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第1章靜電場(chǎng)第01節(jié)電荷及其守恒定律知能準(zhǔn)備1自然界中存在兩種電荷,即電荷和電荷2物體的帶電方式有三種(1)摩擦起電兩個(gè)不同的物體相互摩擦,失去電子的帶電,獲得電子的帶電(2)感應(yīng)起電導(dǎo)體接近(不接觸)帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體一端帶上與帶電體相的電荷,而另一端帶上與帶電體相的電荷(3)接觸起電不帶電物體接觸另一個(gè)帶電物體,使帶電體上的轉(zhuǎn)移到不帶電的物體上完全相同的兩只帶電金屬小球接觸時(shí),電荷量分配規(guī)律兩球帶異種電荷的先中和后平均分配;原來(lái)兩球帶同種電荷的總電荷量平均分配在兩球上3電荷守恒定律電荷既不能,也不能,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體;或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量4元電荷(基本電荷)電子和質(zhì)子所帶等量的異種電荷,電荷量E1601019C實(shí)驗(yàn)指出,所有帶電體的電荷量或者等于電荷量E,或者是電荷量E的整數(shù)倍因此,電荷量E稱(chēng)為元電荷電荷量E的數(shù)值最早由美國(guó)科學(xué)家用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的5比荷帶電粒子的電荷量和質(zhì)量的比值電子的比荷為MQKGCE/1076同步導(dǎo)學(xué)1物體帶電的過(guò)程叫做起電,任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移,而不是創(chuàng)造電荷2在同一隔離系統(tǒng)中正、負(fù)電荷量的代數(shù)和總量不變例1關(guān)于物體的帶電荷量,以下說(shuō)法中正確的是()A物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)B物體所帶的電荷量只能是某些特定值C物體帶電160109C,這是因?yàn)樵撐矬w失去了101010個(gè)電子D物體帶電荷量的最小值為161019C解析物體帶電的原因是電子的得、失而引起的,物體帶電荷量一定為E的整數(shù)倍,故A錯(cuò),B、C、D正確如圖111所示,將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,下述幾種方法中能使兩球都帶電的是()A先把兩球分開(kāi),再移走棒B先移走棒,再把兩球分開(kāi)C先將棒接觸一下其中的一個(gè)球,再把兩球分開(kāi)D棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電甲乙圖111解析帶電棒移近導(dǎo)體球但不與導(dǎo)體球接觸,從而使導(dǎo)體球上的電荷重新分布,甲球左側(cè)感應(yīng)出正電荷,乙球右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,此時(shí)分開(kāi)甲、乙球,則甲、乙球上分別帶上等量的異種電荷,故A正確;如果先移走帶電棒,則甲、乙兩球上的電荷又恢復(fù)原狀,則兩球分開(kāi)后不顯電性,故B錯(cuò);如果先將棒接觸一下其中的一球,則甲、乙兩球會(huì)同時(shí)帶上和棒同性的電荷,故C正確可以采用感應(yīng)起電的方法使兩導(dǎo)體球帶電,而使棒的帶電荷量保持不變,故D錯(cuò)誤3“中性”和“中和”的區(qū)別“中性”和“中和”反映的是兩個(gè)完全不同的概念“中性”是指原子或物體所帶的正電荷和負(fù)電荷在數(shù)量上相等,對(duì)外不顯示電性,表現(xiàn)不帶電的狀態(tài)可見(jiàn),任何不帶電的物體,實(shí)際上其中都有等量的異種電荷“中和”是兩個(gè)帶等量(或不等量)的異種電荷的帶電體相接觸時(shí),由于正、負(fù)電荷間的吸引作用,電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移、抵消(或部分抵消),最后都達(dá)到中性(或單一的正、負(fù)電性)狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程同步檢測(cè)1、一切靜電現(xiàn)象都是由于物體上的引起的,人在地毯上行走時(shí)會(huì)帶上電,梳頭時(shí)會(huì)帶上電,脫外衣時(shí)也會(huì)帶上電等等,這些幾乎都是由引起的2用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒和用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒,都能吸引輕小物體,這是因?yàn)椋ǎ〢被摩擦過(guò)的玻璃棒和硬橡膠棒一定帶上了電荷B被摩擦過(guò)的玻璃棒和硬橡膠棒一定帶有同種電荷C被吸引的輕小物體一定是帶電體D被吸引的輕小物體可能不是帶電體3如圖112所示,在帶電Q的帶電體附近有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B,均放在絕緣支座上若先將Q移走,再把A、B分開(kāi),則A電,B電;若先將A、B分開(kāi),再移走Q,則A電,B電4同種電荷相互排斥,在斥力作用下,同種電荷有盡量的趨勢(shì),異種電荷相互吸引,而且在引力作用下有盡量的趨勢(shì)5一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器如圖113所示,當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬球B時(shí),驗(yàn)電器中金屬箔片的張角減小,則()A金屬球A可能不帶電B金屬球A一定帶正電C金屬球A可能帶負(fù)電D金屬球A一定帶負(fù)電6用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近已帶電的驗(yàn)電器時(shí),發(fā)現(xiàn)它的金屬箔片的張角減小,由此可判斷()A驗(yàn)電器所帶電荷量部分被中和AB圖112AB圖113B驗(yàn)電器所帶電荷量部分跑掉了C驗(yàn)電器一定帶正電D驗(yàn)電器一定帶負(fù)電7以下關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的說(shuō)法中正確的是A摩擦起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移,感應(yīng)起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷B摩擦起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷,感應(yīng)起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