2017-2018學(xué)年高中物理 第1章 靜電場 第節(jié) 電場中的導(dǎo)體教學(xué)案 選修-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第4節(jié) 電場中的導(dǎo)體1.如果有幾個點(diǎn)電荷同時存在,電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于這幾個點(diǎn)電荷各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。2處在電場中的導(dǎo)體，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時,內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零。3金屬殼內(nèi)不受外部電場的影響的現(xiàn)象叫靜電屏蔽.屏蔽意為無影響，并非擋住外電場。一、場強(qiáng)疊加原理1概念若有幾個點(diǎn)電荷同時存在，它們產(chǎn)生的電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于這幾個點(diǎn)電荷各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。這個結(jié)論叫做場強(qiáng)的疊加原理。2方法場強(qiáng)的疊加遵循平行四邊形定則.3特點(diǎn)電場疊加具有普遍性，不僅點(diǎn)電荷的電場可以疊加，其他任何電場的場強(qiáng)都可以進(jìn)行疊加。二、靜電平衡與靜電屏蔽1靜電平衡（1

2、)定義：導(dǎo)體中沒有電荷移動的狀態(tài).（2）特點(diǎn)導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上.2靜電屏蔽（1）定義:當(dāng)中空的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時，內(nèi)部無電場，因而導(dǎo)體的外殼會對其內(nèi)部起屏蔽作用，使它內(nèi)部不受電場影響的現(xiàn)象。(2)應(yīng)用:電子儀器和電子設(shè)備外面都有金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬網(wǎng)，高壓線路的檢修人員要穿屏蔽服等,都是利用靜電屏蔽現(xiàn)象消除外電場的影響。1自主思考-判一判（1)在電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零。（）(2）在電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)感應(yīng)電荷的場強(qiáng)一定為零。（)（3)在電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)不再有電荷移動。()(4)幾個點(diǎn)電荷共

3、同形成的電場中的某一點(diǎn)，各個點(diǎn)電荷的電場是相互影響的。（）2合作探究議一議（1)電場強(qiáng)度的合成與力的合成有何相同之處？提示電場強(qiáng)度和力都是矢量,其合成都遵守平行四邊形定則.(2）靜電平衡的導(dǎo)體，其電荷分布在導(dǎo)體的外表面上,那么,導(dǎo)體內(nèi)部還有電荷嗎？提示靜電平衡是指導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)為零，沒有電荷定向移動，并不是導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷.(3)形狀不規(guī)則的帶電體，表面上各處的電荷分布是否均勻?附近場強(qiáng)是否相等？提示在導(dǎo)體外表面，電荷分布不均勻，電場強(qiáng)度也不相等。場強(qiáng)疊加問題1電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊加。例如,圖1。41中，p點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于

4、q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度e1與q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度e2的矢量和。 圖1.4。1圖1.422比較大的帶電體的電場，可把帶電體分做若干小塊，每小塊看成點(diǎn)電荷，用點(diǎn)電荷電場疊加的方法計算。3如圖1。4。2所示，均勻帶電球體（或球殼)外各點(diǎn)的電場強(qiáng)度：ek,式中r是球心到該點(diǎn)的距離(rr）,q為整個球體所帶的電荷量。1.如圖1。43所示，m、n和p是以mn為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，o點(diǎn)為半圓弧的圓心，mop60。電荷量相等、符號相反的兩個點(diǎn)電荷分別置于m、n兩點(diǎn)，這時o點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為e1；若將n點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至p點(diǎn)，則o點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)閑2，e1與e2之比為()圖1.4.3a12b21c2 d4

