1、电场的力学性质1.doc

高中电学典型题解法与训练第一讲 电场中的力学问题一、电荷、电荷守恒、库仑定律（1）自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。（2）元电贺：电量为1.610-19C。（3）点电荷：（4）电荷守恒。（5）点电荷之间的相互作用服从库仑定律。1有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 AB、C球均带负电 BB球带负电，C球带正电CB、C球中必有一个带负电，而另一个不带电 DB、C球都不带电2真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 Aq一定是正电荷 Bq一定是负电荷 Cq离Q2比离Q1远Dq离Q2比离Q1近3如图1所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B，此时，上、下丝线受的力分别为TA、TB；如果使A带正电，B带负电，上、下丝线受力分别为TATB,则 4如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为410-8库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45，此时小球B受到的库仑力F_，小球A带的电量qA_二、电场、电场强度(1)电荷之间的相互作用是通过电场发生的。(2)电场可以从力的角度来研究，电场强度就是反映电场的力的性质的物理量。知道了电场强度E，就可以知道电荷q在电场中所受的力F= 。从力的角度研究电场，电场强度E是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关E是矢量要区别公式E=F/q(定义式)、E=kQ/r2(点电荷电场)、E=U/d(匀强电场)的物理意义和适用范围E既然是矢量，那么如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？可以用多种方法判断，请归纳1下列关于电场强度的叙述正确的是 A电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关2图表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像，那么下列说法中正确的是 A该电场是匀强电场B这四点场强的大小关系是EdEaEbEcC这四点场强的大小关系是EaEbEcEdD无法比较这四点场强大小关系3长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图9所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于_三、电场线1、电场可以用电场线和等势面形象地表示出来。2、电场线在解题中的应用:（1）判断电场的强弱和方向;（2）判断电势的高低;（3）利用电场线可以判断电势能的变化与电场力做功问题;（4）利用电场线可以分析平行板电容器问题;（5）利用电场线可以判断静电感应中导体各部分所带电荷的正负或电荷移动方向;（6）利用电场线判断受力情况。例题4：如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则 ( )AA、B两处的场强方向相同B因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EAEBC电场线从A指向B，所以EAEBD不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定四、电场中的导体、静电平衡1在一个导体球壳内放一个电量为Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则 A当Q在球壳中央时，Ep0B不论Q在球壳内何处，Ep一定为零C只有当Q在球心且球壳接地时，Ep0D只要球壳接地，不论Q在球壳内何处，Ep一定为零2一带正电的绝缘金属球壳A，顶部开孔，有两只带正电的金属球B、C用金属导线连接，让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到图3位置，C球放A球壳外离A球较远，待静电平衡后，正确的说法是 AB、C球都带电 BB球不带电，C球带电C让C球接地后，B球带负电 DC球接地后，A球壳空腔中场强为零3如图4所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是 AA、B两点场强相等，且都为零 BA、B两点的场强不相等 D当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动4如图8，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为Q和2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2rL）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_方向_五、力电综合问题【例题5】把一个带正电荷q的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的O点小球质量m=2g，悬线长L=6cm，两板间距离d=8cm当两板间加上U=2103V的电压时，小球自悬线水平的A点由静止开始向下运动到达O点正下方的B点时的速度刚好为零如图4所示以后一直在A、B 间来回摆动(取g=10m/s2)求：(1)小球所带的电量(2)摆动过程中小球的最大速度图9-13【例题6】一个质量为m，带有电荷-q的小物体，可在倾角为0的绝缘斜面上运动，斜面底端有一与斜面垂直的固定绝缘挡板，斜面顶端距底端的高度为h，整个斜面置于匀强电场中，场强大小为E，方向水平向右，如图9-13小物体与斜面的动摩擦因数为，且小物体与档板碰撞时不损失机械能求：(1)为使小物体能从静止开始沿斜面下滑，q、E、p各量间必须满足的关系(2)小物体自斜面顶端从静止开始沿斜面下滑到停止运动所通过的总路程AB1、有一匀强电场，其场强为E，方向竖直向下。把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直置于电场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m、电量为q(q0)的空心小球，如图7所示。当小球由静止开始从A点下滑到最低点B时，小球受到环的压力多大？2如图所示， A、B两个带异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在一放在水平支持面上的木盒内的底部和顶部，木盒对地面的压力为N，细线对B拉力为F。若将系B的细线断开，下列说法正确的是（）A、刚断开时，木盒对地面的压力等于NB、刚断开时，木盒对地面的压力等于（N+F）C、刚断开时，木盒对地面的压力等于（N-F）D、在B向上运动过程中木盒对地压力逐渐增大3如图10，一个质量m，带电荷q的小物体，可在水平绝缘轨道ox上运动，OR端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox正向小物体以初速v0从位置x0沿Ox轨道运动，受到大小不变的摩擦力f作用，且fqE设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程【创关训练】1关于点电荷的说法，正确的是 A只有体积很小的带电体，才能作为点电荷B体积很大的带电体一定不能看作点电荷C点电荷一定是电量很小的电荷D两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理2如图6，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作 A自由落体运动 B曲线运动C沿着悬线的延长线作匀加速运动D变加速直线运动3、如图，在光滑水平面上固定三个等质量的带电小球（均可视为质点），A、B、C三球排成一直线。若释放A球（另两球仍固定）的瞬时，A球的加速度大小为1m/s2，方向向左；若释放C球（另两球仍固定）的瞬时，C球的加速度大小为2m/s2，方向向右；则释放B的瞬时，B球的加速度大小为_m/s2，方向向_4有一绝缘空心金属球A，带有410-6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有210-6C的负电荷若把B球跟A球的内壁相接触，如图6所示，则B球上电量为_C，A球上电量为_C，分布在_7在一个水平面上建立 轴，在过原点垂直于轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小610/，方向与 轴正方向相同，在 处放一个带电量 510，质量 10g的绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数0.2，沿 轴正方向给物块一个初速度 m/s，如图8所示，求物块最终停止时的位置。（ 取10/s）EV0参考答案:XO1、D2、C3、1 m/s2 左提示：对A：FBA+FCA=ma1 ； 对C：FAC+FBC=ma2 ；