移C摩擦起電的兩摩擦物體必定是絕緣體,而感應(yīng)起電的物體必定是導(dǎo)體D不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電,都是電荷的轉(zhuǎn)移8現(xiàn)有一個(gè)帶負(fù)電的電荷A,和一個(gè)能拆分的導(dǎo)體B,沒(méi)有其他的導(dǎo)體可供利用,你如何能使導(dǎo)體B帶上正電9帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的A241019CB641019CC161018CD401017C10有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C,其中小球A帶有20105C的正電荷,小球B、C不帶電現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開(kāi),最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi),最終三球的帶電荷量分別為QA,QB,QC綜合評(píng)價(jià)1對(duì)于摩擦起電現(xiàn)象,下列說(shuō)法中正確的是A摩擦起電是用摩擦的方法將其他物質(zhì)變成了電荷B摩擦起電是通過(guò)摩擦將一個(gè)物體中的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C通過(guò)摩擦起電的兩個(gè)原來(lái)不帶電的物體,一定帶有等量異種電荷D通過(guò)摩擦起電的兩個(gè)原來(lái)不帶電的物體,可能帶有同種電荷2如圖114所示,當(dāng)將帶正電的球C移近不帶電的枕形絕緣金屬導(dǎo)體AB時(shí),枕形導(dǎo)體上的電荷移動(dòng)情況是A枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B端移動(dòng),負(fù)電荷不移動(dòng)B枕形金屬導(dǎo)體中的帶負(fù)電的電子向A端移動(dòng),正電荷不移動(dòng)C枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)D枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)圖1143關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說(shuō)法中正確的是A摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造電荷B摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D感應(yīng)起電說(shuō)明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體上去了4如圖115所示,用帶正電的絕緣棒A去靠近原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器B,B的金屬箔片張開(kāi),這時(shí)金屬箔片帶電;若在帶電棒離開(kāi)前,用手摸一下驗(yàn)電器的小球后離開(kāi),然后移開(kāi)A,這時(shí)B的金屬箔片也能張開(kāi),它帶電圖1CABAB155絕緣細(xì)線上端固定,下端懸掛一輕質(zhì)小球A,A的表面鍍有鋁膜在A的近旁有一底座絕緣金屬球B,開(kāi)始時(shí)A、B都不帶電,如圖116所示,現(xiàn)使B帶電,則AAB之間不發(fā)生相互作用BB將吸引A,吸在一起不放開(kāi)CB立即把A排斥開(kāi)DB先吸引A,接觸后又把A排斥開(kāi)圖11665個(gè)元電荷的電荷量是C,16C電荷量等于個(gè)元電荷的電荷量7有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬球A、B,分別帶有電荷量Q64C,Q32A90BC,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過(guò)程中,電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移多少庫(kù)侖此后,小球910A、B各帶電多少庫(kù)侖8有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C,其中小球A帶有3103C的正電荷,小球B帶有2103C的負(fù)電荷,小球C不帶電先將小球C與小球A接觸后分開(kāi),再將小球B與小球C接觸然后分開(kāi),試求這時(shí)三球的帶電荷量分別為多少第一章靜電場(chǎng)第一節(jié)電荷及其守恒定律知能準(zhǔn)備答案1正負(fù)2(1)正負(fù)(2)異同(3)一部分電荷3創(chuàng)造消失保持不變同步檢測(cè)答案1帶電摩擦2AD3不帶不帶負(fù)正4遠(yuǎn)離靠近5AC6C7D8電荷A靠近導(dǎo)體B時(shí),把B先拆分開(kāi)后把電荷A移走,導(dǎo)體B靠近電荷A的一端帶正電9A105106C75106C75106C綜合評(píng)價(jià)答案1BC2B3B4正負(fù)5D681019C10207148109C216109C16109C815103C25104C25104C同步導(dǎo)學(xué)第1章靜電場(chǎng)第02節(jié)庫(kù)侖定律知能準(zhǔn)備1點(diǎn)電荷無(wú)大小、無(wú)形狀、且有電荷量的一個(gè)點(diǎn)叫它是一個(gè)理想化的模型2庫(kù)侖定律的內(nèi)容真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力跟它們電荷量的成正比,跟它們的距離的成反比,作用力的方向在它們的3庫(kù)侖定律的表達(dá)式F;21RQK其中Q、Q表示兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量,R表示它們的距離,K為比例系數(shù),也叫靜電力常量,12K9010NM/C92同步導(dǎo)學(xué)1點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型實(shí)際問(wèn)題中,只有當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們自身的線度以至于帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),帶電體方可視為點(diǎn)電荷一個(gè)帶電體能否被視為點(diǎn)電荷,取決于自身的幾何形狀與帶電體之間的距離的比較,與帶電體的大小無(wú)關(guān)2庫(kù)侖定律的適用范圍真空中(干燥的空氣也可)的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用,也可適用于兩個(gè)均勻帶電的介質(zhì)球,不能用于不能視