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1、高中物理 第1章 第1節(jié) 電荷及其守恒定律練習(xí)新人教版選修3-1.物體具有 吸引輕小物體的性質(zhì),我們就說(shuō)它帶了電,空有了電荷.自然界中只存在 正電荷和負(fù)電荷兩種電荷,同種電荷相互曲三,異種電荷相互 理(1)正電荷:用 絲級(jí) 摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷.(2)負(fù)電荷:用 毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷.物體的三種起電的方式是:摩擦起電、接典起電、感應(yīng)起電.物體帶電的實(shí)質(zhì)是 得失電子.電荷守恒定律:電荷既不會(huì) 圭,也不會(huì) 消滅,它只能從一個(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)移過(guò)程中,電荷的總量保持不變.另一種表述:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的 代
2、數(shù)和保持不變.電荷量:表示電荷的多少,單位是庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱匡用C表示.元電荷:與電子(或質(zhì)子)電荷量絕對(duì)值相等的電荷,用e表示.e=1.6 X10 19_C;所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍.電子的電荷量與質(zhì)量的比叫做電子的比荷,電子的比荷為- = 1.76X1011_C/kg .me- y?基礎(chǔ)鞏固1.(多選)下列說(shuō)法正確的是(CDA.電子和質(zhì)子都是元電荷一個(gè)帶電體白電荷量為 205.5倍元電荷C.元電荷是最小的帶電單位D.元電荷沒(méi)有正、負(fù)之分解析:元電荷是最小的帶電單位, 帶電體的帶電荷量均為元電荷的整數(shù)倍;元電荷不是帶電粒子,沒(méi)有電性之說(shuō),故 G D正確.如果天氣干燥,晚上脫毛衣時(shí),會(huì)聽(tīng)
3、到“嘛啪”的響聲,還會(huì)看到電火花,這種現(xiàn) 象產(chǎn)生的原因是(C)A.人身體上產(chǎn)生電流B .接觸帶電造成的C.摩擦起電造成的D .感應(yīng)起電造成的.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電,以下說(shuō)法正確的是(C)A.摩擦起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移,感應(yīng)起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷B.摩擦起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷,感應(yīng)起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移C.不論摩擦起電還是感應(yīng)起電都是電荷的轉(zhuǎn)移D.以上說(shuō)法均不正確解析:摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,即說(shuō)明了電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,并沒(méi)有產(chǎn)生電荷.感應(yīng)起電過(guò)程電荷在電場(chǎng)力作用下,電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分,所以ABD錯(cuò)誤,C正確.(多選)對(duì)物體帶電現(xiàn)象的敘述,下列說(shuō)法正
4、確的是(CDA. 一個(gè)不帶電的物體內(nèi)一定沒(méi)有電荷B.物體帶電一定具有多余的電子C.物體帶電的過(guò)程就是電荷移動(dòng)的過(guò)程D.帶電體發(fā)生中和的現(xiàn)象是等量異種電荷完全相互抵消的結(jié)果解析:一個(gè)物體不帶電并不是內(nèi)部沒(méi)有電荷,而是由于正、負(fù)電荷一樣多,從而對(duì)外顯示電中性.當(dāng)正電荷多于負(fù)電荷時(shí)對(duì)外顯示帶正電;當(dāng)負(fù)電荷多于正電荷時(shí)外顯示帶負(fù)電,故A B錯(cuò)誤.物體帶電實(shí)質(zhì)就是得失電子,即電荷移動(dòng),故 C正確.帶等量異種電荷的物體相接觸時(shí),帶負(fù)電的物體中的多余電子全部移動(dòng)到帶正電的物體上與正電荷相互抵消,從而使兩物體都呈電中性.故 D正確.正確答案 C D.(多選)如圖所示,掛在絕緣細(xì)線下的輕質(zhì)帶電小球,由于電荷的相
5、互作用而靠近或遠(yuǎn)離,所以(BQA.甲圖中兩球一定帶異種電荷 B.乙圖中兩球一定帶同種電荷 C.甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電 D.乙圖中兩球至少有一個(gè)帶電解析:兩球相互吸引的可能有兩個(gè):一是帶異種電荷;二是一個(gè)帶電,另一個(gè)被感應(yīng)帶 電后吸引,因此 A錯(cuò)誤、C正確;兩球相斥一定是帶同種電荷,故 B正確、D錯(cuò)誤.兩金屬小球所帶電荷量分別為+3Q和-Q,將兩小球接觸后,它們所帶的電荷量共為(B)A. +3Q B.+2Q C.+Q D.Q解析:由電荷守恒定律知,兩小球接觸后總帶電量為中和后剩余量,即為AQ= +3QQ= + 2Q,故選項(xiàng)B正確.?能力提升.用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近已帶電的驗(yàn)電器時(shí),發(fā)現(xiàn)它的金
6、屬箔片的張角減小,由 此可判斷(C)A.驗(yàn)電器所帶電荷量部分被中和.驗(yàn)電器所帶電荷量部分跑掉了C.驗(yàn)電器一定帶正電D.驗(yàn)電器一定帶負(fù)電解析:驗(yàn)電器的張角與所帶電量的多少有關(guān),電量大張角大,根據(jù)題意張角變小,所以說(shuō)明驗(yàn)電器所帶的電性與橡膠棒所帶的電性相反,又因?yàn)槊つΣ吝^(guò)的橡膠棒帶負(fù)電所以驗(yàn)電器帶正電;橡膠棒沒(méi)接觸驗(yàn)電器,所以電荷不會(huì)被中和,只是被吸引到玻璃球一端,從而使金屬箔片電量變少.故 C正確.(多選)已知兀+介子、兀一介子都是由一個(gè)夸克(夸克u或夸克d)和一個(gè)反夸克(反夸 克u或反夸克d)組成的,它們帶的電荷量如下表所示,表中 e為元電荷.十兀一兀udud帶電何里+ e一e2十 .e 3
7、13e23e1十 ,e 3卜列說(shuō)法止確的是(AD) A.兀+由u和d組成B .兀+由d和u組成C.兀一由u和d組成D .兀一由d和u組成解析:兀+帶電荷量為十e, u田電何重為+e,31d帶電荷量為+ -e,3故兀+由u和d組成,A對(duì)、B錯(cuò).兀帶電荷量為一e, d田電何里為一1,7e, u田電何里為一32. 一4e,故兀 由d和3u組成,D對(duì)、C錯(cuò).如圖所示,將帶有負(fù)電的絕緣棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相 接觸且對(duì)地絕緣,下列方法中不能使兩球都帶電的是(B)D.先把兩球分開(kāi),再移走棒 先移走棒,再把兩球分開(kāi)使棒與甲球瞬時(shí)接觸,再移走棒 先使乙球瞬時(shí)接地,再移走棒解析:由于靜電感
