2013高考一轮物理 电场力的性质.ppt

理知识 第六章 提能力 第1单元 明考向 课堂考题领悟 课下综合提升 思维启动 如图6 1 1所示 在带电荷量为 Q的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体A和B 均放在绝缘支座上 若先将C移走 再把A B分开 则A 图6 1 1电 B 电 若先将A B分开 再移走C 则A 电 B 电 这一过程中电荷总量 提示 不带不带带负带正不变 应用升级 1 一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中 经过一段时间后 发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了 这说明 A 小球上原有的负电荷逐渐消失了B 在此现象中 电荷不守恒C 小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D 该现象是由于电子的转移引起的 仍然遵循电荷守恒定律 解析 带负电的金属小球在潮湿的空气中 经过一段时间后 小球上的负电荷 电子 被潮湿的空气导走了 但电荷转移的过程中 电荷守恒 故C D正确 答案 CD 思维启动 可以自由移动的点电荷q1 q2 q3放在光滑绝缘水平面上 如图6 1 2所示 已知q1与q2之图6 1 2间的距离为l1 q2与q3之间的距离为l2 且每个电荷都处于平衡状态 1 如果q2为正电荷 则q1为 电荷 q3为 电荷 2 q1 q2 q3三者电荷量大小之比是 3 适用条件 真空中的点电荷 在空气中 两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况 可以直接应用公式 当两个带电体的间距远大于本身的大小时 可以把带电体看成点电荷 两个点电荷间的距离r 0时 不能再视为点电荷 也不遵循库仑定律 它们之间的库仑力不能认为趋于无穷大 2 规律 三点共线 三个点电荷分布在同一直线上 两同夹异 正负电荷相互间隔 两大夹小 中间电荷的电荷量最小 近小远大 中间电荷靠近电荷量较小的电荷 答案 C 思维启动 在真空中O点放一个点电荷Q 1 0 10 9C 直线MN通过O点 OM的距离r 30cm M点放一个点电荷q 1 0图6 1 3 10 10C 如图6 1 3所示 Q点的电场中M点的电场强度EM 当拿走q后EM M点右侧N点处的电场强度为EN 则EM EN 填 知识联动 1 电场带电体周围客观存在的一种物质 它是电荷间相互作用的媒体 具有力和能的性质 2 电场强度 1 意义 描述电场强弱和方向的物理量 2 定义 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值 解析 电场中某点的电场强度只取决于电场本身 与检验电荷无关 故选D 答案 D 3 几种典型电场的电场线分布 图6 1 4 4 等量同种和异种点电荷的电场两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较如下 5 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义 一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合 只有同时满足以下三个条件时 两者才会重合 1 电场线为直线 2 电荷初速度为零 或速度方向与电场线平行 3 电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行 应用升级 4 如图6 1 5是某一点电荷的电场线分布图 下列表述正确的是 A a点的电势高于b点的电势B 该点电荷带负电图6 1 5C a点和b点电场强度的方向相同D a点的电场强度大于b点的电场强度 解析 沿着电场线电势降低 a点电势比b点电势低 A项错 由电场线方向知该点电荷带负电 B项正确 a点和b点不在同一条电场线上 电场强度方向不同 C错误 a点靠近场源电荷 a点场强大于b点场强 D项正确 答案 BD 知识检索 1 计算库仑力大小时 只代入电荷量的绝对值 不需代入符号 库仑力的方向单独判断 2 研究电荷间的相互作用时 要注意判断是否符合库仑定律的适用条件 3 两个带电体间的库仑力是一对相互作用力 典题例证 例1 