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)導(dǎo)體球例1半徑為R的兩個(gè)相同金屬球,兩球心相距為L(zhǎng)L3R,它們所帶電荷量的絕對(duì)值均為Q,則它們之間相互作用的靜電力FA帶同種電荷時(shí),FB帶異種電荷時(shí),F2LQK2LQKC不論帶何種電荷,FD以上各項(xiàng)均不正確2解析應(yīng)用庫(kù)侖定律解題時(shí),首先要明確其條件和各物理量之間的關(guān)系當(dāng)兩帶電金屬球靠得較近時(shí),由于同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引,兩球所帶電荷的“中心”偏離球心,在計(jì)算其靜電力F時(shí),就不能用兩球心間的距離L來(lái)計(jì)算若兩球帶同種電荷,兩球帶電“中心”之間的距離大于L,如圖121(A)所示,圖121圖122則F,故A選項(xiàng)是對(duì)的,同理B選項(xiàng)也是正確的2LQK3庫(kù)侖力是矢量在利用庫(kù)侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí),常先用電荷量的絕對(duì)值代入公式進(jìn)行計(jì)算,求得庫(kù)侖力的大小;然后根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸來(lái)確定庫(kù)侖力的方向4系統(tǒng)中有多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí),任意兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力都遵從庫(kù)侖定律,計(jì)算多個(gè)電荷對(duì)某一電荷的作用力應(yīng)先分別計(jì)算每個(gè)電荷對(duì)它的庫(kù)侖力,然后再用力的平行四邊形定則求其矢量和例2如圖122所示,三個(gè)完全相同的金屬球A、B、C位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上A和C帶正電,B帶負(fù)電,A所帶電荷量的大小比B的小已知C受到A和B的靜電力的合力可用圖中有向線段中的一條來(lái)表示,它應(yīng)是AF1BF2CF3DF4解析根據(jù)“同電相斥、異電相吸”的規(guī)律,確定電荷C受到A和B的庫(kù)侖力方向,考慮A的帶電荷量大于B的帶電荷量,因?yàn)镕大于F,F(xiàn)與F的合力只能是F,故選項(xiàng)BBAB2正確例2兩個(gè)大小相同的小球帶有同種電荷(可看作點(diǎn)電荷),質(zhì)量分別為M和M,帶電荷12量分別是Q和Q,用絕緣線懸掛后,因靜電力而使兩懸線張開(kāi),分別與鉛垂線方向成夾角12和,且兩球同處一水平線上,如圖123所示,若,則下述結(jié)論正確的是1212AQ一定等于QB一定滿(mǎn)足Q/MQ/M12CM一定等于M1D必須同時(shí)滿(mǎn)足QQ,MM12圖123解析兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài),故可用平衡條件去分析小球M受到F、F、MG三個(gè)力作11用,建立水平和豎直方向建立直角坐標(biāo)系如圖124所示,此時(shí)只需分解F由平衡條件得0SIN121FRQK0COS11GMF所以同理,對(duì)M分析得圖12421RQKT2212GRMQKT因?yàn)?,所以,所以可?jiàn),只要MM,不管Q、Q如何,212TG211212都等于所以,正確答案是C討論如果MM,與的關(guān)系怎樣如果MM時(shí),121212125庫(kù)侖定律給出了兩個(gè)點(diǎn)電荷作用力的大小及方向,庫(kù)侖力畢竟也是一種力,同樣遵從力的合成和分解法則,遵從牛頓定律等力學(xué)基本規(guī)律動(dòng)能定理,動(dòng)量守恒定律,共點(diǎn)力的平衡等力學(xué)知識(shí)和方法,在本章中一樣使用這就是電學(xué)問(wèn)題,力學(xué)方法例3A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷,相距40CM,電荷量分別為Q和Q,且Q9Q,都是正電荷;現(xiàn)1212引入點(diǎn)電荷C,這時(shí)A、B、C三個(gè)電荷都恰好處于平衡狀態(tài)試問(wèn)點(diǎn)電荷C的性質(zhì)是什么電荷量多大它放在什么地方解析點(diǎn)電荷C應(yīng)為負(fù)電荷,否則三個(gè)正電荷相互排斥,永遠(yuǎn)不可能平衡由于每一個(gè)電荷都受另外兩個(gè)電荷的作用,三個(gè)點(diǎn)電荷只有處在同一條直線上,且C在A、B之間才有可能都平衡設(shè)C與A相距X,則C、B相距04X,如點(diǎn)電荷C的電荷量為Q,根據(jù)二力平衡原理3可列平衡方程A平衡B平衡C平衡2140QK231X402321XKQ231XQK23XK顯見(jiàn),上述三個(gè)方程實(shí)際上只有兩個(gè)是獨(dú)立的,解這些方程,可得有意義的解X30CM所以C在A、B連線上,與A相距30CM,與B相距10CMQ,即QQQ1Q、Q為正電荷,Q為負(fù)電荷3126923916123例4有三個(gè)完全相同的金屬球A、B、C,A帶電荷量7Q,B帶電荷量Q,C不帶電將A、B固定,然后讓C反復(fù)與A、B接觸,最后移走C球問(wèn)A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍解析C球反復(fù)與A、B球接觸,最后三個(gè)球帶相同的電荷量,其電荷量為Q2Q37QA、B球間原先的相互作用力大小為F/72221RKQRKRQA、B球間最后的相互作用力大小為FKQQ/R12/4即F4F7所以A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的47點(diǎn)評(píng)此題考查了中和、接觸起電及電荷守恒定律、庫(kù)侖定律等內(nèi)容利用庫(kù)侖定律討論電荷間的相互作用力時(shí),通常不帶電荷的正、負(fù)號(hào),力的方向根據(jù)“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”來(lái)判斷如圖125所示在光滑絕緣的水平面上的A、B兩點(diǎn)分別放置質(zhì)量為M和2M的兩個(gè)點(diǎn)電荷Q和Q將兩個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)釋放,已知?jiǎng)傖尫艜r(shí)Q的加速度為A,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后ABA兩電荷未相遇,Q的加速度也為A,且此時(shí)Q的速度大小為V,問(wèn)B1此時(shí)Q的速度和加速度各多大A2這段時(shí)間內(nèi)Q和Q構(gòu)成的系統(tǒng)增加了多少動(dòng)能B解析題目雖未說(shuō)明電荷的電性,但可以肯定的是兩點(diǎn)電荷間的作用力總是等大反向的牛頓第三