8、應(yīng),甲球感應(yīng)出正電荷,乙球感應(yīng)出負(fù)電荷,把兩球分開(kāi)后,它們帶上了等量異種電荷, 所以A正確;若先將棒移走,則兩球不會(huì)有靜電感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生,所以不會(huì)帶上電荷,B錯(cuò)誤;使棒與甲球接觸,則兩球會(huì)因接觸起電而都帶上負(fù)電荷,所以C正確;若使乙球瞬時(shí)接地, 則乙球上感應(yīng)出的負(fù)電荷因受斥力而被導(dǎo)走,再將棒移走,由于甲、乙是接觸的,所以甲球上的正電荷會(huì)重新分布在甲、乙兩球上,結(jié)果是兩球都帶上了正電荷, 所以D正確.有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A B,分別帶有電荷量 Q = 6.4 X10 9 C, Q= 3.2X109 C,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過(guò)程中,電子如何轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移了多少?解析:當(dāng)兩小球接觸時(shí),
9、帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量 Q+Q-96.4X10 3.2X10-9CQ a=Q,b=2答案:電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,轉(zhuǎn)移了 3.0X1010個(gè)電子.第2節(jié)庫(kù)侖定律.庫(kù)侖是里1物理學(xué)家,庫(kù)侖定律內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止 點(diǎn)電荷之間的相互作用力,跟它們的電荷量的乘積成土蟲(chóng),跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的隹線 上.庫(kù)侖定律公式:F=kq. r靜電力常量 k=9.0 X109N- R/C2.庫(kù)侖定律適用條件: 真空中兩個(gè)靜止 點(diǎn)電荷之間的相互作用力.點(diǎn)電荷:帶電體間的 距離比它們自身的 大小大得多,以至其形
10、狀、大小及電荷分布 狀況對(duì)相互作用力的影響可以.兩個(gè)電荷之間的相互作用力,是作用力與反作用力,遵循牛頓第三定律.實(shí)驗(yàn)證明:兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而改變.因此,兩個(gè) 或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)電荷的作用力等于各個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)這個(gè)電荷的作用力的矢量和.如果知道帶電體上的電荷分布,根據(jù)庫(kù)侖定律和力的合成法則,就可以求出帶電體間的靜電力的大小和方向.?基礎(chǔ)鞏固.下列說(shuō)法中正確的是 (C)A.點(diǎn)電荷是指體積很小的電荷B.根據(jù)F=kq知,當(dāng)兩電荷間的距離趨近于零時(shí),靜電力將趨于無(wú)窮大 rC.若兩點(diǎn)電荷的電荷量 q1 q2,則q1對(duì)q2的靜電力等于q2對(duì)q1的靜電力D.用庫(kù)侖定律計(jì)算出的兩
11、電荷間的作用力是兩者受力的總和.在探究?jī)呻姾砷g相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,一同學(xué)猜想可能與兩 電荷的間距和帶電量有關(guān).他選用帶正電的小球A和B, A球放在可移動(dòng)的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒 C點(diǎn),如圖所示.實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩球電荷量不變,使 A球從遠(yuǎn)處逐漸向 B球靠近,觀察到兩球距離越 小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越 大,B球懸線的偏角越大.實(shí)驗(yàn)表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的 而增大,隨其所帶電荷量的而增大.此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是 (選填“累積法”、“等效 替代法”、“控制變量法”或“演繹法”).答案:減小
12、增大控制變量法.兩個(gè)分別帶有電荷量一 Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷),固定在相距為r . ,、一、r的兩處,它們間庫(kù)侖力的大小為 F,兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?則兩球間庫(kù)侖力的大小為(C) TOC o 1-5 h z A. 1-F B. 3F C. 4F D . 12F 1243 3Q2 (+ 3Q- Q解析:由庫(kù)侖7E律得:F= ky2,兩球相互接觸后各自干電何重Q =2=Q故當(dāng)二者間距為;時(shí),兩球間庫(kù)侖力 F =k-Q=k,故F=F, C正確.2r 2 r32.兩個(gè)半徑均為1 cm的導(dǎo)體球,分別帶上+ Q和一3Q的電荷量,兩球心相距 90 cm, 相互作用力大小為 F.
13、現(xiàn)將它們碰一下后又分開(kāi),兩球心間相距 3 cm,則它們的相互作用力 大小變?yōu)椋―)A. 3 000F B . 1 200F C . 900F D .無(wú)法確定QQ QX 3Q解析:兩球心相距90 cm時(shí),兩球距離比球本身大得多, 由庫(kù)侖定律,F(xiàn)= k= k-0鏟; 兩球相碰后,電荷量變?yōu)? Q -Q,但兩球心距離變?yōu)?3 cm,這時(shí)兩球不能再被看作點(diǎn)電 荷,所以不能用庫(kù)侖定律計(jì)算.但可定性分析,由于同性相斥、異性相吸原理,電荷向遠(yuǎn)端Q2移動(dòng),所以距離大于 3 cm , Fv k。03 2.(多選)兩個(gè)完全相同的金屬小球,帶電荷量之比為1 : 7,相距為r,兩球相互接觸后再放回原來(lái)位置,則它們的庫(kù)
14、侖力可能為原來(lái)的(CD)A. 7 B. 7 C.7 D.16T一,一 一 QX 7Q解析:設(shè)兩小球的電荷量分別為 Q和7Q,則在接觸前它們白庫(kù)侖力大小為F=k-.4Q,庫(kù)侖力大小為 F =當(dāng)兩球帶同種的電荷時(shí),接觸后它們的電荷量要平均分配,各為4QX 4Q、16k-p一,此時(shí)的庫(kù)侖力為原來(lái)的了倍.當(dāng)兩球帶異種電性的電荷時(shí),接觸后它們的電荷要先中和,再平均分配其余的電荷量,各為3Q,庫(kù)侖力大小為差等是原來(lái)的加a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上.a和cb的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用 (B)?能力提升.如圖所示,三個(gè)完全相同的金屬小球 帶正電,b帶負(fù)電,a所帶電荷量的大小比 圖中四條有
15、向線段中的一條來(lái)表示,它應(yīng)是A. FiB . F2C. F3D . F4解析:據(jù)“同電性相斥,異電性相吸”規(guī)律,確定電荷c受到a和b的庫(kù)侖力Fac、Fbc的方向,若Fbc =Fac,則兩力的合力沿水平方向,考慮到 a的帶電荷量小于b的帶電荷量, 故Fbc大于Fac, Fbc與Fac的合力只能為F故選B.兩個(gè)大小相同的小球帶有同種電荷(可看做點(diǎn)電荷),質(zhì)量分別為 m和帶電荷量分別是qi和q2,用絕緣線懸掛后,因靜電力而使兩懸線張開(kāi),分別與重垂線方向的夾角為“1和”2,且兩球處于同一水平線上,如右圖所示,若 ai=a 2,則下述結(jié)論正確的是(C)A. qi 一定等于q2.一定滿足宜J m mC.