5、解析：選b根據(jù)題意，每個點(diǎn)電荷在o點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，則當(dāng)n點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至p點(diǎn)時,o點(diǎn)場強(qiáng)如圖所示，合場強(qiáng)大小為e2，則，b正確。2。如圖14.4所示，正點(diǎn)電荷q放在一勻強(qiáng)電場中，在以q為圓心、半徑為r的圓周上有a、b、c三點(diǎn),將檢驗(yàn)電荷q放在a點(diǎn)，它受到的靜電力正好為零，則勻強(qiáng)電場的大小和方向如何？b、c兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向如何？圖1。4。4解析：點(diǎn)電荷q周圍空間的電場是由兩個電場疊加而成的。根據(jù)題意可知,q在a點(diǎn)的場強(qiáng)和勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小相等、方向相反，所以勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為e，方向向右。在b點(diǎn)，兩個電場合成可得eb，方向向右.在c點(diǎn)，兩個電場合成可得ec，方向指向右上方，與ab連線成45

6、角。答案：,方向向右;eb，方向向右；ec，方向指向右上方，與ab連線成45角。靜電平衡與靜電屏蔽問題1靜電平衡的形成(1)自由電荷的移動：導(dǎo)體剛放入電場中的瞬間，導(dǎo)體中的自由電荷受電場力f的作用，產(chǎn)生定向運(yùn)動(如圖1。45甲），同時在導(dǎo)體中產(chǎn)生一個附加電場e(如圖乙)，使自由電荷又受電場力f的作用，f和f方向相反。（2）電場疊加:當(dāng)ee時，導(dǎo)體內(nèi)合場強(qiáng)為零(如圖丙)，自由電荷受合力也為零，這時導(dǎo)體中無電荷定向移動，即達(dá)到了靜電平衡狀態(tài).(3）結(jié)論：處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零.圖1。452靜電平衡時導(dǎo)體的特點(diǎn)（1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零指的是外部電

7、場和附加電場的合場強(qiáng)為零,其效果相互抵消。（2）導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的表面垂直。（3）凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上.（4)對于一孤立的帶電體,可視為導(dǎo)體處于自己所帶電荷的電場之中,達(dá)到靜電平衡時，也有兩個基本特點(diǎn):導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零；導(dǎo)體所帶電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面上。3靜電屏蔽的兩種情況(1）導(dǎo)體外部的電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部。圖1。46(2）接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場影響不到導(dǎo)體外部。圖1.4。71.一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一均勻帶電細(xì)桿mn，如圖1。4。8所示,金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為ea、eb、ec，三者相比(）圖1.

8、4.8aea最大beb最大cec最大 deaebec解析：選c金屬球處在帶電細(xì)桿的電場內(nèi)，靜電平衡時，帶電細(xì)桿和金屬球上感應(yīng)電荷在球內(nèi)各處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零.設(shè)帶電細(xì)桿在球內(nèi)a、b、c三點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為ea、eb、ec，靜電平衡時滿足條件eaea0，ebeb0，ecec0。由于c點(diǎn)離帶電細(xì)桿最近,帶電細(xì)桿在c點(diǎn)的場強(qiáng)最大，因此感應(yīng)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)也最大。2使一個絕緣導(dǎo)體所帶電荷量增加一些，則導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)將(）a一定增強(qiáng) b一定減弱c可能增強(qiáng)也可能減弱 d保持不變解析：選d孤立帶電體是處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,不隨電荷量的變化而變化.3(多選)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)電器的箔

9、片會張開的是()解析：選bd題圖a中驗(yàn)電器箔片不會張開，金屬網(wǎng)可以屏蔽外電場；題圖b中驗(yàn)電器箔片會張開,因?yàn)榻饘倬W(wǎng)未接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體可以對外界產(chǎn)生影響;題圖c中驗(yàn)電器箔片不會張開，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)已接地,網(wǎng)內(nèi)的帶電體對網(wǎng)外無影響,網(wǎng)外的帶電體對網(wǎng)內(nèi)也無影響；題圖d中電荷q由于網(wǎng)罩的作用對外無影響，但對內(nèi)仍有電場，故驗(yàn)電器箔片會張開.選項(xiàng)b、d正確.1處于靜電平衡中的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的原因是(）a外電場不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部，導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場b所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零c外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零d以上解釋都不正確解析：選c導(dǎo)體處于靜電平衡時，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，不

