2015年高三物理新課標(biāo)一輪講義：62電場(chǎng)力的性質(zhì)

1、第2課時(shí)電場(chǎng)力的性質(zhì)考綱解讀1.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、意義及表示方法.2.熟練掌握各種電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，并能利用它們分析解決問(wèn)題.3.會(huì)分析、計(jì)算在電場(chǎng)力作用下的電荷的平衡及運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，下列說(shuō)法正確的是()A由E可知，某電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E與q成反比，與F成正比B正、負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反，所以某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)有關(guān)C電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放入該點(diǎn)的試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)D電場(chǎng)中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí)，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于零答案C解析電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷的受力情況及電荷性質(zhì)無(wú)關(guān)，故A、D錯(cuò)誤，C正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的方

2、向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相同，與負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向相反，但場(chǎng)強(qiáng)方向與試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤2電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成如圖1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(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)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)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)镋2.E1與E2之比為()圖1A12 B21 C2 D4答案B解析兩個(gè)點(diǎn)電荷分別在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)，每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同，所以EMENE1，得EMEN.將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時(shí)，假設(shè)M點(diǎn)的電荷為正電荷，則O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如圖所示M點(diǎn)和P

3、點(diǎn)的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小仍相等，夾角為120°，所以O(shè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E2EM，即，B正確3對(duì)電場(chǎng)線概念的理解以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說(shuō)法中正確的是()A電場(chǎng)、電場(chǎng)線都是客觀存在的物質(zhì)，因此電場(chǎng)線不僅能在空間相交，也能相切B在電場(chǎng)中，凡是電場(chǎng)線通過(guò)的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)不為零，不畫電場(chǎng)線區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C同一試探電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受電場(chǎng)力大D電場(chǎng)線是人們假想的，用以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在答案CD解析電場(chǎng)線是假想的，不是物質(zhì)，在空間不相交，不相切，不畫電場(chǎng)線區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不一定為零4電場(chǎng)強(qiáng)度兩個(gè)表達(dá)式的比較對(duì)于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式仍成立，即E

4、，式中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷B在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式為E，式中Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷C在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式E，式中q是檢驗(yàn)電荷D以上說(shuō)法都不對(duì)答案B5帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析實(shí)線為三條方向未知的電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2中的虛線所示(a、b只受電場(chǎng)力作用)，則()圖2Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電B電場(chǎng)力對(duì)a做正功，對(duì)b做負(fù)功Ca的速度將減小，b的速度將增大Da的加速度將減小，b的加速度將增大答案D解析由于電場(chǎng)線的方向未知，故無(wú)法確定a、b的電性，A錯(cuò)；電場(chǎng)力對(duì)a、b均做正功，兩帶電粒子動(dòng)能均增大，則速度均增大，B、C均錯(cuò)；a向

5、電場(chǎng)線稀疏處運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電場(chǎng)力減小，故加速度減小，b向電場(chǎng)線密集處運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電場(chǎng)力增大，故加速度增大，D正確一、電場(chǎng)強(qiáng)度1靜電場(chǎng)(1)電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種物質(zhì)，靜電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)(2)電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用2電場(chǎng)強(qiáng)度(1)物理意義：表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向(2)定義：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(3)定義式：E.(4)標(biāo)矢性：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則二、電場(chǎng)線1定義：為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

6、的大小及方向，在電場(chǎng)中畫出一系列的曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，曲線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小2特點(diǎn)：(1)電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處；(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交；(3)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大；(4)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；(5)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低；(6)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直3幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線(如圖3所示)圖34電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡(1)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一般不重合若電荷只受電場(chǎng)力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者重合：電場(chǎng)線是直線電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場(chǎng)線方向平行(

7、2)由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子運(yùn)動(dòng)情況：粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場(chǎng)線相切由電場(chǎng)線的疏密判斷加速度大小由電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷粒子動(dòng)能的變化.考點(diǎn)一電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1場(chǎng)強(qiáng)的公式三個(gè)公式2電場(chǎng)的疊加(1)電場(chǎng)疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則例1N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，如圖4所示若移去位于圓周上P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)的一個(gè)小球，則圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_，方向_(已知靜電力常量為k)圖4解析P點(diǎn)的帶電小球在圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1k，方向沿PO指向O；N個(gè)小

