1、電場(chǎng)的力學(xué)性質(zhì)1.doc

高中電學(xué)典型題解法與訓(xùn)練第一講 電場(chǎng)中的力學(xué)問(wèn)題一、電荷、電荷守恒、庫(kù)侖定律（1）自然界中存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。（2）元電賀：電量為1.610-19C。（3）點(diǎn)電荷：（4）電荷守恒。（5）點(diǎn)電荷之間的相互作用服從庫(kù)侖定律。1有A、B、C三個(gè)塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則 AB、C球均帶負(fù)電 BB球帶負(fù)電，C球帶正電CB、C球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另一個(gè)不帶電 DB、C球都不帶電2真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷，其電量Q1Q2，點(diǎn)電荷q置于Q1、Q2連線上某點(diǎn)時(shí)，正好處于平衡，則 Aq一定是正電荷 Bq一定是負(fù)電荷 Cq離Q2比離Q1遠(yuǎn)Dq離Q2比離Q1近3如圖1所示，用兩根絕緣絲線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同不帶電的小球A和B，此時(shí)，上、下絲線受的力分別為TA、TB；如果使A帶正電，B帶負(fù)電，上、下絲線受力分別為TATB,則 4如圖3所示，把質(zhì)量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為410-8庫(kù)的小球B靠近它，當(dāng)兩小球在同一高度相距3cm時(shí)，絲線與豎直夾角為45，此時(shí)小球B受到的庫(kù)侖力F_，小球A帶的電量qA_二、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度(1)電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的。(2)電場(chǎng)可以從力的角度來(lái)研究，電場(chǎng)強(qiáng)度就是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。知道了電場(chǎng)強(qiáng)度E，就可以知道電荷q在電場(chǎng)中所受的力F= 。從力的角度研究電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E是電場(chǎng)本身的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無(wú)關(guān)E是矢量要區(qū)別公式E=F/q(定義式)、E=kQ/r2(點(diǎn)電荷電場(chǎng))、E=U/d(勻強(qiáng)電場(chǎng))的物理意義和適用范圍E既然是矢量，那么如何比較電場(chǎng)中任兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呢？可以用多種方法判斷，請(qǐng)歸納1下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的敘述正確的是 A電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場(chǎng)力B電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力成正比C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向D電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)有無(wú)檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)2圖表示一個(gè)電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí)，測(cè)得檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力與電量間的函數(shù)關(guān)系圖像，那么下列說(shuō)法中正確的是 A該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B這四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系是EdEaEbEcC這四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系是EaEbEcEdD無(wú)法比較這四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系3長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處，如圖9所示，當(dāng)達(dá)到靜電平衡后棒上感應(yīng)的電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小等于_三、電場(chǎng)線1、電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面形象地表示出來(lái)。2、電場(chǎng)線在解題中的應(yīng)用:（1）判斷電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向;（2）判斷電勢(shì)的高低;（3）利用電場(chǎng)線可以判斷電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功問(wèn)題;（4）利用電場(chǎng)線可以分析平行板電容器問(wèn)題;（5）利用電場(chǎng)線可以判斷靜電感應(yīng)中導(dǎo)體各部分所帶電荷的正負(fù)或電荷移動(dòng)方向;（6）利用電場(chǎng)線判斷受力情況。例題4：如圖1所示，帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)，則 ( )AA、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)方向相同B因?yàn)锳、B在一條電場(chǎng)線上，且電場(chǎng)線是直線，所以EAEBC電場(chǎng)線從A指向B，所以EAEBD不知A、B附近電場(chǎng)線的分布情況，EA、EB的大小不能確定四、電場(chǎng)中的導(dǎo)體、靜電平衡1在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為Q的點(diǎn)電荷，用Ep表示球殼外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則 A當(dāng)Q在球殼中央時(shí)，Ep0B不論Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零C只有當(dāng)Q在球心且球殼接地時(shí)，Ep0D只要球殼接地，不論Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零2一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導(dǎo)線連接，讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到圖3位置，C球放A球殼外離A球較遠(yuǎn)，待靜電平衡后，正確的說(shuō)法是 