[精]2013高考物理冲刺复习课件：专题八静电场（164张ppt）

专题八 静 电 场,1.物质的电结构、电荷守恒 2.静电现象的解释 3.点电荷 4.库仑定律 5.静电场 6.电场强度、点电荷的场强 7.电场线 ,8.电势能、电势 9.电势差 10.匀强电场中电势差与电场强度的关系 11.带电粒子在匀强电场中的运动 12.示波管 13.常见电容器 14.电容器的电压、电荷量和电容的关系 ,1.理解库仑定律的内容、适用条件，并能应用该定律解决相关问题.2.理解电场强度、电势和电势差的概念，知道它们分别从力的角度和能量的角度来描述电场，并能应用它们进行相关的分析与计算.3.能够用电场线描述几种常见的电场：点电荷的电场、等量同种(异种)点电荷电场、匀强电场等.,4.能够正确理解物理量的正值和负值的含义，如电荷的正负、电势的正负、电势能的正负以及电场力做功的正负与电势能的增减相对应关系.5.能结合力学的平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律及交流电等知识处理带电粒子在电场中运动的问题.6.理解电容器电容的定义式和平行板电容器电容的决定式，并能解决有关问题.,电荷守恒、库仑定律【典例1】(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=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6,【审题视角】解答本题时应注意以下两点：【关键点】(1)相同金属小球接触时电量的转移与分配规律.(2)库仑定律的应用.,【精讲精析】设小球1、2之间的距离为r.球3接触前，球3分别与球1、2接触后， 联立以上两式解得：n=6，故D正确.答案：D,【命题人揭秘】电荷的重新分配规律两个完全相同的金属球接触,电荷将重新分配:(1)若两球带同种电荷q1、q2,则接触后电量平均分配,即(2)若两球带异种电荷q1、q2,则接触后电量先中和后平分,即 电性与带电量大的金属球相同.,点电荷的场强、电场的叠加【典例2】(2011重庆高考)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,【审题视角】解答本题时要把握以下三点：【关键点】(1)电场强度是矢量，按照矢量法则叠加.(2)点电荷场强公式(3)两个等量同种点电荷连线中点场强叠加为零.,【精讲精析】在正方体的上面中心，上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零.在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零.而在各边中点，场强无法抵消，合场强不为零.答案：D,【命题人揭秘】求合场强的两种常用方法(1)对称法：利用带电体电荷分布具有对称性，或带电体产生的电场具有对称性的特点求合场强的方法.(2)补偿法：题给条件建立的模型A不是一个完整的标准模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型A与模型B恰好组成一个完整的标准模型.这样求解模型A的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B的差值问题.,电场强度、电势、电场线【典例3】(2011上海高考)电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为a和b，则( )AEaEb，ab BEaEb，ab DEaEb，aUbc，所以由a点到b点比由b点到c点电场力对粒子做的功多，根据动能定理可知D对.答案:C、D,【命题人揭秘】带电粒子轨迹类问题“三判断”(1)判断速度方向：带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向.(2)判断电场力(或场强)的方向：带电粒子所受电场力(仅受电场力作用)指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向.(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则合力做正功，电势能减小；若电场力与速度方向成钝角，电场力做负功，电势能增加.,电容器【典例5】(2011天津高考)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是( )AU2=U1，E2=E1 BU2=2U1，E2=4E1CU2=U1，E2=2E1 DU2=2U1，E2=2E1,【审题视角】解答本题时应注意以下两点：【关键点】(1)综合运用平行板电容器的两个公式(2)结合匀强电场中电势差与场强之间的关系式 根据条件得出答案.,【精讲精析】解答本题可按以下流程分析:故C正确.答案：C,【命题人揭秘】 电容器动态分析类问题的两点提醒(1)两类基本情况：电容器始终与电源相连，极板间电压U保持不变；电容器充电后与电源断开，极板带电量Q保持不变.(2)两个常用公式：当极板间电压U不变时，应用 讨论板间电场强度；当极板带电量Q保持不变时，应用 讨论板间电场强度.,电场的叠加问题【典例6】(2012安徽高考)如图甲所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为,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： 方向沿x轴.现考虑单位面积带电量为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，如图乙所示.则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为( ),A. B.C. D.【审题视角】解答本题时要注意以下两点：【关键点】(1)当圆板的半径R无限大时，(2)根据电场的叠加，Q点的场强应为挖去圆孔前平面产生的场强减去圆孔部分的电荷在Q点产生的场强.,【精讲精析】由 可知，R时，E=2k，即无限大均匀带电平板在Q点产生的电场强度为E1=2k0，而半径为r的单位面积带电量为0的圆板在Q点产生的电场强度为 则所求电场强度为EQ=E1-E2= 故选项A正确.答案:A,【命题人揭秘】新情景下物理方法的应用技巧本题注重考查物理方法，要求考生注意去领会相关物理研究方法.情景不拘泥于课本的限制.本题要求判断两个均匀带电圆环轴线上的电场强度大小，显然无法直接通过物理规律直接推导得出结论，应另辟蹊径，可以运用量纲分析法、特殊值法、极限法、对称法、等效法等解决问题.,图象在电场中的应用【典例7】(2011上海高考)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置x变化规律的是图( ),【审题视角】解决此类问题的两点提醒：【关键点】(1)画出两个等量异种点电荷的电场线.