10、是導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場而是外電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)的合場強(qiáng)為零.2某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的.下列各同學(xué)的認(rèn)識正確的是()a甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織b乙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)為勻強(qiáng)電場,對人體起保護(hù)作用c丙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服包裹,使體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零,對人體起保護(hù)作用d丁認(rèn)為銅絲必須達(dá)到一定的厚度,才能對人體起到保護(hù)作用解析：選c高壓作業(yè)服用銅絲編織，是實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽，以達(dá)到對人體的保護(hù)。3（多選)關(guān)于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,以下說法正確的是()a電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上b導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，表面場

11、強(qiáng)不為零c導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，表面場強(qiáng)也為零d導(dǎo)體內(nèi)部的電場只是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場解析:選ab根據(jù)靜電平衡的特點(diǎn)，易知a、b正確，c錯誤；導(dǎo)體內(nèi)部的電場是外部電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場的矢量和，則d錯誤.4。點(diǎn)電荷a和b，分別帶正電和負(fù)電，電荷量分別為4q和q，在a、b連線上，如圖1所示,則電場強(qiáng)度為零的地方在（)圖1aa和b之間ba右側(cè)cb左側(cè) da的右側(cè)及b的左側(cè)解析：選c因?yàn)閍帶正電，b帶負(fù)電，所以只有a右側(cè)和b左側(cè)它們的電場強(qiáng)度方向相反，因?yàn)閝aqb，所以只有b左側(cè)，才有可能ea與eb等大反向，因而才可能有ea和eb矢量和為零的情況。5. （多選)如圖2所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)

12、電的小球緩慢地靠近（不接觸)，則下列說法中正確的是（）圖2ab端的感應(yīng)電荷越來越多b導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)越來越大c感應(yīng)電荷在m點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)小于在n點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)d感應(yīng)電荷在m點(diǎn)和n點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)相等解析：選ac絕緣導(dǎo)體向帶電小球移動的過程中,導(dǎo)體中電荷受到的外電場的作用力變大，使內(nèi)部的自由電荷不斷移動,兩端聚集的電荷越來越多，選項(xiàng)a正確;由于導(dǎo)體緩慢移動，所以可以認(rèn)為移動過程中導(dǎo)體一直處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場強(qiáng)處處、時時為零，選項(xiàng)b錯誤；感應(yīng)電荷在m、n點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)應(yīng)與帶電小球在m、n點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向，由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式ek可知，選項(xiàng)c正確，d錯誤。6（多選）圖中p是一個帶電體，n是一個不帶電的金屬空腔

13、,在哪些情況中，放在絕緣板上的小紙屑(圖中s）不會被吸引（）解析:選ad小紙屑是絕緣體，當(dāng)處于電場中時，雖不會像導(dǎo)體一樣出現(xiàn)電荷的定向移動,但也會受到施感電荷的吸引力。a中由于靜電屏蔽，n內(nèi)部無電場，所以s不會被吸引，a正確。b中n沒有接地,p的電場會影響到n外部，即s處有電場，s會被吸引.c中p和s都處于導(dǎo)體n的外部,s處有電場,會被吸引。d中n被接地，內(nèi)部電場不影響導(dǎo)體外部，即s處無電場，不會被吸引，d正確。7。如圖3所示，金屬球殼的內(nèi)外表面分別用c、d表示,b球與金屬球殼內(nèi)表面緊密接觸.金屬小球a原來帶正電,金屬球殼與金屬小球b原來不帶電,當(dāng)用一根導(dǎo)線將a、b兩球連接時，以下判斷中正確的

14、是(）圖3aa與b帶正電，c帶負(fù)電，d帶正電bd帶正電,a帶正電，b與c不帶電c只有a帶正電,其他均不帶電da帶正電，d帶負(fù)電,b與c不帶電解析：選ba與b用導(dǎo)線連接后，a、b兩球以及球殼成為一個大導(dǎo)體，a球表面及球殼的外表面d相當(dāng)于大導(dǎo)體的外表面，b球表面及球殼內(nèi)表面相當(dāng)于大導(dǎo)體的內(nèi)表面，因?yàn)殪o電平衡導(dǎo)體的電荷只分布在外表面上，故b正確，a、c、d錯誤.8。 (多選)如圖4所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷q，a、b是金屬板右側(cè)表面的兩點(diǎn)，其中a到q的距離較小.下列說法中正確的是（）圖4a由于靜電感應(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面帶正電b由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面不帶電