定律兩點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)加速度增大對(duì)Q和Q構(gòu)成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),庫(kù)AB侖力是內(nèi)力,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量是守恒的M2M圖13151剛釋放時(shí)它們之間的作用力大小為F,則FMA當(dāng)Q的加速度為A時(shí),作用11B力大小為F,則F2MA此時(shí)Q的加速度A方向與A相同2A22設(shè)此時(shí)Q的速度大小為V,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有MV2MV,解得V2V,方向與AAAAV相反2系統(tǒng)增加的動(dòng)能E3MKAKB21A226庫(kù)侖定律表明,庫(kù)侖力與距離是平方反比定律,這與萬(wàn)有引力定律十分相似,目前尚不清楚兩者是否存在內(nèi)在聯(lián)系,但利用這一相似性,借助于類(lèi)比方法,人們完成了許多問(wèn)題的求解同步檢測(cè)1下列哪些帶電體可視為點(diǎn)電荷A電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷B在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)均勻帶電的絕緣球體可視為點(diǎn)電荷C帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點(diǎn)電荷D帶電的金屬球一定不能視為點(diǎn)電荷2對(duì)于庫(kù)侖定律,下面說(shuō)法正確的是A凡計(jì)算真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力,就可以使用公式F;21RQKB兩個(gè)帶電小球即使相距非常近,也能用庫(kù)侖定律C相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷,不論它們的電荷量是否相同,它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等D當(dāng)兩個(gè)半徑為R的帶電金屬球心相距為4R時(shí),對(duì)于它們之間相互作用的靜電力大小,只取決于它們各自所帶的電荷量3兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為D,相互作用力大小為F,保持兩點(diǎn)電荷的電荷量不變,改變它們之間的距離,使之相互作用力大小為4F,則兩點(diǎn)之間的距離應(yīng)是A4DB2DCD/2DD/44兩個(gè)直徑為D的帶正電的小球,當(dāng)它們相距100D時(shí)作用力為F,則當(dāng)它們相距為D時(shí)的作用力為AF100B10000FC100FD以上結(jié)論都不對(duì)5兩個(gè)帶正電的小球,放在光滑絕緣的水平板上,相隔一定的距離,若同時(shí)釋放兩球,它們的加速度之比將A保持不變B先增大后減小C增大D減小6兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球相距D,球的半徑比D小得多,分別帶Q和3Q的電荷量,相互作用的斥力為3F現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球接觸,然后分開(kāi),仍放回原處,則它們的相互斥力將變?yōu)锳OBFC3FD4F如圖126所示,大小可以不計(jì)的帶有同種電荷的小球A和B互相排斥,靜止時(shí)兩球位于同一水平面上,絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分別為和盧,且FCF,則造成的可能原因是AMMBMQDQQ121212126如圖1211所示,A、B兩帶正電小球在光滑絕緣的水平面上相向運(yùn)動(dòng)已知M2M,2,當(dāng)兩電荷相距最近時(shí),有ABV00VAA球的速度為,方向與相同BA球的速度為,方向與相反A0VACA球的速度為2,方向與相同DA球的速度為2,方向與相反V7真空中兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷A、B相距10CM,已知QA2010C,Q8010C,8B8現(xiàn)引入電荷C,電荷量QC4010C,則電荷C置于離ACM,離B8CM處時(shí),C電荷即可平衡;若改變電荷C的電荷量,仍置于上述位置,則電荷C的平衡狀態(tài)填不變或改變,若改變C的電性,仍置于上述位置,則C的平衡,若引入C后,電荷A、B、C均在庫(kù)侖力作用下平衡,則C電荷電性應(yīng)為,電荷量應(yīng)為C8如圖1212所示,兩相同金屬球放在光滑絕緣的水平面上,其中A球帶9Q的正電荷,B球帶Q的負(fù)電荷,由靜止開(kāi)始釋放,經(jīng)圖示位置時(shí),加速度大小均為A,然后發(fā)生碰撞,返回到圖示位置時(shí)的加速度均為9如圖1213所示,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬小球A、B質(zhì)量都是M、帶正電電圖1210圖1211圖1212圖1213荷量都是Q,連接小球的絕緣細(xì)線長(zhǎng)度都是,靜電力常量為K,重力加速度為G則連結(jié)LA、B的細(xì)線中的張力為多大連結(jié)O、A的細(xì)線中的張力為多大10如圖1214所示,一個(gè)掛在絲線下端的帶正電的小球B靜止在圖示位置固定的帶正電荷的A球電荷量為Q,B球質(zhì)量為M、電荷量為Q,30,A和B在同一水平線上,整個(gè)裝置處在真空中,求A、B兩球間的距離第二節(jié)庫(kù)侖定律知能準(zhǔn)備答案1點(diǎn)電荷2乘積平方連線上同步檢測(cè)答案1BC2AC3C4D5A6D7D89排斥力,21/3GLQK3810N1010C76綜合評(píng)價(jià)答案1C2D3A4A5B6A710/3,20/3,不變,不變,負(fù),8910816A/992MG10MGLQK2MGKQQ3同步導(dǎo)學(xué)第1章靜電場(chǎng)第03節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度知能準(zhǔn)備1物質(zhì)存在的兩種形式與2電場(chǎng)強(qiáng)度圖1214(1)電場(chǎng)明顯的特征之一是對(duì)場(chǎng)中其他電荷具有(2)放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量Q的叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度物理學(xué)中規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同(3)電場(chǎng)強(qiáng)度單位,符號(hào)另一單位,符號(hào