16、m 一定等于 mD.必須同時(shí)滿足 qi=q2, m= m解析:由于小球所處的狀態(tài)是靜止的, 故用平衡條件去分析. 以小球m為研究對(duì)象,則 小球m受三個(gè)力Ft、F、mg作用,以水平和豎直方向建立直角坐標(biāo)系, 如下圖所示,此時(shí)只 需分解Ft,由平衡條件Fx 合=05丫合=0qiq2 FTSin ai k=0 r則tankqiq22 mgrFtcos a i mg= 0同理,對(duì)m;分析得tan- kq1q2a 2=2.田于 a 1= a 2m2gr故 tan a i = tan a 2, 可得 m = m.可見(jiàn),只要 m=m,不管qi、q2如何,a i都等于a 2,故正確選項(xiàng)為 C.8.(多選)如圖
17、所示,兩根絕緣絲線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B,此時(shí)上、下絲線的受力分別為Ta和Tb;如果使A帶正電,使B帶負(fù)電,上下絲線的受力分別為 Ta和Tb, 則下列關(guān)于Ta和Tb的關(guān)系判斷正確的是(AD)A. Ta = Ta B . Ta Ta D . Tb gF.故選項(xiàng)A、D正確.如圖所示,A B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為+Q和+q,放在光滑絕緣水平面上,A、X0,若彈簧發(fā)生的均是彈性B之間用絕緣的輕彈簧相連接,當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為 形變,則(B)A.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為2x。B.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于2X0C.保持Q不變,將q變?yōu)閝,平衡時(shí)
18、彈簧縮短量等于 X0D.保持q不變,將Q變?yōu)镼,平衡時(shí)彈簧縮短量小于 X0解析:由庫(kù)侖定律F=kp和胡克定律F=kx以及同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸 引,可得B正確.如圖,A、B是系在絕緣細(xì)線兩端,帶有等量同種電荷的小球,其中0.3 kg,現(xiàn)將絕緣細(xì)線繞過(guò) 。點(diǎn)的光滑定滑輪,將兩球懸掛起來(lái),兩球平衡時(shí),OA的線長(zhǎng)等于OB的線長(zhǎng),A球緊靠在光滑絕緣豎直墻上,B球懸線OB偏離豎直方向60。角,求:B球的質(zhì)量和細(xì)繩中的拉力大小.解析:如圖受力分析.設(shè) AB球間作用力為F,繩拉力為T,墻對(duì)A球支持力為 N對(duì)A 球:Fcos 60 + mg = T對(duì) B球:Tsin 60 = Fsin 60 ,Tc
19、os 60 + Fcos 60 = mg聯(lián)立解得:T=6 N , e= 0.6 kg第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng):電荷的周圍空間存在著電場(chǎng),電場(chǎng)的基本性質(zhì)是它對(duì)放入其中的電荷有力的作用,這種力叫 靜電力,電荷間的相互作用是通過(guò) 電場(chǎng)發(fā)生的.電場(chǎng)強(qiáng)度.(1)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的 電荷受到的靜電力與電荷量的比值 ,叫該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度, 簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng).(2)定義式:=;,其單位是 N/C或V/m.(3)方向:場(chǎng)強(qiáng)的方向與正電荷 受靜電力的方向相同,與負(fù)電荷 受靜電力的方向相反.(4)特例:點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng):E=聲.如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在,它們的電場(chǎng)就相互疊加形成合電場(chǎng),這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生
20、的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和,叫做電場(chǎng)的疊加.勻強(qiáng)電場(chǎng):場(chǎng)強(qiáng)大小、方向處處 相同.電場(chǎng)線.電場(chǎng)發(fā)自于 正電荷 或無(wú)窮遠(yuǎn),終止于 無(wú)窮遠(yuǎn) 或負(fù)電荷.電場(chǎng)線的疏密定性地反映了電場(chǎng)的幽1,電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向表示了該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方回.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是發(fā)散(或會(huì)聚)的直線,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行直線.E= F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q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q成反比.?基礎(chǔ)鞏固.有關(guān)對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解,下述正確的是(D)A.由E= F可知,電場(chǎng)強(qiáng)度 E跟放入電荷q所
21、受的電場(chǎng)力成正比 qB.當(dāng)電場(chǎng)中存在試探電荷時(shí),電荷周圍才出現(xiàn)電場(chǎng)這種特殊的物質(zhì),才存在電場(chǎng)強(qiáng)度C.由E=竽可知,在離點(diǎn)電荷很近,r接近于零時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度接近無(wú)窮大D.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身特性的物理量,與是否存在試探電荷無(wú)關(guān)2,下列關(guān)于電場(chǎng)的敘述中,正確的是 (D)A.點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,以點(diǎn)電荷為圓心,r為半徑的球面上,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相同B.正電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)一定比負(fù)電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)大C.取走電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷后,該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零D.電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向不一定相同解析:A,點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,以點(diǎn)電荷為圓心,r為半徑的球面上,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小都相等,方向不同,故場(chǎng)強(qiáng)不同,
22、所以 A錯(cuò)誤;B,電場(chǎng)強(qiáng)度大小是由某點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力與 其電荷量的比值來(lái)確定,而與所帶的電性無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;C.某點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)與試探電荷無(wú)關(guān),只與場(chǎng)源電荷有關(guān), 故C錯(cuò)誤;D.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)檎姾伤茈妶?chǎng)力的方向,也可以 是負(fù)電荷在該點(diǎn)受力的反方向,所以正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向相反, 故D正確.3.(多選)圖為點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線,下面說(shuō)法正確的是(AQA.若Q為負(fù)電荷,Ea EbB.若Q為負(fù)電荷,Ea EbD.若Q為正電荷,EaV Eb解析:因電場(chǎng)線越密場(chǎng)強(qiáng)越大,所以無(wú)論 Q是何種電荷都有 EaEb.4.如圖,電荷量為 qi和q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于 P點(diǎn)和Q點(diǎn).
