湖南省湘潭市凤凰中学高考物理一轮复习 电场学案.doc

湖南省湘潭市凤凰中学2015届高考物理一轮复习 电场学案类型题： 电荷守恒定律与库仑定律的综合 【例题1】有三个完全一样的金属小球a、b、c，a带电量7q，b带电量-q，c不带电，将a、b固定 ，相距r，然后让c球反复与a、b球多次接触，最后移去c球，试问a、b两球间的相互作用力变为原来的多少倍?【练习1-1】两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为f，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于f，则两球原来所带电量和电性（ ）a可能是等量的同种电荷； b可能是不等量的同种电荷；c可能是不量的异种电荷； d不可能是异种电荷。类型题： 库仑定律的应用电场强度的求法 abcoebeaec【例题2】如图所示的三个点电荷、，固定在一条直线上，和的距离为和距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷量之比为（ ）a b c d【练习2-1】 图中边长为a的正三角形abc的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心o点处的场强大小和方向。 rabd【练习2-2】如图所示，用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在a、b之间留有宽度为d的间隙，且，将电量为q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。【练习2-3】如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为q，半径为r，圆心为o，p为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，op=l，试求p点的场强。 oab类型题： 电场中的平衡问题 1静电场中的平衡问题【例题3】如图所示，竖直绝缘墙壁上有一个固定的质点a，在a点正上方的o点用绝缘丝线悬挂另一质点b，oa=ob，a、b两质点因为带电而相互排斥，致使悬线偏离了竖直方向，由于漏电使a、b两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对悬点o的拉力大小（ ）a逐渐减小 b逐渐增大 c保持不变 d先变大后变小oabdn【练习3-1】已知如图，带电小球a、b的电荷分别为qa、qb，oa=ob，都用长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b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m1ddl1q1q2m2l2o【练习3-2】如图所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于o点，若q1 q2，l1 l2，平衡时两球到过o点的竖直线的距离相等，则（ ） am1m2 bm1m2 cm1m2 d无法确定【练习3-3】质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球a、b分别用长的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2的m、n两点，平衡时小球a、b 的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角=30，当aaaaaabbmnmn图甲图乙e外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为=30，求（1）a、b小球电性及所带电量q； （2）外加匀强电场的场强e。abcrrf【练习4-2】如图所示，光滑绝缘水平面上固定着a、b、c三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，a带电量qa=10q，b带电量qb=q，若小球c上加一个水平向右的恒力，欲使a、b、c始终保持r的间距运动，求：（1）c球的电性和电量qc；（2）水平力f的大小。第二模块：电势能、电势、电势差、静电屏蔽类型题： 给出的一条电场线，推断电势和场强的变化情况 abc【例题5】如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离。用ua、ub、uc和ea、abeb、ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（ ）auaubucbuaububuc ceaebec dea=eb=ec【练习5-1】如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（ ）a带电粒子带负电； ba、b两点间的电势差uab=mgh/q;cb点场强大于a点场强； da点场强大于b点场强。类型题： 与电场线、等势面相关的问题 【例题6】如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，p、q是这条轨迹上的两点，由此可知（ ）a三个等势面中，c等势面电势高 b带电质点通过p点时电势能较大a b cc带电质点通过q点时动能较大 d带电质点通过p点时加速度较大【练习6-1】如图所示，三个同心圆是同一个点电荷围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列。a、b、c分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上。a、c两点的电势依次为a=10v和c=2v，则b点的电势是（ ）a一定等于6v b一定低于6v c一定高于6v d无法确定【练习6-2】某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。a、b、c三点的电场强度分别为ea、eb、ec，电势分别为a、b、c，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（ ）aeaeb，a b ceaeb，a v1b若开关s闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则v2 v1c若开关s保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2= v1abrsd若开关s闭合一段时间后再打开，无论向上或向下移动b板，则v2 v1【练习8-5】传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。右图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中，闭合开关s一小段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中，通过电流表g的电流 （填“方向由a至b”、“方向由b至a”或“始终为零”）类型题： 电容式传感器a【例题9】如图计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是，其中常量=9。010-12fm-1，s表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0。60mm。只要电容变化达0.25pf，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？金属芯线导电液体电介质h【练习9-1】1999年7月12日日本原子能公司所属的敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外泄，在检测此次事故中，应用于把非电流变化（冷却剂外泄使管中液面变化）转化为电信号的自动化测量技术。如图所示是一种通过检测电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管（塑料或橡皮）作为电介质，电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，对此，以下说法正确的是（ ）a如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，液面必升高b如果指示器显示出电容减小了，则两电极正对面积增大，液面必升高c如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积减小，液面必降低d如果指示器显示出电容减小了，则两电极正对面积减小，液面必降低+-co第四模块：带电粒子在匀强电场中的运动类型题： 带电物体在电场力和重力共同作用下的运动 【例题10】 已知如图，水平放置的平行金属板间有匀强电场。一根长l的绝缘细绳一端固定在o点，另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球。小球原来静止在c点。当给小球一个水平初速度后，它可以在竖直面内绕o点做匀速圆周运动。若将两板间的电压增大为原来的3倍，求：要使小球从c点开始在竖直面内绕o点做圆周运动，至少要给小球多大的水平初速度？在这种情况下，在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大？oacb【练习10-1】已知如图，匀强电场方向水平向右，场强，丝线长l=40cm，上端系于o点，下端系质量为，带电量为的小球，将小球从最低点a由静止释放，求：小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角多大？摆动过程中小球的最大速度是多大？类型题： 带电粒子在电场中的运动 【例题11】如图所示，真空中水平放置的两个相同极板y和y长为l，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b在两板间加上可调偏转电压u，一束质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力）从两板左侧中点a以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出 yyv0l adb（1）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心o点；（2）求两板间所加偏转电压u的范围；（3）求粒子可能到达屏上区域的长度类型题： 粒子在交变电场中的运动 tu0-u0ot/2 t 3t/2 2t【例题11】 如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是（ ）a从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上b从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动c从t=t/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上d从t=3t/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上【练习11-1】如图所示，真空中相距d=5 cm的两块平行金属板a、b与电源连接(图中未画出)，其中b板接地（电势为零），a板电势变化的规律如图所示将一个质量，电量的带电粒子从紧临b板处释放，不计重力求：（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；（2）若a板电势变化周期，在t=0时将带电粒子从紧临b板处无初速释放，粒子到达a板时速度的大小；（3）a板电势变化频率多大时，在到时间内从紧临b板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达a板o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 3u0u0.06