,而不是實(shí)物粒子,元電荷無(wú)正、負(fù)之分。(2)雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷,但不能說(shuō)質(zhì)子、電子是元電荷。(3)元電荷e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的,e=1.60×10﹣19C.(4)電子的比荷:電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比,叫作電子的比荷。它也是一個(gè)重要的物理量.電子的質(zhì)量me=9.1×10﹣31kg,所以電子的比荷為eme=1.76×10【命題方向】關(guān)于電荷量的下列說(shuō)法中哪些是錯(cuò)誤的()A.物體所帶的電荷量可以是任意實(shí)數(shù)B.物體所帶的電荷量只能是某些值C.電子和質(zhì)子的電荷量的大小均為1.6×10﹣19CD.物體所帶電荷量的最小值是1.6×10﹣19C分析:元電荷e=1.6×10﹣19C是自然界最小的電荷量,所有帶電體所帶電量都元電荷的整數(shù)倍.物體原來(lái)中性,失去電子后帶正電,根據(jù)n=q解答:A、物體的帶電荷量不是任意值,只能是元電荷的整數(shù)倍。故A錯(cuò)誤。B、根據(jù)密立根等科學(xué)家研究結(jié)果可知,物體的帶電荷量只能不連續(xù)的某些值。故B正確。C、元電荷是自然界最小的電荷量,等于一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子的電荷量,元電荷是1.6×10﹣19C.故C、D正確。本題選擇錯(cuò)誤的,故選:A。點(diǎn)評(píng):本題考查元電荷這個(gè)知識(shí)點(diǎn),元電荷自然界最小的電荷量,其數(shù)值等于電子或質(zhì)子的電量,但不是電子或質(zhì)子?!窘忸}思路點(diǎn)撥】元電荷不是電荷,是一個(gè)數(shù)值,是帶電體所能攜帶的最小電荷量,質(zhì)子與電子攜帶的電荷量等于元電荷,其值為1.6×10﹣19C。3.摩擦起電【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】物體有三種起電方式(1)摩擦起電:當(dāng)兩種物質(zhì)組成的物體互相摩擦?xí)r,一些受束縛較弱的電子會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。于是,原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電,失去電子的物體則帶正。(2)靜電感應(yīng):當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷,電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫作感應(yīng)起電。(3)接觸起電:將帶電體與導(dǎo)體接觸,如果帶電體帶負(fù)電,則由于電子之間的相互排斥,會(huì)轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上一部分,使導(dǎo)體帶上負(fù)電;如果帶電體帶正電,則會(huì)吸引一部分導(dǎo)體的電子,使導(dǎo)體帶上正電。3.三種起電方式的比較【命題方向】下列說(shuō)法中正確的是()A、用絲綢摩擦玻璃棒可以創(chuàng)造正電荷,故玻璃棒帶正電B、用絲綢摩擦玻璃棒時(shí),玻璃棒和絲綢帶等量異種電荷C、用絲綢摩擦玻璃棒可使玻璃棒和絲綢都帶正電D、不帶電的物體不具有任何電荷分析:用絲綢摩擦玻璃棒帶正電荷,是由于玻璃棒的電子轉(zhuǎn)移到了絲綢上,從而使玻璃棒帶了正電荷,絲綢帶等了負(fù)電荷.解答:由電荷守恒定律可得,電荷不會(huì)產(chǎn)生也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保持不變。用絲綢摩擦玻璃棒帶正電荷,是由于玻璃棒的電子轉(zhuǎn)移到了絲綢上,從而使玻璃棒帶了正電荷,絲綢帶等了負(fù)電荷,并不是玻璃棒創(chuàng)造了正電荷,所以B正確。故選:B。點(diǎn)評(píng):本題是基礎(chǔ)的題目,考查的就是學(xué)生對(duì)電荷守恒定律的掌握的情況.【解題思路點(diǎn)撥】1.摩擦起電時(shí)一個(gè)物體失去電子,一個(gè)物體得到等量電子,所以兩個(gè)物體一定帶上等量異種電荷。2.摩擦起電的實(shí)質(zhì)也是電子的轉(zhuǎn)移,電子由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,但這個(gè)過(guò)程中電荷的總量是不變的,即遵循電荷守恒定律。3.摩擦起電過(guò)程中能夠得到電子的是對(duì)電子束縛能量比較強(qiáng)的物體,而物體對(duì)電子的束縛能力是相對(duì)的。例如,下列幾種物質(zhì)的原子核束縛核外電子的能力由小到大的排列順序是“獸皮——玻璃——絲綢——膠水”,用獸皮與玻璃棒摩擦,玻璃棒帶負(fù)電,用玻璃棒與絲綢摩擦,玻璃棒帶正電,由此說(shuō)明玻璃的原子核束縛核外電子的能力比獸皮強(qiáng),比絲綢弱。4.靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】物體有三種起電方式(1)摩擦起電:當(dāng)兩種物質(zhì)組成的物體互相摩擦?xí)r,一些受束縛較弱的電子會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。于是,原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電,失去電子的物體則帶正。(2)靜電感應(yīng):當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷,電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫作感應(yīng)起電。(3)接觸起電:將帶電體與導(dǎo)體接觸,如果帶電體帶負(fù)電,則由于電子之間的相互排斥,會(huì)轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上一部分,使導(dǎo)體帶上負(fù)電;如果帶電體帶正電,則會(huì)吸引一部分導(dǎo)體的電子,使導(dǎo)體帶上正電。3.三種起電方式的比較【命題方向】如圖所示,將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,下述幾種方法中能使兩球都帶電的是()A、先把兩球分開,再移走棒B、先移走棒,再把兩球分開C、棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電D、以上說(shuō)法都不對(duì)分析:將棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,靠感應(yīng)起電使物體帶電,帶電的實(shí)質(zhì)是電荷的移動(dòng),總電荷量保持不變.解答:A、先把兩球分開,再移走棒,兩球由于感應(yīng)起電帶上異種電荷。故A正確。B、先移走棒,此時(shí)甲乙兩球中的電荷又發(fā)生中和,不再帶電,再把球分開,同樣不再帶電。故B錯(cuò)誤。C、兩導(dǎo)體球在帶電的過(guò)程中,是兩球中的電荷發(fā)生了移動(dòng),棒的帶電量是不變的。