高考物理一轮复习 专题6.2 电场的力的性质教学案 新人教版.doc

2016高考物理一轮复习 专题6.2 电场的力的性质教学案 新人教版【重点知识梳理】一、场强的三个表达式的比较及场强的叠加1场强的三个表达式的比较定义式决定式关系式表达式ef/qekq/r2eu/d适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明e的大小及方向与检验电荷的电荷量及存在与否无关q：场源电荷的电荷量r：研究点到场源电荷的距离，用于均匀带电球体(或球壳)时，r是球心到研究点的距离，q是整个球体的带电荷量u：电场中两点的电势差d：两点沿电场方向的距离.2.电场的叠加原理多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵循平行四边形定则二、对电场线的进一步认识1点电荷的电场线的分布特点(如图5所示)(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同图5图62等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图6所示)(1)两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷(2)两点电荷连线的中垂面(线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直在中垂面(线)上到o点等距离处各点的场强相等(o为两点电荷连线的中点)(3)关于o点对称的两点a与a，b与b的场强等大、同向图73等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图7所示)(1)两点电荷连线中点o处场强为零(2)中点o附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零(3)在中垂面(线)上从o点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行(5)关于o点对称的两点a与a，b与b的场强等大、反向4匀强电场中电场线分布特点(如图8所示)图8电场线是平行、等间距的直线，场强方向与电场线平行【高频考点突破】考点一、场强的叠加【例1】如图甲所示，在一个点电荷q形成的电场中，ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上a、b两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m放在a、b两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图象如图乙中直线a、b所示，放在a点的电荷带正电，放在b点的电荷带负电求： (1)b点的电场强度的大小和方向；(2)试判断点电荷q的电性，并说明理由；(3)点电荷q的位置坐标【例2】如图所示，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()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体中心和各面中心考点二、电场线【例3】 某一点电荷的电场线分布图如图所示，下列表述正确的是()aa点的电势高于b点的电势b该点电荷带负电ca点和b点电场强度的方向相同da点的电场强度大于b点的电场强度【答案】bd【解析】沿电场线方向电势降低，故a选项错误；由图中电场线分布知，此场为一负点电荷的电场线分布图，b项正确；电场线密集处场强大，c项错误、d项正确【例4】如图所示，m、n为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的p点放一个静止的负电荷(重力不计)，下列说法中正确的是()a从p到o，可能加速度越来越小，速度越来越大b从p到o，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大c越过o点后，加速度一直变大，速度一直变小d越过o点后，加速度一直变小，速度一直变小考点三、电场中的力学问题【例5】反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图所示，在虚线mn两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从a点由静止开始，在电场力作用下沿直线在a、b两点间往返运动已知电场强度的大小分别是e12.0103 n/c和e24.0103 n/c，方向如图所示，带电微粒质量m1.01020 kg，带电荷量q1.0109 c，a点距虚线mn的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：(1)b点距虚线mn的距离d2；(2)带电微粒从a点运动到b点所经历的时间t.【经典考题精析】【2014高考在线】1（2014广东卷）如图12所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为q的小球p，带电荷量分别为q和2q的小球m和n，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，p与m相距l，p、m和n视为点电荷，下列说法正确的是()am与n的距离大于lbp、m和n在同一直线上c在p产生的电场中，m、n处的电势相同dm、n及细杆组成的系统所受合外力为零2（2014福建卷）如图，真空中xoy平面直角坐标系上的a、b、c三点构成等边三角形，边长l2.0 m若将电荷量均为q2.0106 c的两点电荷分别固定在a、b点，已知静电力常量k9109 nm2/c2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)c点的电场强度的大小和方向a、b两点电荷形成的电场在c点的合场强大小为e2e1cos 30由式并代入数据得e7.8103 n/c场强e的方向沿y轴正方向3（2014北京卷）如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是()a1、2两点的场强相等b1、3两点的场强相等c1、2两点的电势相等d2、3两点的电势相等 【2013高考真题】1（2013江苏卷） 下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各 圆环间彼此绝缘坐标原点o处电场强度最大的是()abcd2（2013新课标全国卷） 如图，一半径为r的圆盘上均匀分布着电荷量为q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为r，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()akbkck dk3（2013江苏卷） 将一电荷量为q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则()aa点的电场强度比b点的大ba点的电势比b点的高c检验电荷q在a点的电势能比在b点的大d将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功4.