23、已知在P、Q連線上某 點(diǎn)R處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,且 PR= 2RQ.則(B)%。-Kqi=2q2 B . qi = 4q2C. qi= 2q2 D . qi=4q2解析:已知在P、Q連線上某點(diǎn)R處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式得:kqi(PR) 2=kq2(RQ2且PR= 2RQ解得:qi = 4q2,故選 B.5.(多選)用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱.如圖甲是等量異種點(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(AC)A. B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向
24、相反E、。F三點(diǎn)比較,O的場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)B、。C三點(diǎn)比較,O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)解析:由對(duì)稱性可知,B C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向均相同,A正確;A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同,方向也相同,B錯(cuò)誤;在兩電荷連線的中垂線上,O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng),在兩點(diǎn)電荷連線上,O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱,C正確.?能力提升.(多選)如圖所示,懸線下掛著一個(gè)帶正電的小球,它的質(zhì)量為 m電荷量為q,整個(gè) 裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度為 E,下列說(shuō)法正確的是(AD)A.小球平衡時(shí),懸線與豎直方向夾角的正切值為qEmgB.C.D.合力為定值,若剪斷懸線,則小球做曲線運(yùn)動(dòng) 若剪斷懸線,則小球做勻速運(yùn)動(dòng) 若剪斷懸線,則小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析:對(duì)小球受力分析如圖
25、可知 tan = :, A正確.剪斷懸線后, 小球受qE和mg的mg. A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn),一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定的初速度 從a點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到 b點(diǎn),其速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖甲所示. 則此電場(chǎng)的電場(chǎng)線 分布可能是圖乙中的(A) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark9 o Current Document AUCD0t圖甲圖乙解析:選A.從圖象可以直接看出, 粒子的速度隨時(shí)間逐漸減?。?圖線的斜率逐漸增大, 說(shuō)明粒子的加速度逐漸變大,電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸變大,從a到b電場(chǎng)線逐漸變密.綜合分析知,負(fù)電荷是順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),由電場(chǎng)線疏處到達(dá)密處,
26、正確選項(xiàng)是A.(多選)一帶電粒子從電場(chǎng)中的 A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),軌跡如圖中虛線所示.不計(jì)粒子所 受重力,則(BD)A.粒子帶正電.粒子加速度逐漸減小C. A點(diǎn)的速度小于B點(diǎn)的速度D.粒子的初速度不為零解析:由于帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向與電場(chǎng)線不平行, 故初速度不為零, 粒子受電場(chǎng)力方向 與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,故粒子帶負(fù)電, A錯(cuò),D正確,因A點(diǎn)的電場(chǎng)線比B點(diǎn)密,故加速度逐漸 減小,B正確.帶電粒子從 A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它做負(fù)功, 動(dòng)能減小,速度減小, C錯(cuò)誤.9 .如右圖所示,光滑斜面傾角為37。,一帶有正電的小物塊質(zhì)量為m,電荷量為q,置于斜面上,當(dāng)沿水平方向加有如右圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),帶電小物塊
27、恰好靜止在斜面上,1從某時(shí)刻開(kāi)始,電場(chǎng)強(qiáng)度變化為原來(lái)的;求(i)原來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大?(2)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小.沿斜面下滑距離為l時(shí)物體的速度.(sin 37 = 0.6 , cos 37 = 0.8 , g= 10 m/s2)解析:(1)對(duì)小物塊受力分析如右圖所示,物塊靜止于斜面上,則mgsin 37 = qEcos 37 , mgtan 37 一 q ,1 .(2)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的萬(wàn)時(shí),小物塊的合外力F 合=mgsin 372qEcos 37 = ;mgsin 372又F合=ma所以a=3 m/s ,方向沿斜面向下.(3)由動(dòng)能定理得12八F 合 l = 2mv 0,.1. 一所以?mg
28、sin 37. l =gmd,所以v= 6l.mgtan 37 答案:(1)q(2)3 m/s 2,方向沿斜面向下6l第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì).靜電力做功的特點(diǎn):在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí),靜電力做的功與電荷的起始位置和終止 位置有X,與電荷的運(yùn)動(dòng)路徑 無(wú)關(guān).靜電力做功與電荷電勢(shì)能變化的關(guān)系.(1)靜電力做多少正功,電荷的電勢(shì)能就 業(yè)多少,克服靜電力做多少功,電荷的電勢(shì) 能就增加多少.靜電力做功與電荷電勢(shì)能改變的關(guān)系式:Wb= &A EpB.(2)電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能點(diǎn)所做的功.零勢(shì)能點(diǎn)的選?。和ǔ0央姾稍陔x場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零,或把電荷在 大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定
29、為零.電勢(shì).(1)定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢(shì).(2)公式:?jiǎn)挝唬篤.電勢(shì)只有大小,沒(méi)有方向,是標(biāo)量.(5)電場(chǎng)線指向電勢(shì) 降低的方向.等勢(shì)面.(1)電場(chǎng)中電勢(shì) 相同的各點(diǎn)構(gòu)成的 包叫做等勢(shì)面.(2)等勢(shì)面的 疏密可以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱;等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)強(qiáng),等勢(shì)面疏的地方電場(chǎng) 阻.(3)電場(chǎng)線跟等勢(shì)面 垂直,并且由電勢(shì) 亙的等勢(shì)面指向電勢(shì) 低的等勢(shì)面.(4)點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面,勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是相互平行的一 簇平面.?基礎(chǔ)鞏固.下列說(shuō)法正確的是(BD)A.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)一定為零B.電勢(shì)為零的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度不一定為零C.電場(chǎng)強(qiáng)
