2022年2022年電場典型例題精析

1、精選學習資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學習資料歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1. 場強公式的使用條件電場典例精析精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載【例 1】以下說法中,正確選項a. 在一個以點電荷為中心,r 為半徑的球面上各處的電場強度都相同精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載b. ekq 僅適用于真空中點電荷形成的電場r 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載c. 電場強度的方向就為放入電場中的電荷受到的電場力的方向d. 電場中某點場強的方向與摸索電荷的正負無關2. 懂得場強的表達式9 10【例 1】在真空中o點放一個點電荷q 1.0

2、×10c ,直線 mn通過 o點, om的距離 r 30 cm ,m點放一個點電荷q 1.0 ×10c ,如下列圖,求：1 q 在 m點受到的作用力；2 m點的場強； 3 拿走 q 后 m點的場強；94 m.n 兩點的場強哪點大；5 假如把 q換成 1.0 ×10c 的點電荷,情形如何.【拓展1】有質量的物體四周存在著引力場. 萬有引力和庫侖力有類似的規(guī)律,因此我們可以用定義靜電場強度的方法來定義引力場的場強. 由此可得,與質量為m的質點相距r 處的引力場場強的表達式為eg 萬有引力常量用g表示 .3. 懂得場強的矢量性,唯獨性和疊加性 14 14【例 2】如下列

3、圖,分別在a.b 兩點放置點電荷q 2×10c 和 q 2×10c. 在12 2ab的垂直平分線上有一點c,且 ab ac bc6×10m. 求：(1) c點的場強；(2) 假如有一個電子靜止在c 點,它所受的庫侖力的大小和方向如何.4. 與電場力有關的力學問題【例 3】如下列圖,帶等量異種電荷的平行金屬板,其間距為d,兩板間電勢差為u,極板與水平方向成37°角放置,有一質量為m 的帶電微粒,恰好沿水平方向穿過板間勻強電場區(qū)域 . 求：(1) 微粒帶何種電荷？(2) 微粒的加速度多大？(3) 微粒所帶電荷量為多少？5. 電場力做功與電勢能轉變的關系【例

4、1】有一帶電荷量q 3×10 6 c的點電荷,從電場中的a 點移到 b 點時,克服電場力做功 6×10 4 j. 從 b 點移到 c 點時,電場力做功9×10 4 j. 問：(1) ab. bc.ca間電勢差各為多少？(2) 如以 b 點電勢為零,就a.c 兩點的電勢各為多少？電荷在a. c 兩點的電勢能各為多少？【拓展 1】一帶電油滴在勻強電場e 中的運動軌跡如圖中虛線所示,電場方向豎直向下. 如不計空氣阻力,就此帶電油滴從a 運動到 b 的過程中,能量變化情形為a. 動能減小b. 電勢能增加c. 動能和電勢能之和減小d. 重力勢能和電勢能之和增加精品學習資料精

5、選學習資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學習資料歡迎下載6. 電勢與電場強度的區(qū)分和聯(lián)系【例 2】如下列圖,a.b.c 為同始終線上的三點,其中c 為 ab 的中點,已知a.b 兩點的電勢分別為 a 1 v , b 9 v ,就以下說法正確選項a. 該電場在c 點的電勢肯定為5 vb. a 點處的場強ea 肯定小于 b 點處的場強ebc. 正電荷從a 點運動到 b 點過程中電勢能肯定增大d. 正電荷只受電場力作用,從a 點運動到b 點過程中動能肯定增大【拓展2】如圖甲所示,a. b 為電場中的一條直線形的電場線,如將一個帶正電的點電荷從a 由靜止釋放,它只在電場力作用下沿電場線從a 向 b 運動過

6、程中的速度圖象如圖乙所示. 比較 a.b 兩點的電勢和場強e,以下說法正確選項 a. a<b,ea<ebb. a< b,ea>ebc. a>b,ea>ebd. a> b,ea<eb7. 電場線.等勢面.運動軌跡的綜合問題【例 4】如圖虛線a.b.c 代表電場中三個等勢面,相鄰等勢面之間的電勢差相等,即 uab ubc ,實線為一帶負電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,p.q 為這條軌跡上的兩點,據(jù)此可知a. p 點的電勢高于q點的電勢b. 帶電質點在p點具有的電勢能比在q點具有的電勢能大c. 帶電質點通過p 點時的動能比通過q點時大d