)(4)如果1C的電荷在電場(chǎng)中的某點(diǎn)受到的靜電力是1N,這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就是3電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)場(chǎng)源點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的4電場(chǎng)線1電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線(或直線)曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向2電場(chǎng)線的特點(diǎn)電場(chǎng)線從正電荷(或無(wú)限遠(yuǎn)處)出發(fā),終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交,這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不可能有兩個(gè)方向在同一幅圖中,電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較,電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線較,因此可以用電場(chǎng)線的來(lái)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小5勻強(qiáng)電場(chǎng)如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小方向,這個(gè)電場(chǎng)就叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)同步導(dǎo)學(xué)1電場(chǎng)和電場(chǎng)的基本性質(zhì)場(chǎng)是物質(zhì)存在的又一種形態(tài)區(qū)別于分子、原子組成的實(shí)物,電場(chǎng)有其特殊的性質(zhì),如幾個(gè)電場(chǎng)可以同時(shí)“處于”某一空間,電場(chǎng)對(duì)處于其間的電荷有力的作用,電場(chǎng)具有能量等本章研究靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),稱(chēng)為靜電場(chǎng)學(xué)習(xí)有關(guān)靜電場(chǎng)的知識(shí)時(shí)應(yīng)該明確以下兩點(diǎn)(1)電荷的周?chē)嬖谥妶?chǎng),靜止的電荷周?chē)嬖谥o電場(chǎng)(2)電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷(不管是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的)有力的作用,電場(chǎng)具有能量2電場(chǎng)強(qiáng)度(1)試探電荷Q是我們?yōu)榱搜芯侩妶?chǎng)的力學(xué)性質(zhì),引入的一個(gè)特別電荷試探電荷的特點(diǎn)電荷量很小,試探電荷不影響原電場(chǎng)的分布;體積很小,便于研究不同點(diǎn)的電場(chǎng)(2)對(duì)于,等號(hào)右邊的物理量與被定義的物理量之間不存在正比或反比的函數(shù)QFE關(guān)系,只是用右邊兩個(gè)物理量之比來(lái)反映被定義的物理量的屬性在電場(chǎng)中某點(diǎn),比值是QF與Q的有無(wú)、電荷量多少,電荷種類(lèi)和F的大小、方向都無(wú)關(guān)的恒量,電場(chǎng)中各點(diǎn)都有一個(gè)唯一確定的E因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)E完全是由電場(chǎng)自身的條件(產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和電場(chǎng)中的位置)決定的,所以它反映電場(chǎng)本身力的屬性例1在電場(chǎng)中某點(diǎn)用Q測(cè)得場(chǎng)強(qiáng)E,當(dāng)撤去Q而放入Q/2時(shí),則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)A大小為E/2,方向和E相同B大小為E2,方向和E相反C大小為E,方向和E相同D大小為E,方向和E相反解析把試探電荷Q放在場(chǎng)源電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,電荷Q在不同點(diǎn)受的電場(chǎng)力一般是不同的,這表示各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同;但將不同電荷量的試探電荷Q分別放入Q附近的同一點(diǎn)時(shí),雖受力不同,但電場(chǎng)力F與電荷量Q的比值F/Q不變因?yàn)殡妶?chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E是由電場(chǎng)本身決定,與放入電場(chǎng)中的電荷大小、正負(fù)、有無(wú)等因素?zé)o關(guān),故C正確3點(diǎn)電荷周?chē)膱?chǎng)強(qiáng)場(chǎng)源電荷Q與試探電荷Q相距為R,則它們間的庫(kù)侖力為,22RQKF所以電荷Q處的電場(chǎng)強(qiáng)度2QKFE1公式,Q為真空中場(chǎng)源點(diǎn)電荷的帶電荷量,R為考察點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距2RK離2方向若Q為正電荷,場(chǎng)強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向該點(diǎn);若Q為負(fù)電荷,場(chǎng)強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向Q3適用條件真空中點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)4兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式和的比較QFE2RK1適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),式中的Q是場(chǎng)源電荷的電荷量,E與場(chǎng)2RK源電荷Q密切相關(guān);是場(chǎng)強(qiáng)的定義式,適用于任何電場(chǎng),式中的Q是試探電荷的電QFE荷量,E與試探電荷Q無(wú)關(guān)2在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中不存在E相同的兩個(gè)點(diǎn),R相等時(shí),E的大小相等但方向不