电场力的性质复习训练.docx

第1讲电场力的性质过好双基关回扣基础知识训练基础题目一、电荷电荷守恒定律.元电荷、点电荷元电荷：=1.60X10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型.1 .电荷守恒定律内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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)三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电.(3)带电实质：物体得失电子.(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷, 若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和,余下的电荷再平分.【自测1】如图1所示，两个不带电的导体A和b 用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触.把一带正电荷的物 体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开()A.此时A带正电，B带负电B.此时A带正电，5带正电c (矛1 qC.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合1(D.先把A和8分开，然后移去C,贴在A、8下部的金属箔都闭合二、 库仑定律1 .内容真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比， 作用力的方向在它们的连线上.2 .表达式F= 壁,式中=9.0X109 Nm2/C2,叫做静电力常量.3 .适用条件真空中的静止点电荷.在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式.当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷.4 .库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.10.（2019广东“六校”第三次联考）如图8,通过绝缘轻绳将质量均为根的三个小球A、B、C连接在一起并 悬于。点，其中A、8球带电，且带电荷量均为+/。球不带电.整个空间存在方向竖直向下的匀强电场，场强大小为E=器当把Q4段细线剪断的瞬间（ qA. A球的加速度小于2g5球的加速度大于2gIB. A球和3球之间的绳子拉力为0B球和C球之间的绳子拉力为011.（多选）（2019福建三明市期末质量检测）如图9所示，已知带电小球人B的电荷量分别为©1、Qb, A球 固定，3球用长为L的绝缘丝线悬挂在。点，静止时A、3相距为“若A球电荷量保持不变，8球缓慢漏 电，不计两小球半径，则下列说法正确的是（）A.丝线对3球的拉力逐渐变大,B. A球对B球的库仑力逐渐变小C.当A3间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的I JyD.当A3间距离减为净寸，8球的电荷量减小为原来的妥八.如图10所示，一电荷量为+ Q的均匀带电细棒，在过中点。垂直于细棒的直线上有a、b、d三点、,且仍 = bc=cd=L,在。点处有一电荷量为+孝的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为 （左为静电力常量X ）图1012 .如图11所示，质量为2的小球A穿在光滑绝缘细杆上，杆的倾角为a,小球A带正电（可视为点电荷）， 电荷量为4在杆上3点处固定一个电荷量为。的正点电荷.将A由距3竖直高度为“处无初速度释放，小 球A下滑过程中电荷量不变.整个装置处在真空中，已知静电力常量攵和重力加速度g.求：（1）A球刚释放时的加速度是多大；当A球的动能最大时，A球与B点间的距离.【判断正误】（1）由库仑定律公式b=岁可知，当厂一0时，歹为无穷大.（ 两个带电体之间的库仑力是一对相互作用力，大小相等，方向相反.（）库仑定律是通过实验总结出的规律.（）三、电场、电场强度.电场定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质；（2）基本性质：对放入其中的电荷有力的作用.1 .电场强度定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力厂与它的电荷量q的比值.（2）定义式：£=-；单位：N/C或V/m. q矢量性：规定正电苞在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.2 .点电荷的电场：真空中距场源电荷。为处的场强大小为£=瑶.【自测21如图2所示，电荷量为q和伙的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处 的电场强度为零，且尸氏=2R0.则（）/夕2O0PR QA. q=2q?B. q=4q2C. qi = -2夕2D. qi = -412四、电场线的特点.电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.1 .电场线在电场中不相交.2 .在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏.【自测3】两个带电荷量分别为。2的质点周围的电场线如图3所示，由图可知（）A.两质点带异号电荷，且B.两质点带异号电荷，且0<02C.两质点带同号电荷，且。1>。2D.两质点带同号电荷，且研透命题点 细研考纲和真题分析突破命题点基础考点/自主幅虚命题点一库仑定律的理解和应用1 .库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.2 .对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，广为球心间的距离.3 .对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图4所示.（1）同种电荷：产心罟；（2）异种电荷：尸畔.4.不能根据公式错误地认为厂一0时，库仑力尸一8,因为当厂一0时，两个带电体已不能看做点电荷了.