15、ca、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，且a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)小一些da、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，且a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)大一些解析：選bd金屬板若不接地，右側(cè)表面將有感應(yīng)的負(fù)電荷，左側(cè)表面將有感應(yīng)的等量的正電荷?，F(xiàn)將金屬板左側(cè)表面接地，自由電子通過接地導(dǎo)線移向金屬板左側(cè)表面，達(dá)到靜電平衡時左側(cè)表面不帶電，而金屬板右側(cè)表面所帶電荷不變,故a錯誤，b正確.金屬板接地時，右側(cè)表面上仍有感應(yīng)負(fù)電荷，而且a點(diǎn)附近的電荷面密度（單位表面積的電荷量)比b點(diǎn)附近的電荷面密度要大些，場強(qiáng)要大些,電場線要密一些，故c錯誤,d正確.9.如圖5所示，空心導(dǎo)體上方有一靠近的

16、帶有正電的帶電體。當(dāng)一個重力不計的正電荷以速度v水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時，電荷將做（)圖5a向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動b向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動c勻速直線運(yùn)動d變速直線運(yùn)動解析：選c空心導(dǎo)體處在帶正電的帶電體的附近，根據(jù)電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)，空心導(dǎo)體起到了靜電屏蔽的作用，使得內(nèi)部電場強(qiáng)度為零，電荷不受電場力的作用，所以做勻速直線運(yùn)動，c選項(xiàng)正確。10.如圖6所示,有一帶電荷量為q的點(diǎn)電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，q到帶電薄板的垂線通過板的圓心。若圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，則圖中b點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小是()圖6akk bkkc0 dk解析:選aa點(diǎn)的場強(qiáng)為：eaeqae板a0，解得：e板aeqak，由對稱性

17、可知，帶電薄板在b點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為:e板be板ak,方向由薄板指向b點(diǎn),點(diǎn)電荷q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)為：eqbk，方向由點(diǎn)電荷指向b點(diǎn)，則b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為：ebeqbe板bkk，b、c、d錯誤,a正確。11.如圖7所示，真空中，帶電荷量分別為q和q的點(diǎn)電荷a、b相距為r，則:圖7(1)點(diǎn)電荷a、b在中點(diǎn)o處產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為多大？方向如何？（2)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)o處的場強(qiáng)為多大？方向如何?（3)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,距a、b都為r的o點(diǎn)的場強(qiáng)多大？方向如何？解析:(1)a、b兩點(diǎn)電荷在o點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同,均為ab.a、b兩點(diǎn)電荷在o點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度eaeb。（2)o點(diǎn)的場強(qiáng)為e

18、oeaeb，方向?yàn)閍b.（3）如圖所示，點(diǎn)電荷在o點(diǎn)的場強(qiáng)大小為eaeb2.o點(diǎn)的場強(qiáng)eo2k，方向?yàn)閍b.答案:見解析12。如圖8所示，邊長為l的正方形四個頂點(diǎn)a、b、c、d處依次放置有點(diǎn)電荷2q、2q、q、2q，試求正方形的中心o點(diǎn)處的場強(qiáng)。圖8解析：b、d兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在o點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)等值反向。a點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在o點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為eakkc點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在o點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為eckk a、c兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在o點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相反。綜上所述，o點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為eeaeck，方向沿oa連線指向a。答案：場強(qiáng)大小為k，方向沿oa連線指向a電場力的性質(zhì)1(多選）用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯

19、塑料板摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示,由此對摩擦起電說法正確的是()圖1a兩個物體摩擦?xí)r，表面粗糙的易失去電子b兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類及數(shù)量不同的電荷c兩個物體摩擦起電時，帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等d同一物體與不同種類物體摩擦，該物體的帶電荷種類可能不同解析：選cd兩物體摩擦?xí)r得失電子取決于原子核對電子的束縛力大小，a錯。由于摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的得失，所以兩物體帶電種類一定不同，數(shù)量相等，b錯，c對。由題中例子不難看出同一物體與不同種類物體摩擦,帶電荷種類可能不同，d對。2.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖2所示,球心處放一點(diǎn)電荷q，達(dá)到靜電平衡時,則（）圖2aq的電量變化時,球殼外電場隨之