故C錯(cuò)誤。故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電的實(shí)質(zhì)都是電荷的移動(dòng),電荷的總量保持不變.【解題思路點(diǎn)撥】1.感應(yīng)起電時(shí),同種電荷會(huì)被“排斥”到遠(yuǎn)端,異種電荷會(huì)被“吸引”到近端。如果移走外部帶電體,電荷會(huì)重新中和。如果遠(yuǎn)端與大地相連,那大地就是遠(yuǎn)端。2.感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)也是電子的轉(zhuǎn)移,電子由物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,這樣物體的兩端就會(huì)呈現(xiàn)不同的電荷,在這個(gè)過(guò)程中遵循電荷守恒定律。5.庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:在真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上.2.表達(dá)式:F=kq1q2r2,式中k表示靜電力常量,k=9.0×109N?3.適用條件:真空中的靜止點(diǎn)電荷.【命題方向】題型一:對(duì)庫(kù)侖定律的理解例1:真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,它們之間靜電力的大小為F.如果保持這兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離不變,而將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的3倍,那么它們之間的靜電力的大小變?yōu)椋ǎ〢.3FB.F3C.F分析:本題比較簡(jiǎn)單,直接利用庫(kù)侖定律進(jìn)行計(jì)算討論即可.解:距離改變之前:F=k當(dāng)電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的3倍時(shí):F1=聯(lián)立①②可得:F1=9F,故ABC錯(cuò)誤,D正確.故選:D.點(diǎn)評(píng):庫(kù)侖定律應(yīng)用時(shí)涉及的物理量較多,因此理清各個(gè)物理量之間的關(guān)系,可以和萬(wàn)有引力定律進(jìn)行類比學(xué)習(xí).題型二:庫(kù)侖定律與力學(xué)的綜合問(wèn)題例2:在一絕緣支架上,固定著一個(gè)帶正電的小球A,A又通過(guò)一長(zhǎng)為10cm的絕緣細(xì)繩連著另一個(gè)帶負(fù)電的小球B,B的質(zhì)量為0.1kg,電荷量為19×10﹣6C,如圖所示,將小球B緩緩拉離豎直位置,當(dāng)繩與豎直方向的夾角為60°時(shí),將其由靜止釋放,小球B將在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).已知釋放瞬間繩剛好張緊,但無(wú)張力.g取10m/s(1)小球A的帶電荷量;(2)釋放瞬間小球B的加速度大??;(3)小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力.分析:(1)釋放小球瞬間,對(duì)小球進(jìn)行受力分析,由庫(kù)侖定律與力的合成與分解可以求出小球A的電荷量.(2)對(duì)小球受力分析,由牛頓第二定律可以求出小球的加速度.(3)由動(dòng)能定理求出小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度,然后由牛頓第二定律求出繩子的拉力.解:(1)小球B剛釋放瞬間,速度為零,沿繩子方向上,小球受到的合力為零,則mgcos60°=kqA代入數(shù)值,求得qA=5×10﹣6C;(2)小球所受合力方向與繩子垂直,由牛頓第二定律得:mgsinθ=ma,a=(3)釋放后小球B做圓周運(yùn)動(dòng),兩球的相對(duì)距離不變,庫(kù)侖力不做功,從釋放小球到小球到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:mg(L﹣Lcos60°)=12mv2﹣小球在最低點(diǎn),由牛頓第二定律得:FT+kqAqB解得:FT=32mg=答:(1)小球A的帶電荷量為5×10﹣6C;(2)釋放瞬間小球B的加速度大小為53m/s2;(3)小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力為1.5N.點(diǎn)評(píng):釋放小球瞬間,沿繩子方向小球受力平衡,小球所受合力沿與繩子垂直的方向.【解題方法點(diǎn)撥】1.庫(kù)侖定律適用條件(1)庫(kù)侖定律只適用于真空中的靜止點(diǎn)電荷,但在要求不很精確的情況下,空氣中的點(diǎn)電荷的相互作用也可以應(yīng)用庫(kù)侖定律.(2)當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身的尺寸時(shí),可把帶電體看做點(diǎn)電荷.但不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地推論:當(dāng)r→0時(shí),F(xiàn)→∞.其實(shí)在這樣的條件下,兩個(gè)帶電體已經(jīng)不能再看做點(diǎn)電荷了.(3)對(duì)于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體,可將其視為電荷集中于球心的點(diǎn)電荷,r為兩球心之間的距離.(4)對(duì)兩個(gè)帶電金屬球,要考慮金屬球表面電荷的重新分布.2.應(yīng)用庫(kù)侖定律需要注意的幾個(gè)問(wèn)題(1)庫(kù)侖定律的適用條件是真空中的靜止點(diǎn)電荷.點(diǎn)電荷是一種理想化模型,當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時(shí),可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫(kù)侖定律,否則不能適用.(2)庫(kù)侖定律的應(yīng)用方法:庫(kù)侖定律嚴(yán)格地說(shuō)只適用于真空中,在要求不很精確的情況下,空氣可近似當(dāng)作真空來(lái)處理.注意庫(kù)侖力是矢量,計(jì)算庫(kù)侖力可以直接運(yùn)用公式,將電荷量的絕對(duì)值代入公式,根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸來(lái)判斷作用力F是引力還是斥力;也可將電荷量帶正、負(fù)號(hào)一起運(yùn)算,根據(jù)結(jié)果的正負(fù),來(lái)判斷作用力是引力還是斥力.(3)三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題:要使三個(gè)自由電荷組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),每個(gè)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等,方向相反,也可以說(shuō)另外兩個(gè)點(diǎn)電荷在該電荷處的合場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為零.3.