高三物理一輪復(fù)習(xí)課件（人教版）：電場的力的性質(zhì)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第2節(jié)電場的力的性質(zhì) 考點1 用疊加原理求電場強度和電場力 例1 如圖6 2 1所示 兩等量異號的點電荷相距為2a M與兩點電荷共線 N位于兩點電荷連線的中垂線上 兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L 且L a 略去 a L n n 2 項的貢獻(xiàn) 則兩點電荷的合電場在M和N點的強度 A 大小之比為2 方向相反B 大小之比為1 方向相反C 大小均與a成正比 方向相反D 大小均與L的平方成反比 方向相互垂直 圖6 2 1 切入點 點電荷的場強公式 電場強度的疊加原理 答案 AC點評 求多個點電荷形成的電場 關(guān)鍵在于明確每個點電荷單獨在該點形成的電場的大小和方向 再應(yīng)用矢量合成的方法求合場強 本題對三角函數(shù) 矢量合成 高階小量的忽略等 數(shù)學(xué)運算要求較高 運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題是高考的基本要求之一 要強化這方面的訓(xùn)練 考點2 電場線與電場強度 電勢差的綜合應(yīng)用 例2 如圖6 2 2所示 一電場的電場線分布關(guān)于y軸 沿豎直方向 對稱 O M N是y軸上的三個點 且OM MN P點在y軸的右側(cè) MP ON 則 A M點的電勢比P點的電勢高B 將負(fù)電荷由O點移動到P點 電場力做正功C M N兩點間的電勢差大于O M兩點間的電勢差D 在O點靜止釋放一帶正電粒子 該粒子將沿y軸做直線運動 圖6 2 2 切入點 電場線與電場強度 電勢 等勢線的關(guān)系 解析 由圖和幾何關(guān)系可知M和P兩點處在不同等勢線上而且有 M P A對 將負(fù)電荷由O點移到P點要克服電場力做功 即電場力做負(fù)功 B錯 根據(jù) O到M的平均電場強度大于M到N的平均電場強度 所以有UOM UMN C錯 從O點釋放帶正電粒子后 電場力做正功 該粒子將沿y軸做加速直線運動 答案 AD點評 本題考查電場線 電場強度 電勢 等勢線以及帶電粒子在電場中的運動 題型一 求帶電體產(chǎn)生的場強 例3 如圖6 2 3所示 均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q 半徑為R 圓心為O P為垂直于圓環(huán)平面的對稱軸上的一點 OP L 求P點的場強 圖6 2 3 點評 任何帶電體分割成許多足夠小的部分之后 每個足夠小的部分就可以視為點電荷 求出每個點電荷的電場 再根據(jù)電場疊加原理就可以求出帶電體產(chǎn)生的合場強 這種把帶電體分割成點電荷的方法 就是前面力學(xué)中常用的 微元法 題型二 帶電體在勻強電場中的運動 例4 如圖6 2 4甲 在水平地面上固定一傾角為 的光滑絕緣斜面 斜面處于電場強度大小為E 方向沿斜面向下的勻強電場中 一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端 整根彈簧處于自然狀態(tài) 一質(zhì)量為m 帶電量為q q 0 的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放 滑塊在運動過程中電量保持不變 設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機械能損失 彈簧始終處在彈性限度內(nèi) 重力加速度大小為g 1 求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時間t1 2 若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為vm 求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm的過程中彈簧的彈力所做的功W 圖6 2 4 3 從滑塊靜止釋放瞬間開始計時 請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關(guān)系v t圖象 圖中橫坐標(biāo)軸上的t1 t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸 第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時刻 縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時刻的速度大小 vm是題中所指的物理量 本小題不要求寫出計算過程 3 如圖 點評 在考慮電場力 電場力做功之后 此類問題就轉(zhuǎn)化為一個力學(xué)綜合問題 分析方法與力學(xué)綜合問題的分析方法相同 1 2011 全國 一帶負(fù)電荷的質(zhì)點 在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c 已知質(zhì)點的速率是遞減的 關(guān)于b點電場強度E的方向 下列圖示中可能正確的是 虛線是曲線在b點的切線 D 解析 根據(jù)負(fù)電荷受電場力方向與場強方向相反 結(jié)合曲線運動受力特點可知 電場力一定指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè) 可知選項A C錯誤 根據(jù)質(zhì)點速率遞減可知電場力方向一定與速度方向即曲線的切線方向成鈍角 可知選項D正確 選項B錯誤 2 2011 上海 電場線分布如圖6 2 5所示 電場中a b兩點的電場強度大小分別為已知Ea和Eb 電勢分別為 a和 b 則 A Ea Eb a bB Ea Eb a bD Ea Eb a b 圖6 2 5 C 解析 本題考查靜電場的性質(zhì)和特點 電場線的疏密表示電場的強弱 沿電場線方向電勢逐漸降低 C項正確 3 2010 全國卷 在雷雨云下沿豎直方向的電場強度約為104V m 已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落 取重力加速度大小為10m s2 水的密度為103kg m3 這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為 A 2 10 9CB 4 10 9CC 6 10 9CD 8 10 9C B 圖6 2 6 D 4 如圖6 2 6 A B兩點各放一電荷量均為Q的等量異種電荷 有一豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿在兩電荷連線的垂直平分線上 a b c是桿上的三點 且ab bc l b c關(guān)于兩電荷連線對稱 質(zhì)量為m 帶正電荷q的小環(huán)套在細(xì)桿上 自a點由靜止釋放 則 A 小環(huán)通過b點時速度為B 小環(huán)通過c點時速度為C 小環(huán)從b到c速度可能先減小后增大D 小環(huán)做勻加速直線運動 解析 中垂線上各點的合場強均為水平向右 與環(huán)的運動方向垂直不做功 故小環(huán)做自由落體運動 5 如圖6 2 7所示 A B C D E是半徑為r的圓周上等間距的五個點 在這些點上各固定一個點電荷 除A點處的電荷量為 q外 其余各點處的電荷量均為 q 則圓心O處 圖6 2 7 C 解析 在A處放一個 q的點電荷與在A處同時放一個 q和 2q的點電荷的效果相當(dāng) 因此可以認(rèn)為O處的場是5個 q和一個 2q的點電荷產(chǎn)生的場合成的 5個 q處于對稱位置上 在圓心O處產(chǎn)生的合場強為0 所以O(shè)點的場強相當(dāng)于 2q在O處產(chǎn)生的場強 故選C 6 在場強為E的勻強電場中 取O點為圓心 r為半徑作一圓周 在O點固定一電荷量為 Q的點電荷 a b c d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點 當(dāng)把一檢驗電荷 q放在d點時恰好平衡 如圖6 2 8所示 重力忽略不計 1 勻強電場場強E的大小 方向如何 2 檢驗電荷 q放在點c時 受力Fc的大小 方向如何 圖6 2 8 解析 由題意知 檢驗電荷是處在勻強電場和點電荷 Q產(chǎn)生的電場所組成的疊加場中 因此要求檢驗電荷在電場中某點所受的電場力 首先應(yīng)確定該點的合場強 要確定合場強 就需要求勻強電場的場強 而題目已經(jīng)告訴當(dāng)檢驗電荷處在d點時恰好平衡 這恰恰是兩電場共同作用的結(jié)果 據(jù)此則問題可解 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全