8、球在O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度疊加后，合場(chǎng)強(qiáng)為零；移去P點(diǎn)的小球后，則剩余N1個(gè)小球在圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度與P點(diǎn)的小球在圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，即EE1k，方向沿OP指向P.答案沿OP指向P利用補(bǔ)償法和對(duì)稱法求電場(chǎng)強(qiáng)度(1)補(bǔ)償法：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)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)對(duì)稱法：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)度的方法突破訓(xùn)練1如圖5所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)

9、電場(chǎng)中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場(chǎng)線平行，A、C連線與電場(chǎng)線垂直則()圖5AA點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 BB點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為EkCD點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不可能為0DA、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同答案A突破訓(xùn)練2均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)如圖6所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(guò)半球頂點(diǎn)與球心O的直線，在直線上有M、N兩點(diǎn)，2R.已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()圖6A.E B.C.E D.E答案A解析設(shè)想球殼是一完整的球面，則M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0k，去

10、掉左側(cè)半球面，右側(cè)半球面在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小與只有左側(cè)半球面時(shí)在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相同，因此N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)EE0EE，A選項(xiàng)正確考點(diǎn)二兩個(gè)等量點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A、B與B的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向例2如圖7所示，兩個(gè)帶等量負(fù)電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷)，被固定在光滑的絕緣水平面上，P、N是小球A、B

11、連線的水平中垂線上的兩點(diǎn)，且POON.現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶正電的小球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(dòng)的過(guò)程中，下列關(guān)于小球C的說(shuō)法可能正確的是()圖7A速度先增大，再減小B速度一直增大C加速度先增大再減小，過(guò)O點(diǎn)后，加速度先減小再增大D加速度先減小，再增大解析在AB的中垂線上，從無(wú)窮遠(yuǎn)處到O點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小，到O點(diǎn)變?yōu)榱?，故正電荷受?kù)侖力沿連線的中垂線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電荷的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；由O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，速度變化情況與另一側(cè)速度的變化情況具有對(duì)稱性如果P、N相距很近，加速度則先減小，再增大答案AD突破訓(xùn)練3如圖8所示，

12、a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷Q和Q，c是線段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個(gè)正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場(chǎng)力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說(shuō)法中正確的是()圖8AFd、Fc、Fe的方向都是水平向右BFd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上CFd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c0DFd、Fc、Fe的大小都相等答案A解析根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，等量異種點(diǎn)電荷連線及中垂線上的電場(chǎng)線分布如圖所示，d、c、e三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向都是水平向右，正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同可得到A正確，B、C錯(cuò)誤；連線上場(chǎng)強(qiáng)由A到B先減小后增大，中垂線上由O到無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸減小

13、，因此O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是連線上最小的(但不為0)，是中垂線上最大的，故Fd>Fc>Fe，故D錯(cuò)誤突破訓(xùn)練4如圖9所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a和c關(guān)于MN對(duì)稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上以下判斷正確的是()圖9Ab點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Bb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)Ca、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能答案BC解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布情況和由電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小可知Ed>Eb.故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確a、c兩點(diǎn)關(guān)于MN對(duì)稱，故UabU

14、bc，選項(xiàng)C正確沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以a>c，由Epq可知Epa>Epc，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤29帶電體的力電綜合問(wèn)題的分析方法1基本思路2運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況(1)物體靜止(保持)：F合0.(2)做直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)合0.變速直線運(yùn)動(dòng)：F合0，且F合與速度方向總是一致(3)做曲線運(yùn)動(dòng)：F合0，F(xiàn)合與速度方向不在一條直線上，且總指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線凹的一側(cè)(4)F合與v的夾角為，加速運(yùn)動(dòng)：0°<90°；減速運(yùn)動(dòng)：90°<180°.(5)勻變速運(yùn)動(dòng)：F合恒量例3如圖10所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)1.5 m的光滑絕緣細(xì)直桿MN豎直固定在電場(chǎng)強(qiáng)度大