(2)明确电场线方向与电势关系.,【精讲精析】电场线从正电荷出发终止于无穷远处，且沿着电场线方向电势越来越低，故越靠近正点电荷的位置电势越高，越靠近负点电荷的位置电势越低，电势是标量，正值一定大于负值，故若取两电荷连线的中垂面为零势能面，则靠近负点电荷的电势均为负值，靠近正点电荷的电势均为正值，故A正确.当然也可以将等势面与地理的“等高线”进行类比，正点电荷处于正立的山口处，负点电荷处于倒立的山口处，显然A正确.答案：A,【命题人揭秘】由-x图象分析场强、电势的大小关系(1)在-x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.(2)电场强度的大小等于-x图线的斜率大小，电场强度为零处，-x图线存在极值，其切线的斜率为零.(3)在-x图象中分析移动电荷时电势能的变化，可用WAB= qUAB，分析WAB的正负，然后作出判断.,电场中的力学综合应用【典例8】(2011福建高考)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E1=2.0103 N/C和E2=4.0103 N/C，方向如图所示.带电微粒质量m=1.010-20 kg，带电量q=-1.010-9 C，A点距虚,线MN的距离d1=1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应.求：(1)B点到虚线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.,【审题视角】解答本题应注意以下两点：【关键点】(1)明确带电微粒的运动过程，微粒在两个场强大小、方向都不同的电场中先做匀加速后做匀减速直线运动.(2)由动能定理、牛顿第二定律列方程求解.,【精讲精析】(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理知|q|E1d1|q|E2d2=0,解得 (2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|E1=ma1,|q|E2=ma2设微粒在虚线MN两侧的时间大小分别为t1、t2，由运动学公式知 又t=t1+t2代入数据解得t= 1.510-8 s答案：(1)0.50 cm (2)1.510-8 s,【阅卷人点拨】,库仑定律、电场力的性质 高考指数:1.(2012浙江高考)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,【解析】选A、B、C.笔套与头发摩擦后，它们的原子核束缚电子的本领不同，而使笔套带电，这种起电方式叫摩擦起电，选项A正确；当带电的笔套靠近金属箔圆环时，圆环上部感应出与笔套相异的电荷，下部感应出与笔套相同的电荷，即上、下部电荷量等量异号，选项B正确；圆环被吸引上来，由静止变运动，力是改变物体运动状态的原因，圆环所受静电力有笔套的引力和斥力，但静电力的合力大于圆环的重力，选项C正确；笔套碰到圆环后,由于笔套是绝缘体，所以其上电荷不能全部中和，选项D错误.,2.(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)( ),【解题指南】解答本题时注意把握以下两点:(1)明确电场力方向和曲线运动所受合外力与轨迹的关系;(2)正电荷的受力方向与电场强度的方向相同.【解析】选D.负电荷由a运动到c，根据运动轨迹可以知道负电荷受力方向应在曲线的内侧，而电场力的方向与电场强度的方向在一条直线上，则A、B错误；电场强度的方向与正电荷的受力方向相同，则C错误，D正确.,3.(2011广东高考)如图为静电除尘器除尘机理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的.下列表述正确的是( ),A到达集尘极的尘埃带正电荷B电场方向由集尘极指向放电极C带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【解题指南】解答本题时注意把握以下两点:(1)由电源的正负极判断空间电势的高低.(2)电场力与电荷的带电量是成正比的.,【解析】选B、D.由于集尘极与电源正极连接，电场方向由集尘极指向放电极，B正确;而带电尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电荷，A错误;负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反,C错误;根据F=qE可得，D正确.,4.(2010全国卷)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104 V/m，已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2,水的密度为 103 kg/m3.雨滴携带的电荷量的最小值约为( )A.210-9 C B.410-9 CC.610-9 C D.810-9 C【解析】选B.雨滴在电场中不会下落而处于平衡状态，根据平衡条件有：qE=mg，而 代入数值解得q410-9 C，故B正确.,5.(2010山东高考)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( )A.c点场强大于b点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D.若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小,【解析】选B、D. 电场线越密的地方电场强度越大，Ecb，B对；将试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线的切线方向运动而不是沿电场线运动，故C错；在原电场中，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电场力做正功，在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移到b的过程中，电场力也做正功，所以在合电场中，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，根据电场力做功和电势能的关系可知：电势能将减小，D正确.,【方法技巧】电势高低、电场力做功正负、电势能变化的判定方法试探电荷的正负、电势高低、电场力做功的正负、电势能变化四者具有如下的对应关系，若知道了其中两个因素可据此判断其他两个.,6.