30、度相同的地方,電勢(shì)一定相等D.電勢(shì)相等的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等解析:電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的大小沒(méi)有必然的聯(lián)系. 電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)不一定為零, 如對(duì)于等勢(shì)體而言, 內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零,但內(nèi)部的電勢(shì)不為零. 電場(chǎng)強(qiáng)度相等的地方,電勢(shì)也 不一定相等,如勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)處處相等,但電勢(shì)并不處處相等.(多選)下列說(shuō)法中正確的是(BDA.沿電場(chǎng)線的指向,場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越小B.沿電場(chǎng)線的指向,電勢(shì)一定越來(lái)越低C.沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)電荷電勢(shì)能逐漸減少D.在只受電場(chǎng)力作用下,正電荷一定從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處移動(dòng).(多選)a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),且 a點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)b,則可知(AB)A.把負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)
31、能增加B.把正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少C.無(wú)論移動(dòng)的是正電荷還是負(fù)電荷,電荷的電勢(shì)能都要減少D.無(wú)論是否有電荷移動(dòng),a點(diǎn)的電勢(shì)能總是大于 b點(diǎn)的電勢(shì)能解析:電勢(shì)能是電場(chǎng)中的電荷和電場(chǎng)共同具有的能,電勢(shì)能的改變與電荷量及兩點(diǎn)間的電勢(shì)差有關(guān),負(fù)電荷從高電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)到低電勢(shì)點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,正電荷與之相反.4.(多選)一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在此過(guò)程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 日、日及該電荷在 A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能&a、Epb之間的關(guān)系為(AD)A. Ea= bB . Ea EpB解析:負(fù)電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用而
32、做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可知電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng), 故A對(duì).由于電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功,動(dòng)能增加,則電勢(shì)能減少,故D對(duì).在兩個(gè)等量負(fù)點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)中,設(shè)這兩個(gè)點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)為a,該連線的中垂線上有一點(diǎn)b,這兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為 4 a、(P, +q在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能為 ba、Epb,則下列說(shuō)法中正確的是(D)a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零 javb, $&ba 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零(f) a5ba 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零 (j) a= (j) b, Eoa= bba 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零 ()af)b, $曰b解析:a點(diǎn)為電荷連線的中點(diǎn),a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是兩個(gè)完全相同的電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的 矢量和,故 三=0;從兩等量負(fù)電荷的等勢(shì)面可知,a點(diǎn)處的電勢(shì)最低
33、,所以(;電勢(shì)越低的地方,其電勢(shì)能越低,故ba (j) B, 將電荷量為q 將電荷量為q場(chǎng)強(qiáng)EaEb的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少的負(fù)電荷分別放在 A、B兩點(diǎn),電荷具有的電勢(shì)能 Epa (j) B,由電場(chǎng)線疏密可知,EaEb,故A錯(cuò)、 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系可知, +q從A移到B,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少, 負(fù)電荷從A移到B,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加, EpaEb, e aV (j) B,故A、B均錯(cuò)誤;由功能關(guān)系知 qi在,WA點(diǎn)的電勢(shì)能與q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能相等,故 D錯(cuò)誤;由 a b 0 故,qi 8 V/mW= 6X 106 J,E6 V/mW= 8X106 J,
34、E 8 V/mW= 6X106 J,E c= 8 V ,電荷從 D移到C電場(chǎng)力做功為 W= qLbc=1X10-6X8 J = 8X10 6 J,由圖及各點(diǎn)電勢(shì)可知,電場(chǎng)方向不沿 AB方向,所以E挽=8 V/m.AB.(多選)圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線.兩粒子M N質(zhì)量相等,所帶電荷的絕對(duì)值也相等.現(xiàn)將 M N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電 場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示.點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn).已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn).若不計(jì)重力,則(BD)口 口 上 一口 三 no as二GA.B.C.D.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷N在a點(diǎn)的速度與N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至M
35、在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至解析:因O點(diǎn)電勢(shì)高于M在c點(diǎn)的速度大小相同a點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功b點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零c點(diǎn),故場(chǎng)強(qiáng)方向向下,由軌跡彎曲方向知 M帶正電,N帶負(fù)電,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;因 小口 Uc,利用動(dòng)能定理得:a、c兩點(diǎn)速度大小相同,B選項(xiàng)正確;N從O到a過(guò)程電場(chǎng)力做正功, C選項(xiàng)錯(cuò)誤;。b在同一等勢(shì)面上,電場(chǎng)力做功為零,D選項(xiàng)正確.8.(多選)某靜電場(chǎng)沿x方向的電勢(shì)分布如圖所示,則 (AC)A.B.C.D.在在在在0 xi之間不存在沿0Xi之間存在著沿Xi X2Xi X2之間存在著沿之間存在著沿X方向的電場(chǎng)X方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)X方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)X方向的非勻強(qiáng)電場(chǎng)解析:在0Xi之間電勢(shì)不
36、變,即在 0Xi之間等勢(shì),故在此方向無(wú)電場(chǎng);在XiX2之間電勢(shì)隨距離均勻減小,則在XiX2之間有沿X軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),故 A、C正確.一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線,上端固定,下端拴一質(zhì)量為 m帶電荷量為q的小球,處于如圖 所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中. 開(kāi)始時(shí),將細(xì)線與小球拉成水平, 小球靜止在A點(diǎn),釋放后 小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng),當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò) 60角時(shí),小球到達(dá) B點(diǎn)速度恰好為零.試求:(i)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差 5b;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小;(3)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力大小.解析:(1)小球由AfB過(guò)程中,由動(dòng)能定理:mgLsin 60 + qLAb= 0雨piii V3mgL所以LIab=.4