20、改變bq在球殼外產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為零c球殼內(nèi)、外表面的電荷在殼外的合場強(qiáng)為零dq與球殼內(nèi)表面的電荷在殼外的合場強(qiáng)為零解析：選d當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流入大地，這時殼內(nèi)電荷與殼內(nèi)表面的感應(yīng)電荷在殼內(nèi)壁以外(包含導(dǎo)體殼層)任一點(diǎn)的合場強(qiáng)為零。故選項(xiàng)d正確。3.如圖3所示，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q(qq|）由a運(yùn)動到b，電場力做正功。已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受電場力分別為fa、fb，則下列判斷正確的是（）圖3a若q為正電荷,則q帶正電，fafbb若q為正電荷,則q帶正電，fafbc若q為負(fù)電荷，則q帶正電，fafbd若q為負(fù)電荷，則q帶正電

21、,fafb解析：選a由于粒子由a運(yùn)動到b電場力做正功,可知電場力指向外側(cè),q、q為同種電荷；電場線密集的地方電場強(qiáng)度大，由feq知fa大,a正確。4（2015山東高考）直角坐標(biāo)系xoy中,m、n兩點(diǎn)位于x軸上，g、h兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖4。m、n兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電量為q的正點(diǎn)電荷置于o點(diǎn)時,g點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零.靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到g點(diǎn),則h點(diǎn)處場強(qiáng)的大小和方向分別為（)圖4a。,沿y軸正向b.，沿y軸負(fù)向c.,沿y軸正向 d.，沿y軸負(fù)向解析：選b處于o點(diǎn)的正點(diǎn)電荷在g點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)e1k，方向沿y軸負(fù)向；又因?yàn)間點(diǎn)處場強(qiáng)為零，所以m、n處兩負(fù)點(diǎn)電荷在g點(diǎn)共同產(chǎn)生的場強(qiáng)

22、e2e1k，方向沿y軸正向；根據(jù)對稱性，m、n處兩負(fù)點(diǎn)電荷在h點(diǎn)共同產(chǎn)生的場強(qiáng)e3e2k，方向沿y軸負(fù)向；將該正點(diǎn)電荷移到g處，該正點(diǎn)電荷在h點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)e4k，方向沿y軸正向，所以h點(diǎn)的場強(qiáng)ee3e4，方向沿y軸負(fù)向.5.如圖5所示是檢驗(yàn)帶電體a（上表面）、b（尖端)帶電情況的實(shí)驗(yàn)裝置。則（)圖5a帶電體a處比b處電荷密集b帶電體b處比a處電荷密集c驗(yàn)電器的c處做成球形是為了美觀需要d驗(yàn)電器的c處做成球形是為了讓更多電荷分布在c處解析：選b在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置單位面積上分布的電荷量越多，所以帶電體b處比a處電荷密集,故選項(xiàng)a錯誤,b正確；驗(yàn)電器的c處做成球形是為了使更多的電荷分布在比較

23、尖的箔片上,故選項(xiàng)c、d錯誤。6。如圖6所示，帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置，a、b是軸線上相對于圓心的對稱點(diǎn)。某時刻一個電子僅在電場力作用下從a點(diǎn)沿軸線向右運(yùn)動至b點(diǎn)，此過程中電子運(yùn)動的v。t圖像不可能是（)圖6解析:選d金屬圓環(huán)的圓心處場強(qiáng)e0,軸線上處場強(qiáng)也為0，故圓心到之間某處必然有個最大場強(qiáng)em.若a點(diǎn)在em的右側(cè)，電子由a點(diǎn)沿軸線向右運(yùn)動至b點(diǎn)過程中，電子的加速度先減小到0再反向增大,選項(xiàng)b、c可能；若a點(diǎn)在em的左側(cè)，電子由a點(diǎn)沿軸線向右運(yùn)動至b點(diǎn)過程中，電子的加速度先增大再減小到0再反向增大，然后再減小,選項(xiàng)a可能。故選d。7。如圖7所示,在勻強(qiáng)電場中將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小