(2010海南高考)如图所示， M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP=60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A.12 B.21C.2 D.4,【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)点电荷的场强公式.(2)O点场强为两点电荷产生的场强的矢量和.【解析】选B.根据点电荷的场强公式每个点电荷在O点产生的场强大小都为 则当N点处的点电荷移至P点时，假设M点的电荷为正电荷，O点场强如图所示，合场强大小为 则 B正确.,7.(2010江苏高考)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法正确的是( )A.O点的电势最低B.x2点的电势最高C.x1和-x1两点的电势相等D.x1和x3两点的电势相等,【解题指南】通过分析E-x图象和对称性，建立合适的简单模型来解决问题.【解析】选C.本题可借助下列对称的电场线来解决，如图所示.沿电场线电势降落(最快)，所以O点电势最高，A、B错误；根据U=Ed，电场强度是变量，可用E-x图象面积表示，O点到x1与到-x1点的电势降落相等，所以C正确；x1和x3两点电场强度大小相等，由U=Ed，d不相等，得电势不相等，D错误.,8.(2010福建高考)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确.如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q0)，而且电荷均匀分布.两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(rEb，ab BEaEb，ab,【解题指南】解答本题时注意以下两点：(1)电场线的密、疏表示场强大、小.(2)沿电场线电势降低.【解析】选C.a处电场线较b处密集，所以EaEb，因为沿着电场线方向电势逐渐降低.所以ab.,21.(2010安徽高考)如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E=100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为( ),A.UOP=-10sin(V) B.UOP=10sin(V)C.UOP=-10cos(V) D.UOP=10cos(V)【解析】选A.由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的.沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场强的关系UOP=-Ed=-ERsin=-10sin(V)，所以A正确.,22.(2010全国卷)关于静电场，下列结论普遍成立的( )A.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C.在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零,【解析】选C.在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，A错误；电势差的大小取决于电场线方向上两点的间距和电场强度，所以B错误；沿电场线方向电势降低，而且降落速度最快，C正确；在电场中移动电荷，电场力做功的大小仅与两点间电势差有关，所以D错误.,23.(2010天津高考)在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )Ab点的电场强度一定比a点大B电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高D该电荷的动能一定减小【解题指南】解答本题时注意以下两点：(1)根据电场力做负功判断出电势能增大，正电荷在高电势的地方电势能大，判断出电势的高低.(2)正确理解电场的强弱与电场力做功的正负无关.,【解析】选C.正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，说明正电荷的电势能增加，电势升高，故b点的电势一定比a点高，C正确；但是a、b两点不一定在同一条电场线上，故B错误；从做功情况反映不出电场力的大小，也不能反映电场的强弱，故A错误；动能的变化取决于合外力做功，电场力做了负功不代表合外力也做负功，所以动能不一定减小，故D错误.,24.(2011上海高考)如图，在竖直向下、场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2(m1m2)，A带负电，电量为q1，B带正电，电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为_，在竖直位置处两球的总动能为_.,【解析】电场力对、都做正功电场力所做总功重力所做总功根据动能定理，竖直位置处两球的总动能答案:(q1+q2)El/2(q1+q2)E+(m2-m1)gl/2,【方法技巧】电场中功能问题的分析方法(1)利用电场线、等势面分布的特点分析粒子做功情况.(2)应用WAB=UABq计算功时，WAB、q、UAB都要带正、负号计算.(3)应用动能定理解决问题时要分析合外力的做功情况.(4)应用能量守恒解决问题时应注意电势能和其他形式能间的转化关系.,25.(2011北京高考)静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中0和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A(0Aq0).忽略重力.求：,(1)粒子所受电场力的大小；(2)粒子的运动区间；(3)粒子的运动周期.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：(1)根据电势差与场强的关系，求出场强，即可求得电场力.(2)根据动能定理结合边界条件即可求出粒子运动区间.(3)根据牛顿第二定律和运动学公式即可求出粒子运动的周期.,【解析】(1)由题图可知，O与d(或-d)两点间的电势差为0电场强度的大小电场力的大小(2)设粒子在-x0，x0区间内运动，速率为v，由题意得 由图可知=0 ,由得因动能非负，由 得 粒子运动区间,(3)考虑粒子从x0处开始运动的四分之一周期，根据牛顿第二定律，粒子的加速度 由匀加速直线运动 将代入，得,粒子运动周期答案:(1)(2)(3),电容器 高考指数:26.