37、q(2)E=四一=回() L Lcos 60 q .(3)小球在AB間擺動(dòng),由對(duì)稱性知,B處細(xì)線拉力與 A處細(xì)線拉力相等,而在 A處,由水平方向平衡有:Ta= Eq= 3mg所以Tb= Ta= 3mg,或在B處,沿細(xì)線方向合力為零, 有:Tb= Eqcos 60 + mgcos 30 =3mg.答案:(1) 23mgL “3mg4qq10.如圖所示的電場(chǎng),等勢(shì)面是一簇互相平行的豎直平面,間隔均為d,各面電勢(shì)已在圖中標(biāo)出,現(xiàn)有一質(zhì)量為 m的帶電小球以速度 V0、方向與水平方向成 45角斜向上射入電 場(chǎng),要使小球做直線運(yùn)動(dòng),求:(1)小球應(yīng)帶何種電荷?電荷量是多少?(2)在入射方向上小球最大位移量
38、是多少?(電場(chǎng)足夠大)解析:小球做直線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力方向和初速度方向在一條直線上.因此可以先對(duì)小球受力分析,確定出小球帶電性質(zhì)和電荷量,然后再用動(dòng)能定理求小球在入射方向上的最 大位移量.(1)作電場(chǎng)線如圖甲所示,由題意,只有當(dāng)F合與V0在一條直線上才可能使小球做直線運(yùn)動(dòng).只有小球受到向左的電場(chǎng)力,電場(chǎng)力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上,如圖乙所示,所以小球帶正電,小球沿 V0方向做勻減速運(yùn)動(dòng),由圖乙知 qE= mg.相鄰等勢(shì)面間 的電勢(shì)差用u表示,故e=*所以q=詈mgd-2U-U 0 V 2U= %2mg(因?yàn)閝E= mg),由動(dòng)能定理12,-F - S max= 0- 2mV),
39、所以mv0、2v0Smax=k=+.2 2mg 4g答案:(i)正電荷mgd(2)gv0第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用.通過(guò)對(duì)靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的自由電荷運(yùn)動(dòng)情況的討論,了解靜電平衡的概念,知道處于 靜電平衡的導(dǎo)體的特征.通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解靜電平衡時(shí)帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn). 了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象,關(guān)注生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象.、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng).靜電平衡狀態(tài).處于電場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)外電場(chǎng)相互 疊加,使導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng) 減弱,直至為零,導(dǎo)體內(nèi)部自由 電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài).處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn).(1)處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零.(2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè) 等勢(shì)體,它的表面是
40、個(gè)等 勢(shì)面,地球是一個(gè)笠型二、導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn).導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有靜電荷,靜電荷分布在導(dǎo)體的外表叫.在導(dǎo)體表面二證尖銳的位置,電荷的密度越大,凹陷的位置幾乎 沒(méi)有電荷.三、尖端放電.空氣的電離:導(dǎo)體尖端電荷 密度很大,電場(chǎng)很強(qiáng),帶電粒子在 強(qiáng)電場(chǎng)的作用下 劇烈 運(yùn)動(dòng)撞擊空氣分子,從而使分子的正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象.尖端放電:所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子,由于被 吸引而奔向尖端, 與尖端上的電荷 電把,相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端 失去電荷的現(xiàn)象.四、靜電屏蔽.定義:把一個(gè)電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里,即使殼外有電場(chǎng),由于 殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)保持 為零,外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)的儀器也不會(huì)產(chǎn)生影響的現(xiàn)象.實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽不一定要用
41、密封的金屬容器,金屬網(wǎng)也能起到屏蔽作用.應(yīng)用.1)避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施.2)電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有 金屬罩;通信電纜表面包一層 鉛皮;高壓帶電作業(yè)人 員穿金屬網(wǎng)衣;通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)較弱.?基礎(chǔ)鞏固一個(gè)帶電金屬球,當(dāng)它帶的電荷量增加后(穩(wěn)定),其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)(D)A. 一定增強(qiáng)B . 一定減弱C.可能增強(qiáng)也可能減弱 D .不變解析:當(dāng)帶電的金屬球處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),不論其電荷量怎樣變化,它的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)永遠(yuǎn)為零,即E內(nèi)=0不變,所以 A B C均錯(cuò),D是正確的.請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法,其中正確的是 (B)A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B.制作汽油桶的材料用金
42、屬比用塑料好C.小鳥(niǎo)停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死D.打雷時(shí),待在汽車?yán)锉却谀疚堇镆kU(xiǎn)解析:電工穿金屬衣和雨天待在汽車?yán)?,金屬衣和汽車能起到靜電屏蔽作用,所以更安全,A、D項(xiàng)均錯(cuò)誤;運(yùn)載汽油時(shí)如果用塑料桶,塑料和油摩擦生電, 電荷積累到一定程度就會(huì)產(chǎn)生火花,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi),而用金屬桶運(yùn)送,能把產(chǎn)生的靜電荷及時(shí)導(dǎo)走,所以B項(xiàng)正確;小鳥(niǎo)停在同一根高壓線上,由于兩爪之間的距離很小,故兩爪之間的電壓很小, 所以會(huì)很安全,C項(xiàng)錯(cuò)誤.專門用來(lái)運(yùn)輸柴油、汽油的油罐車,在它的尾部都裝有一條拖在地上的鐵鏈,對(duì)它 的作用下列說(shuō)法正確的是 (C)A.讓鐵鏈與路面摩擦產(chǎn)生靜電,使油罐車積累一定的靜電荷B.讓鐵鏈發(fā)
43、出聲音,以引起其他車輛的注意C.由于罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電,罐體上的靜電被鐵鏈導(dǎo)入大地,從而避免了火花放 電D.由于罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電,鐵鏈將油的靜電導(dǎo)入大地,從而避免了火花放電解析:在運(yùn)輸柴油、汽油時(shí),由于上下左右顛簸搖擺,造成油和油罐摩擦而產(chǎn)生靜電, 所以在油罐車尾部裝一條拖在地上的鐵鏈就能避免靜電的積累.(多選)在下列措施中,哪些能將產(chǎn)生的靜電盡快導(dǎo)走(AE)A.飛機(jī)輪子上搭地線B .印染車間保持濕度C.復(fù)印圖片 D .電工鉗柄裝有絕緣套解析:飛機(jī)在飛行中與空氣摩擦?xí)r,飛機(jī)外表面聚集了大量靜電荷,降落時(shí)會(huì)對(duì)地面人員帶來(lái)危害及火災(zāi)隱患,因此飛機(jī)降落時(shí)要及時(shí)導(dǎo)走機(jī)身聚集的靜電,采取的措施