24、球，由靜止釋放，帶電小球運(yùn)動軌跡為一直線,該直線與豎直方向的夾角為。不能忽略小球的重力，則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為(）圖7a唯一值是 b最大值是c最小值是 d最小值是解析：選c由題可知重力的大小、方向是定值,合力的方向已知，帶電小球受到電場力和重力作用，如圖所示，由力的合成和幾何知識可知,只有當(dāng)電場力f垂直于合力方向時,電場力f最小，此時e。8。如圖8所示,把一帶正電小球a穿在光滑絕緣的半圓環(huán)上，欲使該小球靜止在圖示的p位置，需在m、n之間放另一帶電小球b(o點(diǎn)是半圓環(huán)的圓心)，則小球b可能(）圖8a帶負(fù)電，放在o點(diǎn) b帶負(fù)電,放在b點(diǎn)c帶正電，放在o點(diǎn) d帶正電，放在b點(diǎn)解析：選b若小球b帶負(fù)電

25、，對小球a為靜電引力，根據(jù)平衡條件,靜電引力必然與小球a所受重力及沿op方向的支持力的合力等值、反向,且在同一直線上,故放在b點(diǎn)可能滿足要求，放在o點(diǎn)不能滿足要求,選項(xiàng)a錯誤,b正確；若小球b帶正電,對小球a為靜電斥力,根據(jù)平衡條件，靜電斥力必然與小球a所受重力及沿op方向的支持力的合力等值、反向，且在同一直線上,故放在o、b點(diǎn)不能滿足要求,選項(xiàng)c、d錯誤。9.如圖9所示,a、b是帶有等量的同種電荷的兩小球（可視為點(diǎn)電荷）,它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度是l，懸線上端都固定于同一點(diǎn)o，b球懸線豎直且被固定，a球在力的作用下,于偏離b球x的地方靜止，此時a球受到繩的拉力為f1.現(xiàn)在保持其他條件

26、不變，用改變a球質(zhì)量的方法,使a球在距b球?yàn)閤處平衡，則此時a球受到繩的拉力為（)圖9af1 b2f1c4f1 d8f1解析:選da球受到重力g、b球?qū)球的庫侖力f、繩的拉力f1，如圖所示。由共點(diǎn)力平衡條件知，g、f、f1三力的圖示必然構(gòu)成封閉三角形,由相似三角形得.由此得f1mg，f mg.當(dāng)球在x處平衡時，同理可得f1mg，f mg。設(shè)a、b兩球的電荷量均為q，由庫侖定律可知f,f。故4，即，m8m。因此f1mg8mg8f1。選項(xiàng)d正確。10. （多選）如圖10所示,在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中有a、b兩點(diǎn),已知a、b兩點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)，但不在同一電場線上，一個帶電小球在重力和電場力作用下

27、由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),在這一運(yùn)動過程中,以下判斷正確的是(）圖10a帶電小球的動能可能保持不變b帶電小球運(yùn)動的軌跡一定是直線c帶電小球做的一定是勻變速運(yùn)動d帶電小球在a點(diǎn)的速度可能為零解析：選cd帶電小球由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，重力和電場力不可能平衡，帶電小球的動能不可能保持不變，a錯。若電場力和重力的合力沿ab連線，且a點(diǎn)速度方向沿ab連線，則帶電小球運(yùn)動軌跡是直線，否則是曲線,b錯。由于電場力與重力的合力是恒力，所以小球所做運(yùn)動為勻變速運(yùn)動，c正確。小球有可能從靜止做勻加速直線運(yùn)動到b,故d正確.11。如圖11所示，一條長為3l的絕緣絲線穿過兩個質(zhì)量都是m的小金屬環(huán)a和b，將絲線的兩端共同系于天花板