分析帶電體力學(xué)問(wèn)題的方法與純力學(xué)問(wèn)題的分析方法一樣,要學(xué)會(huì)把電學(xué)問(wèn)題力學(xué)化.分析方法是:(1)確定研究對(duì)象.如果有幾個(gè)帶電體相互作用時(shí),要依據(jù)題意,適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”;(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,多了個(gè)電場(chǎng)力(F=kq1(3)列平衡方程(F合=0或Fx=0,F(xiàn)y=0)或牛頓第二定律方程.6.庫(kù)侖力作用下的受力平衡問(wèn)題【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)旨在針對(duì)帶電體在有庫(kù)侖力存在時(shí)的平衡問(wèn)題。注意這個(gè)考點(diǎn)下只針對(duì)點(diǎn)電荷之間的作用力,不含電場(chǎng)類問(wèn)題。【命題方向】質(zhì)量、電量分別為m1、m2、q1、q2的兩球,用絕緣絲線懸于同一點(diǎn),靜止后它們恰好位于同一水平面上,細(xì)線與豎直方向夾角分別為α、β,如圖所示則()A、若m1=m2,q1<q2,則α<βB、若m1=m2,q1<q2,則α>βC、若m1>m2,則α<β,與q1、q2是否相等無(wú)關(guān)D、若q1=q2,m1>m2,則α>β分析:對(duì)A、B球受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡和幾何關(guān)系表示出電場(chǎng)力和重力的關(guān)系.根據(jù)電場(chǎng)力和重力的關(guān)系得出兩球質(zhì)量的關(guān)系.解答:設(shè)左邊球?yàn)锳,右邊球?yàn)锽,則對(duì)A、B球受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡和幾何關(guān)系得:設(shè)T為繩的拉力,m1g=Tcosα,m2g=Tcosβ由于F1=F2,即Tsinα=Tsinβ若m1<m2.則有α>β;若m1>m2.則有α<β根據(jù)題意無(wú)法知道帶電量q1、q2的關(guān)系。故選:C。點(diǎn)評(píng):要比較兩球質(zhì)量關(guān)系,我們要通過(guò)電場(chǎng)力把兩重力聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行比較.【解題思路點(diǎn)撥】解這類題目就像解決共點(diǎn)力的平衡類題目一樣,先對(duì)物體進(jìn)行受力分析,然后進(jìn)行力的合成與分解,列出平衡表達(dá)式,進(jìn)而求出所需的物理量。7.電場(chǎng)及其性質(zhì)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1、定義:存在于電荷周圍,能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì).2、基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用.3、作用:電荷間的作用不是直接發(fā)生的,需要通過(guò)電場(chǎng)這種物質(zhì)的傳遞。4.物質(zhì)特性:不是由分子、原子等實(shí)物粒子組成的物質(zhì),但是具有物質(zhì)的基本特性:有質(zhì)量、能量、動(dòng)量。5.場(chǎng)源:存在于帶電體周圍,即只要物體帶電,其周圍就有電場(chǎng)。由靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng)?!久}方向】關(guān)于電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)是假想的,并不是客觀存在的物質(zhì)B.描述電場(chǎng)的電場(chǎng)線是客觀存在的C.電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用D.電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷沒(méi)有力的作用分析:解答本題需掌握:電場(chǎng)是電荷周圍空間里存在的一種特殊物質(zhì),電場(chǎng)這種物質(zhì)與通常的實(shí)物不同,它不是由分子原子所組成,但它是客觀存在的;電場(chǎng)具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等客觀屬性,電場(chǎng)的力的性質(zhì)表現(xiàn)為,電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有作用力,這種力稱為電場(chǎng)力,電場(chǎng)的能的性質(zhì)表現(xiàn)為,當(dāng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力對(duì)電荷作功(這說(shuō)明電場(chǎng)具有能量);電場(chǎng)線是為了直觀形象地描述電場(chǎng)分布,在電場(chǎng)中引入的一些假想的曲線,曲線上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一致,曲線密集的地方場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng),稀疏的地方場(chǎng)強(qiáng)弱.解答:A、電場(chǎng)是電荷周圍空間里存在的一種特殊物質(zhì),電場(chǎng)這種物質(zhì)與通常的實(shí)物不同,它不是由分子原子所組成,但它是客觀存在的,故A錯(cuò)誤;B、電場(chǎng)線是為了直觀形象地描述電場(chǎng)分布,在電場(chǎng)中引入的一些假想的曲線,故B錯(cuò)誤;C、D、電場(chǎng)具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等客觀屬性,電場(chǎng)的力的性質(zhì)表現(xiàn)為,電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有作用力,這種力稱為電場(chǎng)力,故C正確,D錯(cuò)誤.故選:C.點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵要分清楚電場(chǎng)與電場(chǎng)線的關(guān)系,電場(chǎng)是一種客觀存在,電場(chǎng)線是為形象描述電場(chǎng)而假想的曲線.【解題思路點(diǎn)撥】場(chǎng)是有別于實(shí)物粒子組成的另一種物質(zhì)形態(tài),是一種客觀存在。8.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、單位和方向【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.單場(chǎng)強(qiáng)度的定義:試探電荷所受電場(chǎng)力與所帶電荷量之比叫作電場(chǎng)強(qiáng)度。2.表達(dá)式:E=F3.