44、是在輪胎上安裝地線或用導(dǎo)電橡膠制造輪胎;在印染工作車間也同樣容易產(chǎn)生靜電,靜電給車間帶來(lái)火災(zāi)隱患,為防止火災(zāi)發(fā)生,其中安全措施之一就是車間保持濕度,從而通過(guò)濕潤(rùn)的空氣及時(shí)導(dǎo)走靜電;在復(fù)印圖片環(huán)節(jié)中,則需要應(yīng)用靜電;電工鉗柄裝有絕緣套是防止導(dǎo)電,保護(hù)電工的安全.?能力提升.(多選)如圖所示,在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線,玻璃管外繞有線圈,直導(dǎo)線 的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連.開(kāi)始,感應(yīng)圈未接通電源,點(diǎn)燃蚊香, 讓煙通過(guò)玻璃管冒出.當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí),玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓, 立即可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來(lái)了.過(guò)一會(huì)兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵,這是因?yàn)?/p>
45、(AC)A.煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了負(fù)電B.煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了正電C.帶負(fù)電的煙塵吸附在線圈上,因此看不到有煙冒出D.帶正電的煙塵吸附在直導(dǎo)線上,因此看不到有煙冒出解析:煙塵在直導(dǎo)線和管外線圈形成的高壓電場(chǎng)作用下,帶上了負(fù)電,帶負(fù)電的煙塵顆粒被吸附到了帶正電的線圈上,因此看不到有煙冒出.A、C項(xiàng)正確.(多選)圖為靜電除塵機(jī)理的示意圖,塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電,在電場(chǎng)力的 作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的,下列表述正確的是(BD帶電生埃1l|l|EEc, (f) a (f) b (f) cEa= EEc, (j) a= (j) b () cEa= Eo= Ec, ja=jb
46、jcEaE=Eb, (f) a (f) b (f) c分析:將帶正電的小金屬球 A放入腔中,當(dāng)靜電平衡時(shí),空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電 荷,外表面感應(yīng)出正電荷.整個(gè)空腔球形導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面. 畫出電場(chǎng)線的分布,根據(jù)電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大,順著電場(chǎng)線,電勢(shì)降低,判斷場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的大小.解析:當(dāng)靜電平衡時(shí),空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷,外表面感應(yīng)出正電荷,畫出電場(chǎng)線的分布如圖.由于 a處電場(chǎng)線較密,c處電場(chǎng)線較疏,b處場(chǎng)強(qiáng)為零,則 EaEcEb.根 據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,整個(gè)空腔球形導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面, 分析可知電勢(shì)關(guān)系是 4 a (j) b (j) c.故選D.點(diǎn)
47、評(píng):本題抓住處于靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)是關(guān)鍵.比較場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)高低常常畫電場(chǎng)線,形象直觀地判斷.第8節(jié)電容器的電容.電容器.(1)任何兩個(gè) 彼此絕緣 而又相互靠近的 導(dǎo)體,都可看成一個(gè)電容器,最簡(jiǎn)單的就是 平行 場(chǎng)電容器,電容器可以容納電荷.(2)電容器帶電時(shí),一 個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值 即為電容器所帶的電荷量.(3)電容器的工作基礎(chǔ).充電:使電容器的極板上帶上電荷的 過(guò)程稱為充電,充電后兩極板帶等量異種電荷,充電過(guò)程,帶電荷量 Q逐漸增大,板間電壓U埴,板間電場(chǎng)強(qiáng)度 E人.放電:使充電后的電容器 丕道電荷叫做放電,放電過(guò)程,帶電荷量Q減小,板間電壓U減小,板間電場(chǎng)強(qiáng)度E減小.電容.(1)定義
48、:電容器所帶電荷量 Q與電容器的兩極板間的電勢(shì)差U的比值叫電容器的電容.定義式為C= Q.(2)電容物理意義:表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,在數(shù)值上等于使電容器兩板間 的電壓為 L義時(shí)電容器需要帶的電荷量,與電容器是否帶電無(wú)去,與。U無(wú)關(guān).(3)電容的國(guó)際制單位是法拉,簡(jiǎn)稱法,符號(hào) F,此外還有 微法、皮法,三者關(guān)系是1_F= 10; F= 1012_pF.平行板電容器的電容.電容C與平行板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)5、正對(duì)面積S成正比,與極板間距離成 旦 & rS 比,決7E式 C=-.4兀kd.常見(jiàn)的電容器.固定電容器,可變電容器,薄膜電容器,電解電容器.電解電容器的連接應(yīng)注意“ 十、”極.
49、?基礎(chǔ)鞏固.對(duì)于水平放置的平行板電容器,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(A)A.將兩極板的間距加大,電容將增大B.將兩極板平行錯(cuò)開(kāi),使正對(duì)面積減小,電容將減小C.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板,電容將 增大D.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板,電容將增 大解析:影響平行板電容器電容大小的因素有:隨正對(duì)面積的增大而增大; 隨兩極板間距離的增大而減??;在兩極板間放入電介質(zhì),電容增大.據(jù)上面敘述可直接看出B、C選項(xiàng)正確,對(duì) D選項(xiàng),實(shí)際上是減小了平行板的間距.豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個(gè)帶正電的小球,將平行 金屬板按圖所示的電
50、路圖連接.絕緣線與左極板的夾角為。.當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R的滑片在a位置時(shí), 電流表的讀數(shù)為I1,夾角為。1;當(dāng)滑片在b位置時(shí), 電流表的讀數(shù)為I2,夾角為。2 ,則(D)_苒 1A. 0 10 2, I 1 0 2, I 1I2C. 0 1=02, I 1 = I 2 D . 0 1 0 2, I 1= I 2解析:先根據(jù)電容器在電路穩(wěn)定的情況下相當(dāng)于斷路,比較兩種情況下兩極板的電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力大小進(jìn)而確定大小關(guān)系;再根據(jù)兩種情況下的總電阻大小確定電流關(guān)系.當(dāng)滑片在a位置時(shí)平行板電容器兩極板間電勢(shì)差比當(dāng)滑片在b位置時(shí)小,場(chǎng)強(qiáng)也就小,故。102,兩種情況下的閉合電路總電阻不變,故Ii=I2,
51、所以正確選項(xiàng) D.(多選)如圖的電路中C是平行板電容器,在 S先觸1后又扳到2,這時(shí)將平行板的 板間距拉大一點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(BD)A.平行板電容器兩板的電勢(shì)差不變B.平行板電容器帶電量不變C.平行板電容器兩板的電勢(shì)差減小D.平行板電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變分析:S先觸1,電容器充電,扳到2后,電容器電量不變.板間距拉大時(shí),電容減小,根據(jù)電容的定義式 O Q分析電勢(shì)差的變化.根據(jù)推論判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的變化.解析:S先觸1,電容器充電,扳到 2后,電容器電量不變.板間距拉大時(shí),電容減 Q,小,根據(jù)電容的定義式 C= u可知,兩板的電勢(shì)差增大.故 A C錯(cuò)誤,B正確.根據(jù)推論:一一 4% kQ一
52、、一 、,,.板間電場(chǎng)強(qiáng)度 E=, Q S e r均不變,則 E不變.故 D正確.故選 BD rS點(diǎn)評(píng):本題是電容器動(dòng)態(tài)變化分析問(wèn)題,關(guān)鍵要抓住不變量. 當(dāng)電容器充電后與電源斷開(kāi),其電量不變.如下圖所示,平行板電容器的電容為C,帶電荷量為 Q板間距離為d,今在兩板的d 中點(diǎn)2處放一電荷q,則它所受靜電力的大小為 (C)2Qq2d4Qq丁C Qq C. CdD.2Qq Cd.電學(xué)元件的正確使用, 對(duì)電路安全工作起著重要作用.某電解電容器上標(biāo)有“ 25 V,450 f F”字樣,下列說(shuō)法中正確的是 (B)A.此電容器在交流、直流電路25 V的電壓時(shí)都能正常工作B.此電容器只有在不超過(guò) 25 V的直