（2013天津卷） 两个带等量正电的点电荷，固定在图中p、q两点，mn为pq连线的中垂线，交pq于o点，a为mn上的一点一带负电的试探电荷q，从a点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则() aq由a向o的运动是匀加速直线运动bq由a向o运动的过程电势能逐渐减小cq运动到o点时的动能最大dq运动到o点时电势能为零【2012高考真题】1（2012浙江卷） 用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()a摩擦使笔套带电b笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷c圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力d笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和【答案】abc【解析】笔套与头发摩擦，笔套带电，故选项a正确；带电的笔套靠近金属箔做成的圆环，由于静电感应，在圆环的上、下部感应出异种电荷，故选项b正确；圆环被吸引到笔套上的过程中，圆环有向上的加速度，静电力大于圆环的重力，故选项c正确；笔套碰到圆环后，笔套上的电荷有一部分转移到圆环，不会立刻被全部中和，故选项d错误2（2012江苏卷） 真空中，a、b 两点与点电荷q 的距离分别为r 和3r，则a、b 两点的电场强度大小之比为()a31b13c91d193（2012海南卷） 如图1，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板，若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？()图1a粒子速度的大小b粒子所带的电荷量c. 电场强度d磁感应强度4（2012安徽卷） 如图8所示，半径为r的均匀带电圆形平板，单位面积带电荷量为，其轴线上任意一点p(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：e2k1，方向沿x轴现考虑单位面积带电荷量为0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图9所示则圆孔轴线上任意一点q(坐标为x)的电场强度为()图8图9a2k0b2k0c2k0d2k0【当堂巩固】1一负电荷从电场中a点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到b点，它运动的速度时间图象如图所示则a、b两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()2如图所示，有一带电物体处在一个斜向上的匀强电场e中，由静止开始沿天花板向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()a物体一定带正电b物体一定带负电c物体不一定受弹力的作用d物体一定受弹力的作用3如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由aob匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是()a先变大后变小，方向水平向左b先变大后变小，方向水平向右c先变小后变大，方向水平向左d先变小后变大，方向水平向右力应与电子所受电场力大小相等、方向相反电子受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从aob过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项b正确。4如图所示，真空中o点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为ea，方向与ab连线成60角，b点的场强大小为eb，方向与ab连线成30，关于a、b两点场强ea、eb及电势a、b的关系，正确的是()aea3eb，ab bea3eb，abcea，ab deaeb，ab5如图所示，在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球a和b，它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且始终保持相对静止设小球a的电荷量为qa，小球b的电荷量为qb，则下列判断正确的是()a小球a带正电，小球b带负电，且qaqbb小球a带正电，小球b带负电，且qaqbc小球a带负电，小球b带正电，且qaqbd小球a带负电，小球b带正电，且qaqb6如图所示，一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按ee0kt(e0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向)变化的电场中，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为，当t0时刻物体处于静止状态若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是()a物体开始运动后加速度先增加、后减小b物体开始运动后加速度不断增大c经过时间t，物体在竖直墙壁上的位移达最大值d经过时间t，物体运动速度达最大值7如图所示，一带电荷量为q5103 c，质量为m0.1 kg的小物块处于一倾角为37的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态(g取10 m/s2)求：(1)电场强度多大？(2)若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离l1.5 m时的速度大小？答案：(1)150 n/c(2)3 m/s解析：(1)小物块受力如图，由受力平衡得：qefnsin 0mgfncos 0由得e代入数据得e150 n/c.(2)由牛顿第二定律