電場力的性質(zhì)2

第1講電場力的性質(zhì)大一輪復(fù)習(xí)講義例4如圖12所示，E、F、G、H為矩形ABCD各邊的中點(diǎn)，O為EG、HF的交點(diǎn)，AB邊的長度為dE、G兩點(diǎn)各固定一等量正點(diǎn)電荷，另一電荷量為Q的負(fù)點(diǎn)電荷置于H點(diǎn)時，點(diǎn)，則F點(diǎn)處場強(qiáng)的大小和方向?yàn)殪o電力常量為圖12√解析當(dāng)負(fù)點(diǎn)電荷在H點(diǎn)時，F(xiàn)點(diǎn)處電場強(qiáng)度恰好為零，方向水平向左，故D正確，A、B、C錯誤變式5如圖13所示，四個點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對值均為Q，分別固定在正方形的四個頂點(diǎn)上，正方形邊長為a，則正方形兩條對角線交點(diǎn)處的電場強(qiáng)度圖13√類型2非點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的疊加及計(jì)算1等效法解析由題意可知，點(diǎn)電荷＋Q和金屬板MN周圍空間電場與等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場等效，等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場線分布如圖所示由圖可知Ea>Eb，B正確；圖中b、c兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向不同，C錯誤；由于a點(diǎn)的電勢大于d點(diǎn)的電勢，所以一正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)經(jīng)b、c運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中電場力做正功，電荷的電勢能減小，D錯誤2對稱法例62019·四川成都市第二次診斷如圖17所示，邊長為L的正六邊形ABCDEF的5條邊上分別放置5根長度也為L的相同絕緣細(xì)棒每根細(xì)棒均勻帶上正電現(xiàn)將電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷置于BC中點(diǎn)，此時正六邊形幾何中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為零若移走＋Q及AB邊上的細(xì)棒，則O點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為為靜電力常量，不考慮絕緣棒及＋Q之間的相互影響√圖17其方向如圖所示：若移走＋Q及AB邊上的細(xì)棒，故A、B、C錯誤，D正確3填補(bǔ)法例7多選2019·云南大姚縣一中一模已知均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，電勢處處相等如圖18所示，正電荷均勻分布在半球面上，O為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，A、B為軸上的點(diǎn)，且AO＝OB，則下列判斷正確的是AA、B兩點(diǎn)的電勢相等BA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同點(diǎn)，電場力一定做正功點(diǎn)的電勢能大圖18√√解析根據(jù)電場的疊加原理可知，軸上電場線方向向右，則A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢，故A錯誤；將半球殼補(bǔ)成一個完整的球殼，且?guī)щ娋鶆?，設(shè)左、右半球在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小分別為E1和E2由題知，均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，則知E1＝E2根據(jù)對稱性可知，左、右半球在B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小分別為E2和E1，且E1＝E2則在圖示電場中，A的場強(qiáng)大小為E1，方向向右，B的場強(qiáng)大小為E2，方向向右，所以A點(diǎn)的電場強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，故B正確點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢降低，由于點(diǎn)電荷的電性未知，則電場力不一定做正功，故C錯誤A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢，根據(jù)負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，知同一個負(fù)電荷放在B點(diǎn)比放在A點(diǎn)的電勢能大，故D正確03課時精練解析同種電荷相互排斥，兩球遠(yuǎn)離，庫侖力減小，加速度減小，庫侖力做正功，小球動能增加，速度變大，故選項(xiàng)C正確1234567雙基鞏固練89101112131如圖1所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球，由靜止同時釋放，則兩個小球的加速度和速度大小隨時間變化的情況是A速度變大，加速度變大 B速度變小，加速度變小C速度變大，加速度變小 D速度變小，加速度變大圖1√123456789101112132三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑球1的帶電荷量為＋q，球2的帶電荷量為＋nq，球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn)，此時球1、2之間作用力的大小為F現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時球1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變由此可知An＝3 Bn＝4 Cn＝5 Dn＝6√12345678910111213解析由于各球之間距離遠(yuǎn)大于小球的直徑，小球帶電時可視為點(diǎn)電荷兩電荷間靜電力大小與兩點(diǎn)電荷所帶電荷量的乘積成正比由于三個小球相同，則兩球接觸時平分總電荷量，123456789101112133多選在電場中的某點(diǎn)A放一電荷量為＋q的試探電荷，它所受到的電場力大小為F，方向水平向右，則A點(diǎn)的場強(qiáng)大小EA＝，方向水平向右下列說法正確的是點(diǎn)放置一個電荷量為－q的試探電荷，A點(diǎn)的場強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃簏c(diǎn)放置一個電荷量為＋2q的試探電荷，則A點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)?EA點(diǎn)放置一個電荷量為－q的試探電荷，它所受的電場力方向水平向左點(diǎn)放置一個電荷量為＋2q的試探電荷，它所受的電場力為2F√√解析E＝是電場強(qiáng)度的定義式，某點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向與場源電荷有關(guān)，與放入的試探電荷無關(guān)，故選項(xiàng)A、B錯誤；因負(fù)電荷受到的電場力的方向與場強(qiáng)方向相反，故選項(xiàng)