53、流電壓下才能正常工作C.當(dāng)工作電壓是直流 25 V時(shí),電容才是 450 FD.這種電容器使用時(shí),不必考慮兩個(gè)引出線的極性解析:電解電容器上標(biāo)有“ 25 V、450 pF”的字樣,知工作的安全直流電壓,以及電 容的大小,電容的大小與電容的電壓無(wú)關(guān),由電容本身的因素決定.A.由標(biāo)稱值可知,該電解電容器用于直流25 V及以下電壓時(shí)才能正常工作;故 A錯(cuò)誤,B正確.C.電容器的電容值由其內(nèi)部構(gòu)造所決定,在不被擊穿的條件下,與其工作電壓無(wú)關(guān); 故C錯(cuò)誤.D.電解電容器兩引線有正、負(fù)極之分,使用時(shí)極性不能接錯(cuò), 也不能接交流電.故D錯(cuò) 誤.?能力提升對(duì)于給定的電容器,描述其電容C電量Q電壓U之間相應(yīng)關(guān)系的
54、圖應(yīng)是圖中的(B)解析:電容C與電容器所帶的電荷量及兩極板間的電壓都無(wú)關(guān),所以電容不隨Q U變化,B對(duì).如右圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為 E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地.一 帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則(B)A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B. P點(diǎn)的電勢(shì)將降低C.帶電油滴的電勢(shì)能將減小D.若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大解析:保持電源與電容器相連,則兩板間電壓U,一U不變,而板間距離 d增大,則E=3將減小,原來(lái)q&=mg,則上極板稍上移后,qE0= E , dpo, E減小,則P點(diǎn)電勢(shì)4 p減小,B正確;
55、油滴向下運(yùn)動(dòng),電場(chǎng) 力做負(fù)功,其電勢(shì)能將增大,C錯(cuò);由Q= CU知:U一定,C減小,則Q減小,D錯(cuò).如圖所示的電容式鍵盤,是通過(guò)改變電容器的哪個(gè)因素來(lái)改變電容的(A)A.兩板間的距離B.兩板間的電壓C.兩板間的電介質(zhì)D.兩板的正對(duì)面積解析:計(jì)算機(jī)鍵盤上下運(yùn)動(dòng)時(shí),改變了上、下兩板間的距離,故 A正確.(多選)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接,B極板接地.靜電計(jì)中連接轉(zhuǎn)動(dòng)指針的外殼也接地,當(dāng)靜電計(jì)所加的電壓增大時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)指針與豎直固定的指針的夾角0也增大.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)法中正確的是(BQA.若只把極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn),電容增大,兩板間的電壓增大,B.若只把
56、極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn),電容減小,兩板間的電壓增大,9應(yīng)增大C.若只把極板B稍向內(nèi)移動(dòng)一點(diǎn),電容增大,兩板間的電壓減小,9應(yīng)減小D.若只把極板B稍向內(nèi)移動(dòng)一點(diǎn),電容減小,兩板間的電壓減小,9應(yīng)減小9應(yīng)增大 一,erS 解析:由于電谷器沒(méi)有再充電,其電量Q不變.由0= 47記知,保持d不變,減小S,電容C減小.由C= Q轉(zhuǎn)換成U= Q,可看出電壓U增大,。應(yīng)增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確.保 UO持S不變,減小d,電容0增大,電壓U減小,。應(yīng)減小,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.如圖所示的裝置中,平行板電場(chǎng)中有一質(zhì)量為m,帶電量為q的小球,用長(zhǎng)L的細(xì)線拴住后在電場(chǎng)中處于平衡位置,此時(shí)線與豎直方向的夾角為兩板間的距離
57、為 d,求:(1)小球帶何種電荷?(2)兩板間的電勢(shì)差是多少?(3)把線拉成豎直向下的位置,放手后小球到達(dá)平衡位置時(shí)的速度為多大?分析:(1)小球在電場(chǎng)中處于平衡狀態(tài),根據(jù)小球的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系,判 斷小球的電性.(2)根據(jù)平衡條件和場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差間的關(guān)系,求解兩板間的電勢(shì)差.(3)線拉成豎直向下的位置,放手后小球向左擺動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理求小球到達(dá)平衡位置 時(shí)的速度.解析:(1)由小球處于平衡狀態(tài)及受力分析可知小球受電場(chǎng)力方向水平向左,小球應(yīng)帶 負(fù)電.(2)設(shè)此時(shí)繩子拉力為 T,板間電場(chǎng)強(qiáng)度為 E,由平衡條件得 qE= Tsin 。mg= Tcos 0 ,一U_由勻強(qiáng)電場(chǎng)E d由上述式可
58、解得mgtaqd(3)從放手到平衡位置,由動(dòng)能定理得:12qELsin 0 mgL(1 cos 0 ) =/mv 0由上述可解得v= J2gL (sin 0 tan 0 + cos 0 1).mi,mgtan 0答案:(1)負(fù)電 (2)U =-q(3)v = 02gL (sin0 tan_0 + cos0 1)點(diǎn)評(píng):本題.鍵分析小球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)動(dòng)能定理求解速度是常用的方法.第9節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.帶電粒子的加速.(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析:帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),受到靜電力與運(yùn)動(dòng) 方向在同一直線上,做勻加(減)速直線運(yùn)動(dòng).(2)用功能觀點(diǎn)分析:粒子動(dòng)能的變化量
59、等于靜電力做的功(語(yǔ)言敘述動(dòng)能定理).2qU= /mv(初速度為零時(shí)).qU= gmJ gmVi(初速度 不為零時(shí)).注意:以上公式適用于 勻強(qiáng)或非勻強(qiáng) 電場(chǎng).帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(限于勻強(qiáng)電場(chǎng)).(1)帶電粒子以速度 Vo垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),受到恒定的與初速度方向垂亙的靜電力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(軌跡為拋物線).(2)偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析處理方法(類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法).沿初速度方向以速度 Vo做勻速直線運(yùn)動(dòng).沿電場(chǎng)力方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).(3)基本公式.加速度:a = qU;md一 l運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t = =.VoqUl2離開(kāi)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量:g2mdvo偏轉(zhuǎn)角:tan 0 = 9UL
60、mdvo.兩平行金屬板相距為d,電勢(shì)差為U, 一電子質(zhì)量為 m,電荷量為e,從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出,最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn),然后返回,如圖所示,O七h(yuǎn),此電子具有的初動(dòng)能是(DeUh TOC o 1-5 h z A.edh B . edUh C. eU D. Udh解析:由動(dòng)能定理得:eUh- R,所以& =苧. dd.(多選)如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電 場(chǎng)后,分落在收集板中央的兩側(cè).對(duì)礦粉分離的過(guò)程,下列表述正確的有(BDA.帶正電的礦粉落在右側(cè).電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C.帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D.帶正電的礦粉電勢(shì)能變小解析:正、負(fù)電的礦粉受電場(chǎng)力做正功分別落
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