同;兩點(diǎn)在以Q為圓心的同一半徑上時(shí),E的方向相同而大小不等例2下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法中,正確的是A公式只適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)QFEB由公式可知,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷Q在電場(chǎng)中該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比C在公式F中,是點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q處的場(chǎng)強(qiáng)大??;21RQK2RK21而是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q處場(chǎng)強(qiáng)的大小21RKD由公式可知,在離點(diǎn)電荷非常近的地方R0,電場(chǎng)強(qiáng)度E可達(dá)無(wú)窮大2RKE解析電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式適用于任何電場(chǎng),故A錯(cuò);電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由QF電場(chǎng)本身決定,而與電場(chǎng)中該點(diǎn)是否有試探電荷或引入試探電荷所受的電場(chǎng)力無(wú)關(guān)試探電荷所受電場(chǎng)力與其所帶電荷量的比值僅反映該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小,但不能決定場(chǎng)強(qiáng)的大小,故B錯(cuò);點(diǎn)電荷間的相互作用力是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,故C對(duì);公式是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某2RQKE點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,當(dāng)R0時(shí),場(chǎng)源電荷已不能當(dāng)成“點(diǎn)電荷”,即所謂“點(diǎn)電荷”已不存在,該公式已不適用,故D錯(cuò)正確選項(xiàng)是C5有關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度的運(yùn)算1公式是電場(chǎng)強(qiáng)度的比值定義式,適用于一切電場(chǎng),電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度僅QFE與電場(chǎng)及具體位置有關(guān),與試探電荷的電荷量、電性及所受電場(chǎng)力F大小無(wú)關(guān)所以不能說(shuō)EF,E1/Q2公式定義了場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向Q3由變形為FQE表明如果已知電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E,便可計(jì)算在電場(chǎng)中該E圖L一31點(diǎn)放任何電荷量的帶電體所受的靜電力的大小4電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)場(chǎng)源點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和這種關(guān)系叫做電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加例如,圖L一31中P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,等于Q在該點(diǎn)產(chǎn)生的電1場(chǎng)強(qiáng)度E與Q在該點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和122E對(duì)于體積比較大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng),可把帶電體分割成若干小塊,每小塊看成點(diǎn)電荷,用點(diǎn)電荷電場(chǎng)疊加的方法計(jì)算例3如圖132所示,真空中,帶電荷量分別為Q和Q的點(diǎn)電荷A、B相距R,則1兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)多大2在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,距A、B兩點(diǎn)都為R的O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何解析分別求出Q和Q在某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向,然后根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理,求出合場(chǎng)強(qiáng)1如圖甲所示,A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,由ABA、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EE故O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E2EAB24/RKQOA,方向由AB28RKQ2如圖乙所示,EE,由矢量圖所形成的等邊三角形可知,AB2RKQO點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)EEE,方向與A、B的中垂線垂直,即E與E同OO向點(diǎn)評(píng)因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)是矢量,所以求場(chǎng)強(qiáng)時(shí)應(yīng)該既求出大小,也求出方向在等量異種QQOAB圖132QQOABEAEB圖甲QQOABOEAEBEO600600圖乙電荷連線的垂直平分線上,中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,兩邊成對(duì)稱(chēng)分布,離中點(diǎn)越遠(yuǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度越小,場(chǎng)強(qiáng)的方向都相同,平行于兩電荷的連線由正電荷一側(cè)指向負(fù)電荷的一側(cè)例4光滑絕緣的水平地面上有相距為L(zhǎng)的點(diǎn)電荷A、B,帶電荷量分別為4Q和Q,今引