28、上的o點(diǎn),使金屬環(huán)帶電后,便因排斥而使絲線構(gòu)成一個等邊三角形，此時兩環(huán)恰處于同一水平線上,若不計環(huán)與絲線間的摩擦，求金屬環(huán)所帶電荷量是多少？圖11解析：小環(huán)a受力如圖所示，受四個力:重力mg、庫侖力f、絲線兩個拉力t1和t2相等。則t1sin 60mgt1cos 60t2k解得q 。答案：均為 12如圖12所示,一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成30的角傾斜固定。細(xì)桿的一部分處在電場強(qiáng)度方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度e2104 n/c.在細(xì)桿上套有一個電荷量為q1。73105 c、質(zhì)量為m3102 kg的小球。現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端a由靜止開始沿桿滑下,并從b點(diǎn)進(jìn)入電場，小球在電場中滑至最遠(yuǎn)處的c點(diǎn)

29、。已知a、b間距離x10。4 m，g取10 m/s2。求：圖12（1)小球在b點(diǎn)的速度vb。(2)小球進(jìn)入電場后滑行的最大距離x2。(3）小球從a點(diǎn)滑至c點(diǎn)的時間。解析：（1）小球在ab段滑動過程中，由機(jī)械能守恒mgx1sin mvb2可得vb2 m/s。（2）小球進(jìn)入勻強(qiáng)電場后，在電場力和重力的作用下，由牛頓第二定律可得加速度a25 m/s2小球進(jìn)入電場后還能滑行到最遠(yuǎn)處的c點(diǎn)，b、c的距離為x20.4 m。(3)小球從a到b和從b到c的兩段位移中的平均速度分別為vabvbc小球從a到c的平均速度為所以vabvbc1 m/s小球從a點(diǎn)滑到c點(diǎn)時間t0。8 s.答案：（1）2 m/s(2)0。

30、4 m(3）0.8 s第1章靜電場(時間：50分鐘滿分：100分）一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分,第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求,全都選對的得6分,選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中，正確的是（)a體積大的帶電體一定不是點(diǎn)電荷b當(dāng)兩個帶電體的形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時,這兩個帶電體可看做點(diǎn)電荷c點(diǎn)電荷就是體積足夠小的電荷d點(diǎn)電荷是電荷量和體積都很小的帶電體解析：選b一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不能以體積大小、電荷量多少而論，要依具體情況而定,只要在測量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀、大小等因素的影響可以忽略,即可視為點(diǎn)

31、電荷，故選項(xiàng)b正確。2仔細(xì)觀察下列各圖，屬于防范靜電的是(）解析：選a題給四個圖中，b、c、d均為靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,故選項(xiàng)a正確。3（2015浙江高考)如圖1所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬極板中間，則(）圖1a乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷b乒乓球受到擾動后,會被吸在左極板上c乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個力的作用d用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞解析:選d兩極板間電場由正極板指向負(fù)極板，鍍鋁乒乓球內(nèi)電子向正極板一側(cè)聚集,故乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,

32、選項(xiàng)a錯誤；乒乓球受到重力、細(xì)線拉力和電場力三個力的作用，選項(xiàng)c錯誤；乒乓球與任一金屬極板接觸后會帶上與這一金屬極板同種性質(zhì)的電荷，而相互排斥,不會吸在金屬極板上，到達(dá)另一側(cè)接觸另一金屬極板時也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象,所以乒乓球會在兩極板間來回碰撞，選項(xiàng)b錯誤、d正確。4。如圖2所示，在y軸上關(guān)于o點(diǎn)對稱的a、b兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷q，在x軸上c點(diǎn)有點(diǎn)電荷q，且cood,ado60。下列判斷正確的是（)圖2ao點(diǎn)電場強(qiáng)度為零bd點(diǎn)電場強(qiáng)度不為零c在o到c之間q所受的電場力由ocd在o到c之間q所受的電場力由oc解析：選c電場強(qiáng)度是矢量,其運(yùn)算遵循矢量合成的平行四邊形定則.兩q在o點(diǎn)的合場強(qiáng)為零,q在