【例1】（2018全国卷I16）如图5,三个固定的带电小球、匕和c,相互间的距离分别为必=5 cm, hc=3 cm, m=4 cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于。、匕的连线,设小球纵所带电荷量的比值的绝对值为k,则（）A.。、b的电荷同号，攵=与B. 、b的电荷异号，攵=郎 y64c.。、匕的电荷同号，攵=行64D. a、匕的电荷异号，攵=于7L /【变式1】（2019湖北宜昌市元月调考）如图6所示，在边长为/的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中。和/?电荷量均为+q, c和d电荷量均为一%则a电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小是（）A 0反 应高考热点/:井透赢高考热点/:井透赢命题点二库仑力作用下的平衡问题1 .解题思路涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体 步骤如下：确定研究对象U 一受力分析。列平衡方程X可以根据问题需要,选择“整体法”或“隔离法”3多了电场力（尸=勺詈或F=qE）X尸合=0或匕=0、Fy=。2 .特别提醒注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向.【例2】（2019安徽宣城市第二次模拟）如图7,光滑绝缘圆环竖直放置，。、b、。为三个套在圆环上可自由 滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，连线与竖直方向成60。角，从连线与竖直方向成30。 角，三个小球均处于静止状态.下列说法正确的是（）A.小球、/7、c带同种电荷B.小球。带异种电荷I 1c.小球、力电荷量之比为手D.小球、匕电荷量之比为年【变式2】（2019全国卷I15）如图8,空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同 的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（）A.尸和。都带正电荷P和。都带负电荷B. P带正电荷，。带负电荷'二P带负电荷，Q带正电荷【变式3】（2019福建南平市第二次综合质检）如图9所示，倾角为。的光滑绝缘斜面固定在水平面上.为了 使质量为m,带电荷量为+q的小球静止在斜面上，可加一平行纸面的匀强电场（未画出），贝1）（）A.电场强度的最小值为£=侬誓qB.若电场强度£=管，则电场强度方向一定竖直向上 qc.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大D.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度先减小后增大能力考点/师生丽命题点三库仑力作用下的变速运动问题【例3】（多选）（2020.广东汕头市教学质量监测）质量均为z的三个带电小球A、B、。用三根长度均为/的绝 缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为十用在。球上施加一个水平向右的恒力厂之 后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，尸的作用线的反向延长线与A、8间的丝线 相交于丝线的中点，如图10所示.已知静电力常量为匕下列说法正确的是（）A. B球的电荷量可能为+2qC球的电荷量为-2gC.三个小球一起运动的加速度大小为隼D.恒力厂的大小为专史【变式4】（多选）（2019 安徽蚌埠市第三次质量检测）如图11所示，带电小球甲固定在光滑的水平绝缘桌面上， 在桌面上距甲一定距离有另一个带电小球乙，乙在桌面上运动，甲、乙均可视为质点.某时刻乙的速度沿垂 直于甲、乙的连线方向，则（）甲乙°TA.若甲、乙带同种电荷，以后乙一定做速度变大的曲线运动B.若甲、乙带同种电荷，以后乙一定做加速度变大的曲线运动C.若甲、乙带异种电荷，以后乙可能做匀速圆周运动D.若甲、乙带异种电荷，以后乙可能做加速度和速度都变小的曲线运动高考热点/并透薪命题点四电场强度的理解和计算类型1点电荷电场强度的叠加及计算L%场强度的性质（1）矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向；唯一性：电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷无关，它决定于形 成电场的电荷（场源电荷）及空间位置；叠加性：如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在 该点所产生的场强的矢量和.2 .三个计算公式一一公式适用条件说明定义式q任何电场某点的场强为确定值， 大小及方向与q无关决定式“在真空中点电荷的电场E由场源电荷。和场源 电荷到某点的距离决定关系式匕d匀强电场d是沿电场方向的距离3 .等量同种和异种点电荷的电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图11 连线中点。处的场强连线上。点场强最小，指 向负电荷一方为零连线上的场强大小（从左到右）沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿连线的中垂场线由。点向 外强大小0点最大，向外逐渐变小。点最小，向外先变大后变 小关于。点对称的A与A' , B 与V的场强等大同向等大反向E .4. 0【例4】如图12所示，E、F G、”为矩形A8CO各边的中点，0为EG、”/的交点，A3边的长度为。石、 G两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为。的负点电荷置于”点时，/点处的电场强度恰好为零.若 将H点的负电荷移到。点"则方点处场强的大小和方向为（静电力常量为左）（）A,*H-行-FDGC图12A.,方向向右B.,方向向左C.,方向向右D.,方向向左【变式5】如图13所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为。，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形 边长为4,则正方形两条对角线交点处的电场强度（）996a.大小为生俘Q,方向竖直向上 B.大小为"g'Q,方向竖直向上 c.大小为空磬，方向竖直向下D.