C正確；A點(diǎn)場強(qiáng)EA一定，放入的試探電荷所受電場力大小為F′＝q′EA，當(dāng)放入電荷量為＋2q的試探電荷時，試探電荷所受電場力應(yīng)為2F，故選項(xiàng)D正確123456789101112134多選在光滑絕緣的水平桌面上，存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場，點(diǎn)開始運(yùn)動，到C點(diǎn)時，突然受到一個外加的水平恒力F作用而繼續(xù)運(yùn)動到B點(diǎn)，其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，v表示小球經(jīng)過C點(diǎn)時的速度，則圖2A小球帶正電的方向可能水平向左方向相反、B兩點(diǎn)小球的速率不可能相等√√12345678910111213解析由小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)的軌跡可知，小球受到的電場力方向向右，帶正電，選項(xiàng)A正確；小球從C點(diǎn)到B點(diǎn)，所受合力指向軌跡凹側(cè)，當(dāng)水平恒力F水平向左時，合力可能向左，符合要求，當(dāng)恒力F的方向與v方向相反時，合力背離CB段軌跡凹側(cè)，不符合要求，選項(xiàng)B正確，C錯誤；小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)，由動能定理，當(dāng)電場力與恒力F做功的代數(shù)和為零時，在A、B兩點(diǎn)小球的速率相等，選項(xiàng)D錯誤123456789101112135如圖3所示，一電子沿等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計(jì)，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是A先變大后變小，方向水平向左B先變大后變小，方向水平向右C先變小后變大，方向水平向左D先變小后變大，方向水平向右圖3√解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場線分布知，從A→O→B，電場強(qiáng)度的方向不變，水平向右，電場強(qiáng)度的大小先增大后減小，則電子所受電場力的大小先變大后變小，方向水平向左，則外力的大小先變大后變小，方向水平向右，故B正確，A、C、D錯誤1236如圖4，Oy平面直角坐標(biāo)系所在空間有沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場圖中未畫出，、B、、B兩點(diǎn)，點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為4567圖489√解析C點(diǎn)三個電場方向如圖所示，根據(jù)題意可知E1cos30°＋E2cos30°＝E，101112131237如圖5所示，一個絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的段均勻帶電且電荷量為＋q時，圓心O處的電場強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電＋2q，而另一半圓ADC均勻帶電－2q，則圓心O處電場強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?56789√10111213圓心O處的電場強(qiáng)度大小為E，當(dāng)半圓ABC均勻帶電＋2q時，由如圖所示的矢量合成可得，123456789當(dāng)另一半圓ADC均勻帶電－2q時，1011121382019·廣東廣州市4月綜合測試如圖6，在光滑絕緣水平桌面上，三個帶電小球a、、b帶電荷量均為＋q，c帶電荷量為－q，則連線中點(diǎn)場強(qiáng)為零B三角形中心處場強(qiáng)為零連線123456789綜合提升練圖6√10111213123456789解析在ab連線的中點(diǎn)處，a、b兩電荷在該點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，則該點(diǎn)的場強(qiáng)等于c在該點(diǎn)的場強(qiáng)，大小不為零，選項(xiàng)A錯誤a受到b的斥力沿ba方向，受到c的引力沿ac方向，則其合力方向斜向左下方與ab連線成60°角，選項(xiàng)C錯誤在三角形的中心處，a、b兩電荷在該點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向夾120°角，則合場強(qiáng)豎直向下，電荷c在該點(diǎn)的場強(qiáng)也是豎直向下，則三角形中心處場強(qiáng)不為零，選項(xiàng)B錯誤1011121392019·浙江諸暨市模擬如圖7所示，A和B均可視為點(diǎn)電荷，A固定在絕緣支架上，B通過絕緣輕質(zhì)細(xì)線連接在天花板上，由于二者之間庫侖力的作用，細(xì)線與水平方向成30°角A、B均帶正電，電荷量分別為Q、q，A、B處于同一高度，，的質(zhì)量為123456789圖7√1011121312345678910111213102019·廣東“六?！钡谌温?lián)考如圖8，通過絕緣輕繩將質(zhì)量均為m的三個小球A、B、C連接在一起并懸于O點(diǎn)，其中A、B球帶電，且?guī)щ姾闪烤鶠椋玵，C球不帶電整個空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E＝當(dāng)把OA段細(xì)線剪斷的瞬間球之間的繩子拉力為0球之間的繩子拉力為0圖8123456789√10111213123456789解析剪斷繩子OA的瞬間，假設(shè)AB和BC段的繩子均無作用力，對C：mg＝maC，則有aA<2g，aB>2g，aC＝g，結(jié)合輕繩的受力特點(diǎn)可知，AB段繩子繃緊，AB成為一個整體，BC段繩子松弛，故有對AB整體：mg＋mg＋2qE＝2maAB，則aAB＝2g，故A、B錯誤；結(jié)合以上分析可知，BC段繩子松弛，故BC段繩子拉力為0，故D正確1011121311多選2019·福建三明市期末質(zhì)量檢測如圖9所示，已知帶電小球A、B的電荷量分別為QA、QB，A球固定，B球用長為L的絕緣絲線懸掛在O點(diǎn)，靜止時A、球電荷量保持不變，B球緩慢漏電，不計(jì)兩小球半徑，則下列說法正確的是球的拉力逐漸變大球的庫侖力逐漸變小圖9√√12345678910111213B球緩慢漏電，可知F減小，則d逐漸減小，F(xiàn)T不變，A錯誤，B正確；1234567891011121312如圖10所示，一電荷量為＋Q的均勻帶電細(xì)棒，在過中點(diǎn)c垂直于細(xì)棒的直線上有a、b、d三點(diǎn)，且ab＝bc＝cd＝L，在a點(diǎn)處有一電荷量為＋點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為為靜電力常量圖10√12345678910111213方向向右，b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，根據(jù)電場的疊加原理可知細(xì)棒與a點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在b處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等，1234567891011121313如圖11所示，質(zhì)量為m的小球A穿在光滑絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正