33、o點(diǎn)的場強(qiáng)向左，o點(diǎn)的合場強(qiáng)向左，a錯誤；由幾何關(guān)系可知，兩個q和一個q在d點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，b錯誤;兩q在o到c之間的合場強(qiáng)以及q在c點(diǎn)右側(cè)的場強(qiáng)都是沿x軸向左，故合場強(qiáng)向左，q在o到c之間所受的電場力由oc，c正確;由c選項(xiàng)的分析可知，o到c之間的合場強(qiáng)方向向左，故q在o到c之間所受的電場力由co,d錯誤.5。如圖3所示，電量為q和q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)有()圖3a體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)b體中心和各邊中點(diǎn)c各面中心和各邊中點(diǎn)d體中心和各面中心解析:選d將位于頂點(diǎn)的同種正電荷連線，根據(jù)對稱性,連線的正中央一點(diǎn)場強(qiáng)為零；同理,將位于頂點(diǎn)的同種負(fù)電荷連線，

34、連線的正中央一點(diǎn)場強(qiáng)也為零。進(jìn)一步可以判斷：體中心和各面中心場強(qiáng)為零.6.如圖4所示，金屬板帶電量為q，質(zhì)量為m的金屬小球帶電量為q，當(dāng)小球靜止后,懸掛小球的絕緣細(xì)線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心o恰好在同一條水平線上，且距離為l。下列說法正確的是()圖4aq在小球處產(chǎn)生的場強(qiáng)為e1bq在小球處產(chǎn)生的場強(qiáng)為e1cq在o點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為e2dq在o點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為e2解析：選bc金屬板不能看做點(diǎn)電荷，在小球處產(chǎn)生的場強(qiáng)不能用e計算，故a錯誤；根據(jù)小球處于平衡得小球受電場力fmgtan ，由e得：e1，b正確；小球可看做點(diǎn)電荷，在o點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)e2，c正確；根據(jù)牛頓第三定律知金屬板受到小球的電

35、場力大小為fmgtan ，但金屬板不能看做試探電荷,故不能用e求場強(qiáng)，d錯誤。7。如圖5所示,在負(fù)點(diǎn)電荷q的電場中,a、b兩點(diǎn)位于q為圓心的同一圓周上，a、c兩點(diǎn)位于同一條電場線上,則以下說法中正確的是（）圖5aa、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等b同一檢驗(yàn)電荷在a、b兩點(diǎn)所受電場力相同ca、c兩點(diǎn)場強(qiáng)大小關(guān)系為eaecda、c兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同解析：選ad負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中,各點(diǎn)的場強(qiáng)方向都由該點(diǎn)指向場源電荷，a、c兩點(diǎn)在同一條電場線上，因此兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同，即選項(xiàng)d正確;場強(qiáng)大小可以根據(jù)電場線的疏密程度加以判定，由于c處電場線比a處密，故a、c兩點(diǎn)場強(qiáng)大小關(guān)系為ecea，c項(xiàng)錯誤；a、b兩點(diǎn)處在同一圓

36、周上，電場線疏密程度相同,因此a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，但方向不同，放同一檢驗(yàn)電荷在a、b兩點(diǎn)所受電場力大小相等，方向不同，故a項(xiàng)正確,b項(xiàng)錯誤。8。如圖6所示的電場中，虛線為某帶電粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，a、b、c是軌跡上的三個點(diǎn),則（）圖6a粒子一定帶正電b粒子一定是從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)c粒子在c點(diǎn)加速度一定大于在b點(diǎn)加速度d粒子在電場中c點(diǎn)的速度一定大于在a點(diǎn)的速度解析：選ac曲線運(yùn)動的物體，合力指向運(yùn)動軌跡的內(nèi)側(cè)，由此可知，帶電粒子受到的電場力的方向?yàn)檠刂妶鼍€向左，所以粒子帶正電，a正確；粒子不一定是從a點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動到b點(diǎn)，也可能從b點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動到a點(diǎn),b錯誤；由電場線的分布可知,粒子在c點(diǎn)所受的力較大，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，電場力與速度成銳角，則粒子做加速