真空中有两个完全相同的金属小球 A球带qA 6 4 10 16C的正电荷 B球带qB 3 2 10 16C的负电荷 均可视为点电荷 求 1 当它们相距为0 5m时 A B间的库仑力为多大 2 若将两球接触后再分别放回原处 A B间的库仑力又为多大 思路点拨 本题考查库仑定律的应用 注意两球所带电荷的分布情况 及两球接触后电荷的重新分配 答案 1 7 37 10 21N 2 9 22 10 22N 拓展训练 1 如图6 1 6所示 带电小球A B的电荷分别为QA QB 都用长为L的丝线悬挂在O点 静止时A B相距为d 为使平衡时AB间距离减为d 2 可采用以下哪些方法 A 将小球A B的质量都增加到原来的2倍图6 1 6B 将小球B的质量增加到原来的8倍C 将小球A B的电荷量都减小到原来的一半D 将小球A B的电荷量都减小到原来的一半 同时将小球B的质量增加到原来的2倍 答案 BD 典题例析 例2 如图6 1 7所示 在y轴上关于O点对称的A B两点有等量同种点电荷 Q 在x轴上C点有点电荷 Q 且CO OD ADO 60 下列判断正确的是 A O点电场强度为零图6 1 7B D点电场强度为零C 若将点电荷 q从O移向C 电势能增大D 若将点电荷 q从O移向C 电势能增大 思路点拨 O点的场强应为A B C三处点电荷在O处形成的合场强 将点电荷从O移向C时 电势能如何变化取决于电场力做什么功 答案 BD 拓展训练 2 如图6 1 8所示 AC BD为圆的两条互相垂直的直径 圆心为O 将带有等量电荷q的正 负点电荷放在圆周上 它们的位置关于AC对称 要使圆心O处图6 1 8的电场强度为零 可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷 Q 则该点电荷 Q应放在 A A点B B点C C点D D点 解析 由电场的叠加原理和对称性可知 q q在O点的合场强方向应沿OD方向 要使O点的合场强为零 放上的电荷 Q在O点的场强方向应与 q q在O点的合场强方向相反 所以D正确 答案 D 知识检索 解答力 电综合问题的基本思路 典题例析 例3 如图6 1 9所示 一根长L 1 5m的光滑绝缘细直杆MN 竖直固定在电场强度为E 1 0 105N C 与水平方向成 30 角的倾斜向上的匀强电场中 杆的下端M固定一个带电小球A 电荷量Q 4 5 10 6C 图6 1 9另一带电小球B穿在杆上可自由滑动 电荷量q 1 0 10 6C 质量m 1 0 10 2kg 现将小球B从杆的上端N静止 释放 小球B开始运动 静电力常量k 9 0 109N m2 C2 取g 10m s2 求 1 小球B开始运动时的加速度为多大 2 小球B的速度最大时 距M端的高度h1为多大 思路点拨 通过分析B球所受合力求解其加速度 利用当a 0时速度最大来求h1 答案 1 3 2m s2 2 0 9m 假设在M端没有带电小球A 其它条件不变 则带电小球B从N到M做什么运动 到达M点需要多长时间 在M点的速度为多大 1 2011 新课标全国卷 一带负电荷的质点 在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c 已知质点的速率是递减的 关于b点电场强度E的方向 下列图示中可能正确的是 虚线是曲线在b点的切线 图6 1 10 解析 由a至c的弯曲情况可知受力方向指向图中虚线的右下方 b点的速度方向vb如图 由a至c速率递减可知受力方向如图中F 角大于90 因为电荷为负 故场强方向应与F反向 故D正确 答案 D 2 2011 海南高考 三个相同的金属小球1 2 3分别置于绝缘支架上 各球之间的距离远大于小球的直径 球1的带电量为q 球2的带电量为nq 球3不带电且离球1和球2很远 此时球1 2之间作用力的大小为F 现使球3先与球2接触 再与球1接触 然后将球3移至远处 此时1 2之间作用力的大小仍为F 方向不变 由此可知 A n 3B n 4C n 5D n 6 答案 D 3 2011 重庆高考 如图6 1 11所示 电量为 q和 q的点电荷分别位于正方体的顶点 正方体范围内电场强度为零的点有 图6 1 11 A 体中心 各面中心和各边中点B 体中心和各边中点C 各面中心和各边中点D 体中心和各面中心 答案 D 4 2012 济南模拟 如图6 1 12所示 可视为点电荷的小球A B分别带负电和正电 B球固定 其正下方的A球静止在绝缘斜