(2012新课标全国卷)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子( ),A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动【解析】选B、D.分析带电粒子的受力情况，画出其受力图如图所示.可以看出其合力方向与其速度方向相反.所以,带电粒子在电场中做匀减速运动.电场力做负功，重力不做功，动能减少，电势能增加,故选项A、C错误，选项B、D正确.,27.(2012江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是( )A.C和U均增大 B.C增大，U减小C.C减小，U增大 D.C和U均减小【解析】选B.由 知，S和d不变，插入电介质时，增大，电容增大，由 可知：Q不变时，C增大，则两板间的电势差U一定减小，答案选B.,28.(2011大纲版全国卷)通常一次闪电过程历时约0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅4080 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据，下列判断正确的是( ),A.闪电电流的瞬时值可达到1105 AB整个闪电过程的平均功率约为11014 W C闪电前云地间的电场强度约为1106 V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6106 J,【解析】选A、C.在60 s的短暂时间内的平均电流就可以当做瞬时电流 所以A正确；第一个闪击过程中的平均功率 因为题目中告诉整个闪电过程的时间是0.2 s0.3 s 而不是60 s.故整个闪电过程的平均功率不等于第一个闪击过程中的平均功率，所以B错误；闪电前电场强度为C正确；由于电荷转移主要发生在第一个闪击过程中，整个闪电过程向外释放的能量大约是W=qU=6109 J，所以D错误.,29.(2011安徽高考)如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( ),【解析】选B.画出带电粒子速度时间图象，根据v-t图象中的“面积”研究各时刻开始的带电粒子的运动情况，A选项可画出T/8时刻开始的运动图象，如图甲,由图知在一个周期内粒子运动的总面积为正，即粒子向B板靠近，最终会打到B板上,A选项错；B选项可画出5T/8时刻,A. B. C. D.,开始的运动图象，如图乙,由图知在一个周期内粒子运动的总面积为负，即粒子向A板靠近，最终会打到A板上,B选项对；C选项可画出7T/8时刻开始的运动图象，同理知在一个周期内粒子运动的总面积为正，即粒子向B板靠近，最终会打到B板上，C选项错；同理D选项错.,30.(2010重庆高考)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板.对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动.在P、Q间距增大过程中( ),A.P、Q构成的电容器的电容增大B.P上电荷量保持不变C.M点的电势比N点的低D.M点的电势比N点的高【解析】选D.电容式话筒与电源串联，电压保持不变.在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式 得电容减小，又根据电容定义式 得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高，故只有D正确.,电场中的力学综合应用 高考指数:31.(2012四川高考)如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角= 37，半径r=2.5 m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2105 N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场.质量m=510-2 kg、电荷量q=+1 10-6 C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左,滑行，在C点以速度v0=3 m/s冲上斜轨.以小物体通过C点时为计时起点，0.1 s以后，场强大小不变，方向反向.已知斜轨与小物体间的动摩擦因数=0.25.设小物体的电荷量保持不变，取g=10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8.(1)求弹簧枪对小物体所做的功；(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度.,【解析】(1)设弹簧枪对小物体做的功为W，由动能定理得 代入数据得W=0.475 J (2)取沿平直斜轨向上为正方向.设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1，由牛顿第二定律得-mgsin-(mgcos+qE)=ma1 ,小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1 s后，速度达到v1，有v1=v0+a1t1 由可知v1=2.1 m/s，设运动的位移为s1，有 电场力反向后，设小物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得-mgsin-(mgcos-qE)=ma2 设小物体以此加速度运动到速度为0，运动的时间为t2，位移为s2，有,0=v1+a2t2 设CP的长度为s，有s=s1+s2 联立相关方程，代入数据解得s=0.57 m 答案：(1)0.475 J (2)0.57 m,电荷守恒、库仑定律1.电荷守恒定律和元电荷(1)电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变(2)比荷：带电粒子的电荷量与粒子的质量之比，叫做该粒子的比荷,(3)元电荷：是世界上最小的电量，任何带电体的电量都是元电荷的整数倍，元电荷是质子或电子所带的电量，即e=1.60 10-19 C.(4)物体带电的方式和实质:带电方式：摩擦起电、接触起电和感应起电.带电实质：物体带电的实质是电荷的转移.,2.库仑定律(1)内容：在真空中两个静止点电荷间作用力跟它们的电量乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.(2)表达式： 式中k表示静电力常量，k=9.0109