標(biāo)矢性:矢量,方向與放在該處的正電荷受力方向一致。4.意義:描述電場(chǎng)的性質(zhì)的物理量,取決于電場(chǎng)本身。5.單位:牛每庫(kù),符號(hào)N/C?!久}方向】電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法中正確的是()A、若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半B、若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C、P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的負(fù)電荷的受力方向D、P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向與放入的試探電荷無(wú)關(guān)分析:場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)本身的強(qiáng)弱和方向,由電場(chǎng)本身決定,與放入電場(chǎng)中試探電荷無(wú)關(guān).場(chǎng)強(qiáng)方向是放在該點(diǎn)的正電荷的受力方向.解答:A、場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)本身的強(qiáng)弱和方向,由電場(chǎng)本身決定,將放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變。故A錯(cuò)誤。B、場(chǎng)強(qiáng)是由電場(chǎng)本身決定的,與試探電荷無(wú)關(guān),若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變,不為零。故B錯(cuò)誤。C、場(chǎng)強(qiáng)方向是放在該點(diǎn)的正電荷的受力方向,與放在該點(diǎn)的負(fù)電荷的受力方向相反。故C錯(cuò)誤。D、場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量,與放入電場(chǎng)的試探電荷無(wú)關(guān)。故D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):本題考查場(chǎng)強(qiáng)的物理意義和方向,抓住場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)本身特性的物理量,方向與正電荷所受的靜電力方向相同是關(guān)鍵.【解題思路點(diǎn)撥】E=Fq中的E是利用比值法定義的物理量。E的大小、方向是由電場(chǎng)本身決定的,是客觀存在的,與放不放試探電荷,以及放入的試探電荷的正負(fù)、電荷量多少均無(wú)關(guān)。既不能認(rèn)為E與F成正比,也不能認(rèn)為E與9.點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷,一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷,在與之相距r處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2.推導(dǎo)如下:如果以Q為中心作一個(gè)球面,則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。Q為場(chǎng)源電荷電量。F=3.方向:若Q是正電荷,Q和該點(diǎn)的連線指向該點(diǎn);若Q是負(fù)電荷,Q和該點(diǎn)的連線值向Q。3.使用范圍:僅使用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。4.點(diǎn)單荷電場(chǎng)的特點(diǎn):根據(jù)上式可知,如果以電荷量為Q的點(diǎn)電荷為中心作一個(gè)球面,則球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。當(dāng)Q為正電荷時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑向外(圖甲)﹔當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向沿半徑向內(nèi)(圖乙)。即點(diǎn)電荷的電場(chǎng)是以電荷為球心向四周發(fā)散或由四周指向球心的。5.帶電球體(球殼)與點(diǎn)電荷等效:在一個(gè)比較大的帶電體不能看作點(diǎn)電荷的情況下,當(dāng)計(jì)算它的電場(chǎng)時(shí),可以把它分成若干小塊,只要每個(gè)小塊足夠小,就可以看成點(diǎn)電荷,然后用點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算整個(gè)帶電體的電場(chǎng)??梢宰C明,一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng),與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同(如下圖),即E=式中的r是球心到該點(diǎn)的距離(r>R),Q為整個(gè)球體所帶的電荷量?!久}方向】一點(diǎn)電荷Q=2.0×10﹣8C,在距此點(diǎn)電荷30cm處,該電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的強(qiáng)度是多大?分析:知道點(diǎn)電荷的電荷量,知道離點(diǎn)電荷的距離,由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可以直接求得結(jié)果.解答:由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQrE=kQr2=9.0×109所以電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的強(qiáng)度是2000N/C.點(diǎn)評(píng):本題是點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式的直接應(yīng)用,掌握住公式就很簡(jiǎn)單了.【解題思路點(diǎn)撥】1.公式E=kQr2又2.一個(gè)均勻帶電球體(或球殼)在球外某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)與一個(gè)位于球心,電荷量相字的點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。要注意只局限于球外。3.常見的錯(cuò)誤之一是認(rèn)為以點(diǎn)電荷為球心的球面上各處電場(chǎng)強(qiáng)度相等。錯(cuò)誤的原因在于忽略了電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性。準(zhǔn)確的說(shuō)法是以點(diǎn)電荷為球心的球面上各處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同。4.