大小为方向竖直向下 类型2非点电荷电场强度的叠加及计算1 .等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景.例如：一个点电荷+乡与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图14甲、 乙所示.乙【例5】一无限大接地导体板前面放有一点电荷+ Q,它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板存在的情况下，由点电荷+ Q与其像电荷一Q共同激发产生的.像电荷一Q的位置就是把导体板当作平面 镜时，电荷+ Q在此镜中的像点位置.如图15所示，已知+ Q所在位置P点到金属板的距离为a为。的中点，是边长为L的正方形，其中而边平行于加乂则（）乂a点的电场强度大小为E=4底i :pa点的电场强度大小大于h点的电场强度大小+Qa odA. b点的电场强度和c点的电场强度相同一正点电荷从。点经仄C运动到d点的过程中电势能的变化量为零N匚m2 .对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化.3例如：如图16所示，均匀带电的方求壳在。点产生的场强，等效为弧3c产生的场强,弧3C产生的场强方向，又等效为弧的中点M在0点产生的场强方向.【例61（2019四川成都市第二次诊断）如图17所示，边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒.每根细棒均匀带上正电.现将电荷量为+ Q的点电荷置于中点，此时正 六边形几何中心O点的场强为零.若移走+ Q及AB边上的细棒，则O点电场强度大小为/为静电力常量， 不考虑绝缘棒及+ Q之间的相互影响）（）A 匐 修2小二4y3kQ/A r b-3L2 C. 3U 3L2/<0. c3.填补法S将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍.【例7】（多选）（2019云南大姚县一中一模）已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势处处相等.如图 18所示，正电荷均匀分布在半球面上，Ox为通过半球顶点与球心。的轴线，48为轴上的点，且AO=OB,则下列判断正确的是（）A. A、3两点的电势相等A、8两点的电场强度相同C.点电荷从A点移动到3点，电场力一定做正功课时精练课时精练1限时训练 练规范练速度D.同一个负电荷放在3点比放在A点的电势能大g双基巩固练.如图1所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，由静止同时释放，则两 个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是（）A BA.速度变大，加速度变大 B.速度变小，加速度变小O O C.速度变大，加速度变小D.速度变小，加速度变大.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的带电荷 量为+/ 球2的带电荷量为+的，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£ 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，此时球1、2之间作用力的大小仍为R方 向不变.由此可知（）A. n=3 B. =4 C. = 5 D. n=63.（多选）在电场中的某点A放一电荷量为+q的试探电荷，它所受到的电场力大小为尸，方向水平向右，则A点的场强大小&=£方向水平向右.下列说法正确的是（） qA.在A点放置一个电荷量为一q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B.在A点放置一个电荷量为+ 24的试探电荷，则A点的场强变为2日C.在A点放置一个电荷量为一q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左D.在A点放置一个电荷量为+ 2q的试探电荷，它所受的电场力为2月.（多选）在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图2中实线所示.一初速 度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动，到。点时，突然受到一个外加的水平恒力尸作用而继续运4 .如图3所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A-0-8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+QB-QD.先变小后变大,方向水平向右电场强度大小为E坐标电场强度大小为E坐标5 .如图4, xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场（图中未画出）, 系上的A、B、。三点构成边长为L的等边三角形.若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点,C点处的电场强度恰好为零.则A处的点电荷在。点产生的电场强度大小为（）A. E6 .如图5所示，一个绝缘圆环，当它的9段均匀带电且电荷量为+q时，圆心。处的电场强度大小为£，现 使半圆A8C均匀带电+ 2/而另一半圆ADC均匀带电一2/则圆心。处电场强度的大小和方向为（）2吸E,方向由。指向。A. 4E,方向由。指向。B. 2吸E,方向由。指向30g综合提升练8.（2019广东广州市4月综合测试）如图6,在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球、b和。分别固定于正 三角形顶点上.已知。、h带电荷量均为+q, c带电荷量为一q,则（）A. ab连线中点场强为零"Q。 /B.三角形中心处场强为零/ /C. a所受库仑力方向垂直于ab连线D.。、A c所受库仑力大小之比为1 ： 1 ：小9.（2019浙江诸暨市模拟）如图7所示，A和8均可视为点电荷，A固定在绝缘支架上，3通过绝缘轻质细线连接在天花板上，由于二者之间库仑力的作用，细线与水平方向成30。角.A、8均带正电，电荷量分别 为Q、/A、3处于同一高度，二者之间的距离为L已知静电力常量为我,重力加速度为g.则3的质量为()A筮小kQqC gL2Bg小kQq D 3gL27777777