15、小為E1.0×105 N/C、與水平方向成30°角的斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A，帶電荷量為Q4.5×106 C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng)，帶電荷量為q1.0×106 C，質(zhì)量為m1.0×102 kg.現(xiàn)將小球B從桿的N端由靜止釋放，小球B開始運(yùn)動(dòng)(靜電力常量k9.0×109 N·m2/C2，g10 m/s2)圖10(1)求小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a；(2)當(dāng)小球B的速度最大時(shí)，求小球距M端的高度h1；(3)若小球B從N端運(yùn)動(dòng)到距M端的高度為h20.61 m時(shí)，速度v1.0 m/s，求此過(guò)程中小球

16、B電勢(shì)能的改變量Ep.審題與關(guān)聯(lián)解析(1)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力，沿桿的方向運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得mgqEsin ma，解得a3.2 m/s2(2)小球B速度最大時(shí)受到的合力為零，即qEsin mg代入數(shù)據(jù)得h10.9 m(3)小球B在從開始運(yùn)動(dòng)到速度為v的過(guò)程中，設(shè)重力做功為W1，電場(chǎng)力做功為W2，庫(kù)侖力做功為W3，則根據(jù)動(dòng)能定理得W1W2W3mv2W1mg(Lh2)又由功能關(guān)系知Ep|W2W3|代入數(shù)據(jù)得Ep8.4×102 J答案(1)3.2 m/s2(2)0.9 m(3)8.4×102 J高考題組1(2013·全國(guó)新課標(biāo)·

17、15)如圖11，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、 c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q (q>0)的固定點(diǎn)電荷已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()圖11Ak Bk Ck Dk答案B解析電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)在b處的場(chǎng)強(qiáng)Eb，方向水平向右，由于b點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，故圓盤上的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在b處的場(chǎng)強(qiáng)EbEb，方向水平向左，故Q0.由于b、d關(guān)于圓盤對(duì)稱，故Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在d處的場(chǎng)強(qiáng)EdEb，方向水平向右，電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)在d處的場(chǎng)強(qiáng)Ed，方向水平向右，所以d處的合場(chǎng)強(qiáng)的大小EEdEdk

18、.模擬題組2如圖12所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的三物塊A、B、C放在傾角為30°的固定斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，A與B緊靠在一起，C緊靠在固定擋板上，三物塊的質(zhì)量分別為mA0.60 kg，mB0.30 kg，mC0.50 kg，其中A不帶電，B、C均帶正電，且qC1.0×105 C，開始時(shí)三個(gè)物塊均能保持靜止且與斜面間均無(wú)摩擦力作用，B、C間相距L1.0 m現(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上做加速度a1.0 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假定斜面足夠長(zhǎng)已知靜電力常量k9.0×109 N·m2/C2，g10 m/s2.求：圖12(1)B物塊的帶電量q

19、B；(2)A、B運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)距離后開始分離答案(1)5.0×105 C(2)0.5 m解析(1)設(shè)B物塊的帶電量為qB，A、B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，C對(duì)B的庫(kù)侖斥力，F(xiàn)0以A、B為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡有F0(mAmB)gsin 30°聯(lián)立解得qB5.0×105 C(2)給A施加力F后，A、B沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C對(duì)B的庫(kù)侖斥力逐漸減小，A、B之間的彈力也逐漸減小設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，B、C間距離變?yōu)長(zhǎng)，A、B兩者間彈力減小到零，此后兩者分離則t時(shí)刻C對(duì)B的庫(kù)侖斥力為F0以B為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有F0mBgsin 30°mBgcos 30°mB

20、a聯(lián)立以上各式解得L1.5 m則A、B分離時(shí)，A、B運(yùn)動(dòng)的距離LLL0.5 m3如圖13所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R0.40 m在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E1.0×104 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m0.10 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s1.0 m的位置，由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零已知帶電體所帶電荷量q8.0×105 C，求：圖13(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；(2)帶電體沿圓弧形軌道從

21、B端運(yùn)動(dòng)到C端的過(guò)程中，摩擦力做的功答案(1)5.0 N，方向豎直向下(2)0.72 J解析(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a根據(jù)牛頓第二定律有qEma解得a8.0 m/s2設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為vB，則v2as解得vB4.0 m/s設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道B端時(shí)受軌道的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律有FNmg解得FNmg5.0 N根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌跡的壓力大小FNFN5.0 N方向：豎直向下(2)因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功W電qER0.32 J設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功為W