電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)計(jì)算式的比較表達(dá)式比較E=E=kQE=公式意義電場(chǎng)強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)中E與U關(guān)系式適用條件一切電場(chǎng)①真空②點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)比較決定因素由電場(chǎng)本身決定,與q無(wú)關(guān)由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定由電場(chǎng)本身決定,d是場(chǎng)中兩點(diǎn)間沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離相同點(diǎn)矢量,單位:1N/C=1V/m10.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理多個(gè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵循平行四邊形定則.在求解電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題時(shí),應(yīng)分清所敘述的場(chǎng)強(qiáng)是合場(chǎng)強(qiáng)還是分場(chǎng)強(qiáng),若求分場(chǎng)強(qiáng),要注意選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算;若求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí),應(yīng)先求出分場(chǎng)強(qiáng),然后再根據(jù)平行四邊形定則求解.【命題方向】圖中a、b是兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們的電量分別為Q1、Q2,MN是ab連線的中垂線,P是中垂線上的一點(diǎn).下列哪種情況能使P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)?()A、Q1、Q2都是正電荷,且Q1<Q2B、Q1是正電荷,Q2是負(fù)電荷,且Q1>|Q2|C、Q1是負(fù)電荷,Q2是正電荷,且|Q1|<Q2D、Q1、Q2都是負(fù)電荷,且|Q1|>|Q2|分析:利用在該點(diǎn)正電荷所受電場(chǎng)力方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度方向來(lái)確定各自電場(chǎng)強(qiáng)度方向.然后兩點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由各自電場(chǎng)強(qiáng)度矢量疊加而成的.解答:A、當(dāng)兩點(diǎn)電荷均為正電荷時(shí),若電荷量相等,則它們?cè)赑點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿MN背離N方向。當(dāng)Q1<Q2時(shí),則b點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)強(qiáng),所以電場(chǎng)強(qiáng)度合成后,方向偏左。當(dāng)Q1>Q2時(shí),則b點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)弱,所以電場(chǎng)強(qiáng)度合成后,方向偏右。故A正確;B、當(dāng)Q1是正電荷,Q2是負(fù)電荷時(shí),b點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿bP連線背離b點(diǎn),而a點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿aP連線指向b點(diǎn),則合電場(chǎng)強(qiáng)度方向偏右。不論電量大小關(guān)系,仍偏右。故B錯(cuò)誤;C、當(dāng)Q1是負(fù)電荷,Q2是正電荷時(shí),b點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿bP連線指向b點(diǎn),而a點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿aP連線背離a點(diǎn),則合電場(chǎng)強(qiáng)度方向偏左。不論它們的電量大小關(guān)系,仍偏左。故C正確;D、當(dāng)Q1、Q2是負(fù)電荷時(shí),b點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿bP連線指向b點(diǎn),而a點(diǎn)電荷在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿aP連線指向a點(diǎn),由于|Q1|>|Q2|,則合電場(chǎng)強(qiáng)度方向偏左。故D正確;故選:ACD。點(diǎn)評(píng):正點(diǎn)電荷在某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是這兩點(diǎn)的連線且背離正電荷,而負(fù)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是這兩點(diǎn)的連線且指向負(fù)電荷.【解題思路點(diǎn)撥】電場(chǎng)強(qiáng)度疊加問(wèn)題的本質(zhì)就是矢量運(yùn)算法則,先確定每一個(gè)電荷在該點(diǎn)單獨(dú)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,再利用平行四邊形定則或三角形定則求解合場(chǎng)強(qiáng)。11.用特殊的方法求解電場(chǎng)強(qiáng)度【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法(1)一般方法:中學(xué)階段求場(chǎng)強(qiáng)一般有下列三種方法:①E=Fq是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場(chǎng),電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是確定值,其大小和方向與試探電荷無(wú)關(guān),試探電荷②E=kQr2是真空中點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的計(jì)算式,E由場(chǎng)源電荷Q和某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離③E=Ud是場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式,只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),注意式中的場(chǎng)強(qiáng)是矢量,所以場(chǎng)強(qiáng)的合成遵守矢量合成的平行四邊形定則。(2)特殊方法①補(bǔ)償法:求解電場(chǎng)強(qiáng)度,常用的方法是根據(jù)問(wèn)題給出的條件建立起物理模型。