7、. 帶電質點通過p 點時的加速度比通過q點時大練習 2021 ·全國 如下列圖, 一電場的電場線分布關于y 軸 沿豎直方向 對稱,o.m.n為 y 軸上的三個點,且ommn. p 點在 y 軸右側, mp on. 就a. m點的電勢比p點的電勢高b. 將負電荷由o點移動到 p 點,電場力做正功c. m.n 兩點間的電勢差大于o.m兩點間的電勢差d. 在 o點靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y 軸做直線運動8. 綜合題1. 如下列圖 、 質量為 m.帶電量為 -q 的小球在光滑導軌上運動,半圓形滑環(huán)的半徑為r,小球在a 點時的初速為v0,方向和斜軌平行. 整個裝置放在方a向豎直向下,強

8、度為e 的勻強電場中,斜軌的高為h,試問： 1 小球離開a點后將作怎樣的運動. 2設小球能到達b 點,那么,小球在b 點對圓環(huán)的壓h力為多少 . 3在什么條件下,小球可以以勻速沿半圓環(huán)到達最高點,這時小b球的速度多大 .2. 如圖 1.5-12 所示,一根長l =1.5m 的光滑絕緣細直桿mn ,豎直固定在場強為 e=1.0 ×105n/c .與水平方向成=30 °角的傾斜向上的勻強電場中；桿的下端m 6固定一個帶電小球a ,電荷量q=+4.5 ×10c；另一帶電小球b 穿在桿上可自由滑精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載 62動,電荷量q=+1.0 &

9、#215;10c,質量 m=1.0 ×10kg現(xiàn)將小球b 從桿的上端n 靜止釋精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載放,小球 b 開頭運動（靜電力常量k=9.0×109n·m2/c2取 g=10m/s 2）（1）小球 b 開頭運動時的加速度為多大 . （ 2）小球 b 的速度最大時,距 m 端的高度 h1 為多大 . （ 3）小球 b 從 n 端運動到距 m 端的高度 h2=0.61m 時,速度為v=1.0m/s,求此過程中小球 b 的電勢能轉變了多少 .圖 1.5-12精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學習資料歡迎下載【正解】 a 選項中

10、同一球面上各處電場強度大小相等但方向不同,a 錯, b 對；又由于電荷有正負, 物理學中規(guī)定了正電荷的受力方向與場強方向相同,而場強的大小和方向由電場本身打算,與放入的摸索電荷無關,所以c 錯, d對 .【答案】 bd精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載 8 2例 1【解析】 1 f k qq 9×10 9×1×1019n、 解得 f 1×10n ,方向由m o.m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載mr 2(2) m點的場強 89×10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載fm1×102e精品學習資料精選

11、學習資料 - - - 歡迎下載m q 1×10 10 n/c、 解得 em 109另法：利用點電荷的場強公式有n/c ,方向由o m.精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載eq91.0 ×102精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載m kr 29.0 ×10 ×20.32n/c、em 10n/c精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載(3) em 10 n/c ,方向由o m.4m點的場強大 .5方向轉變?yōu)橄喾?其大小相等.qq精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載【拓展 1】【解析】庫侖力fc kr 2,將 q 視為 q產(chǎn)

12、生的電場中的摸索電荷,就距q為精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載r 處的場強為efcqrq k2. 與此類似,萬有引力fggmmr 2,將 m視為 m產(chǎn)生的引力場中的精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載gmfgm摸索物,就距m為 r 處的場強為eg2r例 2【解析】 1 此題所討論的電場為點電荷q1 和 q2 所形成的電場的合電場. 因此 c 點的q場強為由q1 在 c處場強 e1c 和 q2 在 c 處的場強e2c的合場強 . 依據(jù) e k得：r 2 14精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載r29e1c k q119.0 × 102×10&

13、#215; 6×10 22 n/c 0.05 n/c精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載方向如下列圖. 同理求得：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載e2c k q2r21 0.05 n/c ,方向如下列圖.精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載依據(jù)平行四邊形定就作出e1c 和 e2c 的合場強如下列圖. ce1cec 為等邊三角形,故ec e1c 0.05 n/c ,方向與ab平行指向右 .2 電子在 c 點所受的力的大小為：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載f qec1.6 ×10 19×0.05 n 0.8 ×