22、f，對(duì)此過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有W電WfmgR0mv解得Wf0.72 J(限時(shí)：30分鐘)題組1電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及計(jì)算1下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式EF/q和EkQ/r2的敘述，正確的是()AEF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量BEF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷所受的電場(chǎng)力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)CEkQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式Fk，式是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小答案B

23、CD解析公式EF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)E是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式，只適用于點(diǎn)電荷電場(chǎng)，庫(kù)侖定律公式Fk可以看成q1在q2處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1對(duì)q2的作用力，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確2如圖1所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角關(guān)于a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()圖1AEaEb BEaEbCEaEb DEa3Eb答案D解析由題圖可知，rbra，再由E可知，故D正確3如圖2甲所示，在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B

24、為軸上三點(diǎn)，放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力跟試探電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示，則()圖2AA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×103 N/CBB點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×103 N/CC點(diǎn)電荷Q在A、B之間D點(diǎn)電荷Q在A、O之間答案AC解析對(duì)于電場(chǎng)中任意一點(diǎn)而言，放在該處的試探電荷的電荷量q不同，其受到的電場(chǎng)力F的大小也不同，但比值是相同的，即該處的電場(chǎng)強(qiáng)度不變所以Fq圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，斜率越大則場(chǎng)強(qiáng)越大由題圖可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA2×103 N/C，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB0.5×103 N/C，A正確，B錯(cuò)誤A、B兩點(diǎn)放正、負(fù)不同的電荷，受力方向總為正，說(shuō)明

25、A、B的場(chǎng)強(qiáng)方向相反，點(diǎn)電荷Q只能在A、B之間，C正確題組2電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成問(wèn)題4用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱如圖3甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn)：O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對(duì)O對(duì)稱則()圖3AB、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同BA、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反CE、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)DB、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱答案ACD解析由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布規(guī)律可知選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤5如圖4所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn)，在這些點(diǎn)上各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，除A點(diǎn)

26、處的電荷量為q外，其余各點(diǎn)處的電荷量均為q，則圓心O處()圖4A場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿OA方向B場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿AO方向C場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿OA方向D場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿AO方向答案C解析在A處放一個(gè)q的點(diǎn)電荷與在A處同時(shí)放一個(gè)q和2q的點(diǎn)電荷的效果相當(dāng)，因此可以認(rèn)為圓心O處的電場(chǎng)是由五個(gè)q和一個(gè)2q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)合成的，五個(gè)q處于對(duì)稱位置上，在圓心O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為0，所以O(shè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)于2q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，故選C.6圖5中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷q、q、q，則該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為()圖5A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向OD.，方

27、向由O指向C答案B解析每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小都是E，畫出矢量疊加的示意圖，如圖所示，由圖可得O點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為E02E，方向由O指向C.B項(xiàng)正確7在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點(diǎn)當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷q放在d點(diǎn)恰好平衡(如圖6所示，不計(jì)重力)問(wèn)：圖6(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小、方向如何？(2)檢驗(yàn)電荷q放在點(diǎn)c時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？(3)檢驗(yàn)電荷q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何？答案(1)k方向沿db方向(2)k方向與ac成45°角斜向左下(3)2k方向沿db方向解

28、析(1)對(duì)檢驗(yàn)電荷受力分析如圖所示，由題意可知：F1k，F(xiàn)2qE由F1F2，即qEk，解得Ek，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿db方向(2)由圖知，檢驗(yàn)電荷放在c點(diǎn)時(shí)：EcEk所以FcqEck方向與ac成45°角斜向左下(3)由圖知，檢驗(yàn)電荷放在b點(diǎn)時(shí)：EbE2E2E2k所以FbqEb2k，方向沿db方向題組3應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn)分析帶電體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題8在真空中上、下兩個(gè)區(qū)域均有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如圖7所示有一帶負(fù)電的微粒，從上邊區(qū)域沿平行電場(chǎng)線方向以速度v0勻速下落，并進(jìn)入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場(chǎng)足夠廣)，在如圖所示的速度時(shí)間圖象中，符合粒子在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是(以v0方向?yàn)檎较?()圖7答案C9一根長(zhǎng)為