如果這個(gè)模型是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型,則容易解決。但有時(shí)由題給條件建立的模型不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型,比如說(shuō)是模型A,這時(shí)需要給原來(lái)的問(wèn)題補(bǔ)充一些條件,由這些補(bǔ)充條件建立另一個(gè)容易求解的模型B,并且模型A與模型B恰好組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型。這樣求解模型A的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型與模型B的差值問(wèn)題。②極值法:物理學(xué)中的極值問(wèn)題可分為物理型和數(shù)學(xué)型兩類。物理型主要依據(jù)物理概念、定理、定律求解。數(shù)學(xué)型則是根據(jù)物理規(guī)律列出方程后,依據(jù)數(shù)學(xué)中求極值的知識(shí)求解。③微元法:微元法就是將研究對(duì)象分割成許多微小的單位,或從研究對(duì)象上選取某一“微元”加以分析,從而可以化曲為直,使變量、難以確定的量轉(zhuǎn)化為常量、容易確定的量。④等效替代法:等效替代法是指在效果一致的前提下,從A事實(shí)出發(fā),用另外的B事實(shí)來(lái)代替,必要時(shí)再由B到C…直至實(shí)現(xiàn)所給問(wèn)題的條件,從而建立與之相對(duì)應(yīng)的聯(lián)系,得以用有關(guān)規(guī)律解之。如以模型替代實(shí)物,以合力(合運(yùn)動(dòng))替代兩個(gè)分力(分運(yùn)動(dòng))。⑤對(duì)稱法:對(duì)稱法是利用帶電體(如球體、薄板等)產(chǎn)生的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)來(lái)求電場(chǎng)強(qiáng)度的方法?!久}方向】1.拆分法一段均勻帶電的半圓形細(xì)線在其圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E,把細(xì)線分成等長(zhǎng)的三段圓弧,則圓弧BC在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向?yàn)椋ǎ〢、E2水平向右B、E2水平向左CE3水平向右D分析:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,根據(jù)題意應(yīng)用平行四邊形定則求出圓弧BC在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。解答:如圖所示,B、C兩點(diǎn)把半圓環(huán)等分為三段。設(shè)每段在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E′。AB段和CD段在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)夾角為120°,它們的合場(chǎng)強(qiáng)大小為E′則O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng):E=2E′,則:E′=故圓弧BC在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E2,方向水平向右,故A正確,BCD故選:A。點(diǎn)評(píng):本題要注意電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,應(yīng)根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成,掌握電場(chǎng)的疊加原理即可正確解題。2.對(duì)稱法電荷量為+Q的點(diǎn)電荷與半徑為R的均勻帶電圓形薄板相距2R,點(diǎn)電荷與圓心O連線垂直薄板,A點(diǎn)位于點(diǎn)電荷與圓心O連線的中點(diǎn),B與A關(guān)于O對(duì)稱,若A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則()A、圓形薄板所帶電荷量為+QB、圓形薄板所帶電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為kQRC、B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為kQRD、B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10kQ分析:A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)是點(diǎn)電荷Q與圓形薄板上的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)合電場(chǎng),A點(diǎn)電場(chǎng)為零,說(shuō)明點(diǎn)電荷Q與圓形薄板在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)等大反向;根據(jù)對(duì)稱性求出薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng),B點(diǎn)的電場(chǎng)是點(diǎn)電荷與薄板產(chǎn)生的電場(chǎng)的合電場(chǎng);根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式與電場(chǎng)的疊加原理分析答題。解答:AB、點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E=kQR2,方向水平向右,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,則可知圓形薄板所帶電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為kQR2,方向水平向左,知圓形薄板帶正電;若圓形薄板所帶電荷量集中在圓心O,則電荷量大小應(yīng)為Q,而實(shí)際上圓形薄板的電荷量是均勻分布在薄板上的,除了圓心O處距離A點(diǎn)的距離與點(diǎn)電荷+Q距離O點(diǎn)的距離相同外,其余各點(diǎn)距離O點(diǎn)的距離都大于R,若將電荷量Q均勻的分布在薄板上,則根據(jù)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)公式E0=kqrCD、B點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)與A點(diǎn)對(duì)稱,則可知圓形薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為EB′=kQR2,方向水平向右,而點(diǎn)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為EB″=kQ(3R)2=kQ9R2,方向水平向右,則B點(diǎn)得電場(chǎng)強(qiáng)度為EB=E故選:BD。