AB、C球都帶電 BB球不帶電，C球帶電C讓C球接地后，B球帶負(fù)電 DC球接地后，A球殼空腔中場(chǎng)強(qiáng)為零3如圖4所示，把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中，導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，下敘說(shuō)法正確的是 AA、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，且都為零 BA、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不相等 D當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動(dòng)4如圖8，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電量分別為Q和2Q，它們相距L，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r（2rL）的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小_方向_五、力電綜合問(wèn)題【例題5】把一個(gè)帶正電荷q的小球用細(xì)線懸掛在兩塊面積很大的豎直平行板間的O點(diǎn)小球質(zhì)量m=2g，懸線長(zhǎng)L=6cm，兩板間距離d=8cm當(dāng)兩板間加上U=2103V的電壓時(shí)，小球自懸線水平的A點(diǎn)由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)O點(diǎn)正下方的B點(diǎn)時(shí)的速度剛好為零如圖4所示以后一直在A、B 間來(lái)回?cái)[動(dòng)(取g=10m/s2)求：(1)小球所帶的電量(2)擺動(dòng)過(guò)程中小球的最大速度圖9-13【例題6】一個(gè)質(zhì)量為m，帶有電荷-q的小物體，可在傾角為0的絕緣斜面上運(yùn)動(dòng)，斜面底端有一與斜面垂直的固定絕緣擋板，斜面頂端距底端的高度為h，整個(gè)斜面置于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向水平向右，如圖9-13小物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且小物體與檔板碰撞時(shí)不損失機(jī)械能求：(1)為使小物體能從靜止開始沿斜面下滑，q、E、p各量間必須滿足的關(guān)系(2)小物體自斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑到停止運(yùn)動(dòng)所通過(guò)的總路程AB1、有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下。把一個(gè)半徑為r的光滑絕緣環(huán)，豎直置于電場(chǎng)中，環(huán)面平行于電場(chǎng)線，環(huán)的頂點(diǎn)A穿有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q(q0)的空心小球，如圖7所示。當(dāng)小球由靜止開始從A點(diǎn)下滑到最低點(diǎn)B時(shí)，小球受到環(huán)的壓力多大？2如圖所示， A、B兩個(gè)帶異種電荷的小球分別被兩根絕緣細(xì)線系在一放在水平支持面上的木盒內(nèi)的底部和頂部，木盒對(duì)地面的壓力為N，細(xì)線對(duì)B拉力為F。若將系B的細(xì)線斷開，下列說(shuō)法正確的是（）A、剛斷開時(shí)，木盒對(duì)地面的壓力等于NB、剛斷開時(shí)，木盒對(duì)地面的壓力等于（N+F）C、剛斷開時(shí)，木盒對(duì)地面的壓力等于（N-F）D、在B向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木盒對(duì)地壓力逐漸增大3如圖10，一個(gè)質(zhì)量m，帶電荷q的小物體，可在水平絕緣軌道ox上運(yùn)動(dòng)，OR端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿Ox正向小物體以初速v0從位置x0沿Ox軌道運(yùn)動(dòng)，受到大小不變的摩擦力f作用，且fqE設(shè)小物體與墻壁碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，且電量保持不變，求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過(guò)的總路程【創(chuàng)關(guān)訓(xùn)練】1關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是 A只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷B體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷C點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷D兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理2如圖6，一帶電小球用絲線懸掛在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)小球靜止后把懸線燒斷，則小球在電場(chǎng)中將作 A自由落體運(yùn)動(dòng) B曲線運(yùn)動(dòng)C沿著懸線的延長(zhǎng)線作勻加速運(yùn)動(dòng)D變加速直線運(yùn)動(dòng)3、如圖，在光滑水平面上固定三個(gè)等質(zhì)量的帶電小球（均可視為質(zhì)點(diǎn)），A、B、C三球排成一直線。若釋放A球（另兩球仍固定）的瞬時(shí)，A球的加速度大小為1m/s2，方向向左；若釋放C球（另兩球仍固定）的瞬時(shí)，C球的加速度大小為2m/s2，方向向右；則釋放B的瞬時(shí)，B球的加速度大小為_m/s2，方向向_4有一絕緣空心金屬球A，帶有410-6C的正電荷，一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B，帶有210-6C的負(fù)電荷若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸，如圖6所示，則B球上電量為_C，A球上電量為_C，分布在_7在一個(gè)水平面上建立 軸，在過(guò)原點(diǎn)垂直于軸的平面的右側(cè)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小610/，方向與 軸正方向相同，在 處放一個(gè)帶電量 510，質(zhì)量 10g的絕緣物塊，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，沿 軸正方向給物塊一個(gè)初速度 m/s，如圖8所示，求物塊最終停止時(shí)的位置。（ 取10/s）EV0參考答案:XO1、D2、C3、1 m/s2 左提示：對(duì)A：FBA+FCA=ma1 ； 對(duì)C：FAC+FBC=ma2 ；