高考物理一轮复习方案 （高频考点+热点导练+历年高考题）第6章 第2节 电场的力的性质课件 新人教版.ppt

第2节电场的力的性质 考点1 用叠加原理求电场强度和电场力 例1 如图6 2 1所示 两等量异号的点电荷相距为2a m与两点电荷共线 n位于两点电荷连线的中垂线上 两点电荷连线中点到m和n的距离都为l 且l a 略去 a l n n 2 项的贡献 则两点电荷的合电场在m和n点的强度 a 大小之比为2 方向相反b 大小之比为1 方向相反c 大小均与a成正比 方向相反d 大小均与l的平方成反比 方向相互垂直 图6 2 1 切入点 点电荷的场强公式 电场强度的叠加原理 答案 ac点评 求多个点电荷形成的电场 关键在于明确每个点电荷单独在该点形成的电场的大小和方向 再应用矢量合成的方法求合场强 本题对三角函数 矢量合成 高阶小量的忽略等 数学运算要求较高 运用数学知识解决物理问题是高考的基本要求之一 要强化这方面的训练 考点2 电场线与电场强度 电势差的综合应用 例2 如图6 2 2所示 一电场的电场线分布关于y轴 沿竖直方向 对称 o m n是y轴上的三个点 且om mn p点在y轴的右侧 mp on 则 a m点的电势比p点的电势高b 将负电荷由o点移动到p点 电场力做正功c m n两点间的电势差大于o m两点间的电势差d 在o点静止释放一带正电粒子 该粒子将沿y轴做直线运动 图6 2 2 切入点 电场线与电场强度 电势 等势线的关系 解析 由图和几何关系可知m和p两点处在不同等势线上而且有 m p a对 将负电荷由o点移到p点要克服电场力做功 即电场力做负功 b错 根据 o到m的平均电场强度大于m到n的平均电场强度 所以有uom umn c错 从o点释放带正电粒子后 电场力做正功 该粒子将沿y轴做加速直线运动 答案 ad点评 本题考查电场线 电场强度 电势 等势线以及带电粒子在电场中的运动 题型一 求带电体产生的场强 例3 如图6 2 3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 求p点的场强 图6 2 3 点评 任何带电体分割成许多足够小的部分之后 每个足够小的部分就可以视为点电荷 求出每个点电荷的电场 再根据电场叠加原理就可以求出带电体产生的合场强 这种把带电体分割成点电荷的方法 就是前面力学中常用的 微元法 题型二 带电体在匀强电场中的运动 例4 如图6 2 4甲 在水平地面上固定一倾角为 的光滑绝缘斜面 斜面处于电场强度大小为e 方向沿斜面向下的匀强电场中 一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端 整根弹簧处于自然状态 一质量为m 带电量为q q 0 的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放 滑块在运动过程中电量保持不变 设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失 弹簧始终处在弹性限度内 重力加速度大小为g 1 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1 2 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm 求滑块从静止释放到速度大小为vm的过程中弹簧的弹力所做的功w 图6 2 4 3 从滑块静止释放瞬间开始计时 请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v t图象 图中横坐标轴上的t1 t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触 第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻 纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小 vm是题中所指的物理量 本小题不要求写出计算过程 3 如图 点评 在考虑电场力 电场力做功之后 此类问题就转化为一个力学综合问题 分析方法与力学综合问题的分析方法相同 1 2011 全国 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 d 解析 根据负电荷受电场力方向与场强方向相反 结合曲线运动受力特点可知 电场力一定指向曲线弯曲的内侧 可知选项a c错误 根据质点速率递减可知电场力方向一定与速度方向即曲线的切线方向成钝角 可知选项d正确 选项b错误 2 2012 安徽卷 如图6 2 5所示 在平面直角坐标系中 有方向平行于坐标平面的匀强电场 其中坐标原点o处的电势为0v 点a处的电势为6v 点b处的电势为3v 则电场强度的大小为 a 200v mb 200v mc 100v md 100v m a 图6 2 5 解析 3 2010 全国卷 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为104v m 已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落 取重力加速度大小为10m s2 水的密度为103kg m3 这雨滴携带的电荷量的最小值约为 a 2 10 9cb 4 10 9cc 6 10 9cd 8 10 9c b 图6 2 6 d 4 如图6 2 6 a b两点各放一电荷量均为q的等量异种电荷 有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上 a b c是杆上的三点 且ab bc l b c关于两电荷连线对称 质量为m 带正电荷q的小环套在细杆上 自a点由静止释放 则 a 小环通过b点时速度为b 小环通过c点时速度为c 小环从b到c速度可能先减小后增大d 小环做匀加速直线运动 解析 中垂线上各点的合场强均为水平向右 与环的运动方向垂直不做功 故小环做自由落体运动 5 如图6 2 7所示 a b c d e是半径为r的圆周上等间距的五个点 在这些点上各固定一个点电荷 除a点处的电荷量为 q外 其余各点处的电荷量均为 q 则圆心o处 图6 2 7 c 解析 在a处放一个 q的点电荷与在a处同时放一个 q和 2q的点电荷的效果相当 因此可以认为o处的场是5个 q和一个 2q的点电荷产生的场合成的 5个 q处于对称位置上 在圆心o处产生的合场强为0 所以o点的场强相当于 2q在o处产生的场强 故选c 6 在场强为e的匀强电场中 取o点为圆心 r为半径作一圆周 在o点固定一电荷量为 q的点电荷 a b c d为相互垂直的两条直线和圆周的交点 当把一检验电荷 q放在d点时恰好平衡 如图6 2 8所示 重力忽略不计 1 匀强电场场强e的大小 方向如何 2 检验电荷 q放在点c时 受力fc的大小 方向如何 图6 2 8 解