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵是明確真空中靜止的點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式及合場(chǎng)強(qiáng)為零的含義,根據(jù)薄板產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn),由幾何對(duì)稱性分析求解。熟記點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,理解合場(chǎng)強(qiáng)為零的含義,熟練運(yùn)用電場(chǎng)強(qiáng)度矢量疊加原理。3.微元法如圖,水平面上有一帶電量為+Q的均勻帶電圓環(huán),其圓心為O,O點(diǎn)正上方h處有一點(diǎn)P,P和圓環(huán)上任一點(diǎn)的連線與圓環(huán)面的夾角均為θ。已知靜電力常量為k,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為()kQcosθ分析:采用微元法求解:將圓環(huán)分為n等分(n很大,每一份可以認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn)電荷),求出每份的電荷量,根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式結(jié)合矢量的合成方法進(jìn)行求解。解答:將圓環(huán)分為n等分(n很大,每一份可以認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn)電荷),則每份的電荷量為q=每份在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為:E0=根據(jù)對(duì)稱性可知,水平方向的合場(chǎng)強(qiáng)為零,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,其大小為:E=nE0sinθ=kQsin3θ故選:D。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加,解答本題要知道電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量,滿足矢量的平行四邊形法則,掌握微元法的應(yīng)用方法。【解題思路點(diǎn)撥】電場(chǎng)強(qiáng)度的求法(1)合成法:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或三角形定則);對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成,可先規(guī)定正方向,進(jìn)而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算。(2)對(duì)稱法:對(duì)稱法實(shí)際上就是根據(jù)某些物理現(xiàn)象、物理規(guī)律、物理過(guò)程或幾何圖形的對(duì)稱性進(jìn)行解題的一種方法,利用此方法分析和解決問(wèn)題可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo),直接抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì),有出奇制勝之效。(3)微元法:徽元法就是將研究對(duì)象分割成若干微小的單元,或從研究對(duì)象上選取某一“微元”加以分析,從而可以化曲為直,使變量、難以確定的量轉(zhuǎn)化為常量、容易確定的量。12.電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=FF=qE。【命題方向】如圖,A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,且AB=BC,在A處固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在C處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場(chǎng)力大小為F,移去C處電荷,在B處放電荷量為2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力大小為()A、4FB、8FC、F4D分析:首先確定電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受的電場(chǎng)力方向與F方向的關(guān)系,再根據(jù)庫(kù)侖定律得到F與AB的關(guān)系,即可求出2q的點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力。解答:根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引,分析可知電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受的電場(chǎng)力方向與F方向相同;設(shè)AB=r,則有BC=r。則有:F=kQq故電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受電場(chǎng)力為:FB=kQ?2qr2=故選:B。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是根據(jù)庫(kù)侖定律研究?jī)呻姾稍趦牲c(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小和方向關(guān)系,注意B、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同?!窘忸}方法點(diǎn)撥】既可以利用E=Fq計(jì)算某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也可以利用它的變形F=13.帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)旨在針對(duì)共點(diǎn)力的平衡在電場(chǎng)中的應(yīng)用。要注意本考點(diǎn)涉及到的是電場(chǎng)問(wèn)題而不是兩個(gè)電荷之間的作用力。【命題方向】在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一條絕緣細(xì)線的上端固定,下端栓一個(gè)大小可以忽略、質(zhì)量為m的帶電量為q的小球,當(dāng)小球靜止時(shí),細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,求:(1)小球帶何種電荷?(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)是多大?分析:(1)由小球向什么方向偏轉(zhuǎn),判斷電場(chǎng)力方向,根據(jù)電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系,判斷小球帶什么電.(2)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力,作出力圖,根據(jù)平衡條件求解場(chǎng)強(qiáng).