14、;1020 n精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由于電子帶負電,所以方向與ec 方向相反 .【思維提升】1 解決此類問題,需要奇妙地運用對稱性的特點,將相互對稱的兩個點電荷的場強進行疊加.2 不在同始終線上電場的疊加要依據(jù)電荷的正.負,先判定場強的方向,然后利用矢量合成法就,結合對稱性分析疊加結果.【例3】【解析】由于微粒恰好做直線運動,說明微粒所受合外力的方向與速度的方向在一條直線上, 即微粒所受合外力的方向在水平方向,微粒受到重力mg和電場力eq 的作用 .(1) 微粒的受力如下列圖,由于微粒所受電場力的方向跟電場線的方向相反,故微粒帶負電荷 .(2) 依據(jù)牛頓其次定律有：f

15、合 mgtan ma3解得 a gtan 4g(3) 依據(jù)幾何關系有：eqcos mg精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學習資料歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載u而 e d解得 q5mgd 4u精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載【思維提升】 1 此題考查了帶電微粒在勻強電場中的勻變速直線運動.牛頓其次定律.電場力. 勻強電場中場強與電勢差的關系,這為一道綜合性較強的試題,同時也可以考查同學學科內的綜合才能.(2) 確定帶電微粒受到的電場力的方向及為否受重力為解答此題的關鍵所在.(3) 由于微粒在電場中做直線運動,故一般從合運動動身,分析該題比較

16、便利. 4|wab|6×10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載【例 1】【解析】 1 解法一： | uab| |q|3×10 6 v 200 v精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載因負電荷從ab 克服電場力做功,必需為從高電勢點移向低電勢點,即 a>b,所以uab 200 v 4|wbc|9×10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載| ubc| 6 v 300 v|q|3×10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載因負電荷從 bc電場力做功,必為從低電勢點移到高電勢點,即 b<c,所以 ubc300 v

17、uca ucb uba ubc uab , uca 300 v 200 v 100 v 4wwab6×10解法二：由u q得 uab q 3×10 6 v 200 v 4wbc9×10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載ubc 6 v 300 vq3×10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載uac uab ubc 200 300 v 100 vuca uac 100 v2 如 b 0,由 uab a b得 a uab 200 v由 ubc b c 有 c b ubc c 0 300 v 300 v電荷在 a 點電勢能epa q a 3

18、×10 4epa 6×10j6×200 j精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載電荷在 c 點電勢能epc q c 3×10 6×300 jepc 9×10 4 j【思維提升】利用公式w quab運算時,有兩種運算法.(1) 正負號運算法：依據(jù)符號規(guī)定把電荷量q,移動過程始.末兩點電勢差uab及電場力的功 wab代入公式運算.(2) 肯定值運算法：公式中 q· uab.wab均為肯定值,算出數(shù)值后再依據(jù)“正 或負 電荷從電勢較高的點移動到電勢較低的點時, 電場力做正功 或電場力做負功 ；正 或負 電荷從電勢較低的點移

19、到電勢較高的點時,電場力做負功 或電場力做正功 ”來判定 .【解析】由油滴運動軌跡可知其合外力方向必為豎直向上,故該油滴必帶負電,由a運動到 b 的過程中,動能增加. 電勢能減小,由于要克服重力做功,故動能和電勢能之和減 小,且運動過程中有動能.電勢能.重力勢能之和守恒,故由于動能增加必有重力勢和電勢能之和減小,應選c.【例 2】【解析】由一條電場線不能確定這個電場為不為勻強電場,故ea 與 eb 無法比較,而uac 與 ubc 的大小關系也不能確定,故 a.b 錯；由于 b> a,故電場線方向為由b a,正電精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載優(yōu)秀學習資料歡迎下載荷從 a 點到 b 點過程中電勢能肯定增大,動能肯定削減,因此c對, d 錯. 【答案】 c【思維提升】此題考查的學問點為電場強度.電勢.電勢差.電勢能.電場線.等勢面及它們的關系,由于一條電場線無法判定,可以再多畫幾條電場線,如：可【拓展 2】【解析】由乙圖可知,此正電荷的加速度越來越小,由牛頓其次定律afm知電場力 由 ab 為減小的,又由 fqe,可知 ea>eb,故 a.d 錯；又正電荷由靜止釋放從 a 向 b運動,可知電場力方向 ab,場強方向