解答:(1)細(xì)線向右偏轉(zhuǎn),說(shuō)明小球所受的電場(chǎng)力方向右,而場(chǎng)強(qiáng)也向右,說(shuō)明小球帶正電.(2)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力,作出力圖,根據(jù)平衡條件得:qE=mgtanθ得到:E=答:(1)小球帶正電荷.(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為mgtanθq點(diǎn)評(píng):本題是帶電體在電場(chǎng)中平衡問(wèn)題,當(dāng)作力學(xué)問(wèn)題去處理,關(guān)鍵是分析電場(chǎng)力大小和方向.【解題思路點(diǎn)撥】本考點(diǎn)涉及的范圍比較廣,共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題都可以在這里重現(xiàn)。解決共點(diǎn)力平衡的一般步驟是:1.對(duì)物體進(jìn)行受力分析2.列出平衡方程3.求出相關(guān)物理量。14.電場(chǎng)線的定義及基本特征【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向,在電場(chǎng)中畫出一些曲線,曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致,曲線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.2.特點(diǎn):(1)電場(chǎng)線始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)),終于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn));(2)電場(chǎng)線互不相交;(3)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直;(4)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低;(5)電場(chǎng)線密的地方等差等勢(shì)面密;等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)線也密.3.幾種典型的電場(chǎng)線.注意:電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向與該點(diǎn)放不放電荷以及所放電荷的大小和電性無(wú)關(guān),由電場(chǎng)本身決定.4.等量同種電荷和等量異種電荷的電場(chǎng)(1)等量同種電荷的電場(chǎng)如圖2甲所示①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)為零,此處無(wú)電場(chǎng)線.②兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O附近電場(chǎng)線非常稀疏,但場(chǎng)強(qiáng)不為零.③從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面(線)到無(wú)限遠(yuǎn),電場(chǎng)線先變密后變疏,即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小.④兩點(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和中垂線平行.⑤關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向.(2)等量異種電荷的電場(chǎng)如圖2乙所示.①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷,沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大.②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(線)上,電場(chǎng)線的方向均相同,即場(chǎng)強(qiáng)方向相同,且與中垂面(線)垂直.③關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大同向.【命題方向】本考點(diǎn)主要考查電場(chǎng)線的定義與特點(diǎn)下列關(guān)于電場(chǎng)的論述,正確的是()A、電場(chǎng)線方向就是正檢驗(yàn)電荷的運(yùn)動(dòng)方向B、電場(chǎng)線是直線的地方是勻強(qiáng)電場(chǎng)C、只要初速度為零,正電荷必將在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)D、畫有電場(chǎng)線的地方有電場(chǎng),未畫電場(chǎng)線的地方不一定無(wú)電場(chǎng)分析:電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線,電場(chǎng)線的方向起于正電荷,終止于負(fù)電荷,電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.解答:A、電場(chǎng)線的方向與正電荷的運(yùn)動(dòng)方向不一定相同。故A錯(cuò)誤。B、勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間距相等的平行直線,電場(chǎng)線是直線的地方不一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)。故B錯(cuò)誤。C、若電場(chǎng)線是曲線,初速度為零的正電荷不一定沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤。D、電場(chǎng)線為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線,畫電場(chǎng)線的地方有電場(chǎng),未畫電場(chǎng)線的地方可能也有電場(chǎng)。故D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道電場(chǎng)線的性質(zhì),知道電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線.【解題方法點(diǎn)撥】1.電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系:根據(jù)電場(chǎng)線的定義,一般情況下,帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合,只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí),兩者才會(huì)重合:(1)電場(chǎng)線為直線;(2)電荷初速度為零,或速度方向與電場(chǎng)線平行;(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線平行.2.關(guān)于電場(chǎng)
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