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C,使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài),試求C的電荷量和放置的位置解析引入的電荷C要處于平衡狀態(tài),電荷C所在位置的場(chǎng)強(qiáng)就要為零,A、B兩電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零處在A、B兩電荷的外側(cè),且離電荷量大的點(diǎn)電荷遠(yuǎn),由此可知,點(diǎn)電荷C應(yīng)放在點(diǎn)電荷B的外側(cè)如圖133所示,電荷C所在位置處A、B兩電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,即A、B兩電荷在C處產(chǎn)生電場(chǎng)的大小相等,有24XQKLK同理,電荷B所在位置,點(diǎn)電荷A、C的產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)在B處大小也應(yīng)相等,又有224XQKLC解上兩式即可得C電荷應(yīng)放在B點(diǎn)電荷的外側(cè),距B點(diǎn)電荷處,C電荷的電荷量QC4點(diǎn)評(píng)此題是利用合電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為零來(lái)判斷電荷系統(tǒng)的平衡問(wèn)題,當(dāng)研究的電場(chǎng)在產(chǎn)生電場(chǎng)的兩點(diǎn)電荷的連線上時(shí),有關(guān)場(chǎng)強(qiáng)在同一直線上,可以用代數(shù)方法運(yùn)算例5如圖134所示,用金屬絲A、B彎成半徑R1M的圓弧,但在AB之間留出寬度為D2CM,相對(duì)圓弧來(lái)說(shuō)很小的間隙,將電荷量C的正電荷均勻分布在金屬9103Q絲上,求圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度解析根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,帶電圓環(huán)在圓心O處的合場(chǎng)強(qiáng)E0,那么補(bǔ)上缺口部分在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與原缺口環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反考慮到比D大很多,所以原來(lái)有缺口的帶電環(huán)所帶電荷的密度為R2RQ2補(bǔ)上的金屬部分的帶電荷量RD2/DABRO圖134LXABCECAEBAEABECBEBCEAC圖133由于D比R小得多,可以將Q/視為點(diǎn)電荷,它在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為,方向向右N/C109/102432109292/RKE所以原缺口環(huán)在圓心O處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng),方向向左/E點(diǎn)評(píng)這是一道用“補(bǔ)償法”求解電場(chǎng)問(wèn)題的題目如果補(bǔ)上缺口,并且使它的電荷密度單位長(zhǎng)度上的電荷量與環(huán)的電荷密度相同,那么就形成了一個(gè)電荷均勻分布的完整帶電環(huán),環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分可看成兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)電荷,它們?cè)趫A環(huán)中心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零6關(guān)于對(duì)電場(chǎng)線的理解1電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì),而電場(chǎng)線不是客觀存在的,也就是說(shuō)電場(chǎng)線不是電場(chǎng)中實(shí)際存在的線,而是為了形象地描述電場(chǎng)而畫(huà)出的,是一種輔助工具電場(chǎng)線也不是任意畫(huà)出的,它是根據(jù)電場(chǎng)的性質(zhì)和特點(diǎn)畫(huà)出的曲線2電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大3曲線上各點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向4電場(chǎng)中的任何兩條電場(chǎng)線都不相交5在靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)線總是從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷,電場(chǎng)線不閉合6電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡,電荷沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)的條件是電場(chǎng)線是直線;電荷的初速度為零且只受電場(chǎng)力的作用在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),或電荷的初速度不為零但初速度方向與電場(chǎng)線在一條直線上7幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特征(1正、負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線如圖135所示離電荷越近,電場(chǎng)線越密集,場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)方向是正點(diǎn)電荷由點(diǎn)電荷指向無(wú)窮遠(yuǎn),而負(fù)為電荷則由無(wú)窮遠(yuǎn)處指向點(diǎn)電荷在正負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,不存在場(chǎng)強(qiáng)相同的點(diǎn)圖136圖135若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面,電場(chǎng)線處處與球面相垂直,在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等,方向處處不相同2等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線如圖136所示兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn),電場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷,場(chǎng)強(qiáng)大小可以計(jì)算兩點(diǎn)電荷連線的中垂面中垂線上,電場(chǎng)線方向均相同,即場(chǎng)強(qiáng)方向均相同,且總與中垂面線垂直在中垂面線上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等O為兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)在中垂面線上的電荷受到的電場(chǎng)力的方向總與中垂面線垂直,因此,在中垂面線上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功3等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線如圖137所示兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零,此處無(wú)電場(chǎng)線兩點(diǎn)電荷中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏,但場(chǎng)強(qiáng)并不為零兩點(diǎn)電荷連線中垂面中垂線上,場(chǎng)強(qiáng)方向總沿面線遠(yuǎn)離等量正電荷在中垂面線上從O沿面線到無(wú)窮遠(yuǎn),是電場(chǎng)線先變密后變疏,即場(chǎng)強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)鮾蓚€(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線與兩個(gè)正電荷形成的電場(chǎng)線分布完全相同,只是電場(chǎng)線的方向相反4帶等量異種電荷的平行板間的電場(chǎng)線即勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖138所示電場(chǎng)線是間隔均勻,互相平行的直線電場(chǎng)線的方向是由帶正電荷的極板指向帶負(fù)電荷的極板5點(diǎn)電荷與帶電平板間的電場(chǎng)線如圖139所示8勻強(qiáng)電場(chǎng)(1)電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向處處均相同的電場(chǎng),叫勻強(qiáng)電場(chǎng)2勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線為間隔均勻、相互平行的直線相互平行而間隔不圖137圖139圖138均勻的電場(chǎng)線是不存在的3兩塊靠近的平行金屬板,大小相等,互相正對(duì),分別帶有等量的正負(fù)電荷量,它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)例62001年上海高考理科綜合試題法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng),圖1310所示為點(diǎn)電荷A、B所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖,以下說(shuō)法中正確的是()AA、B為異種電荷,A帶電量大于B帶電量BA、B為異種電荷,A帶電量小于B帶電量CA、B為同種電荷,A帶電量大于B帶電量DA、B為同種電荷,A帶電量小于B帶電量解析電場(chǎng)線是形象描繪電場(chǎng)性質(zhì)的曲線,掌握了課本中所有電荷和帶電體周?chē)碾妶?chǎng)線分布根據(jù)電場(chǎng)線始于正電荷,終于負(fù)電荷,和電場(chǎng)線疏密分布可得選項(xiàng)B正確例7如圖1311所示,MN是電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,一電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度在不斷地增大,則下列結(jié)論中正確的是()A該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B電場(chǎng)線的方向由N指向MC電子在A處的加速度小于在B處的加速度D因?yàn)殡娮訌腁到B的軌跡跟MN重合,所以電場(chǎng)線就是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡解析僅從一條直的電場(chǎng)線不能判斷出該電場(chǎng)是否為勻強(qiáng)電場(chǎng),因?yàn)闊o(wú)法確定電場(chǎng)線的疏密程度,所以該電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng),可能是正的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),也可能是負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),因此不能比較電子在A、B兩處所受電場(chǎng)力的大小,即不能比較加速度的大小,但電子從A到B做的是加速運(yùn)動(dòng),表明它所受的電場(chǎng)力方向是由M指向N,由于負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向跟場(chǎng)強(qiáng)方向相反,所以電場(chǎng)線的方向由N指向M,電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡,只有在特定的情況下,電場(chǎng)線才可能與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡重合綜上所述,選項(xiàng)B正確MNAB圖1311圖1310同步檢測(cè)1下列說(shuō)法中正確的是A電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)力的性質(zhì),因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與試探電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比B電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于FQ,但與試探電荷的受力大小及電荷量無(wú)關(guān)C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即試探電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式EFQ和EKQ/R對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的22下列說(shuō)法中正確的是A只要有電荷存在,電荷周?chē)鸵欢ù嬖谥妶?chǎng)B電場(chǎng)是一種物質(zhì),與其他物質(zhì)一樣,是不依賴(lài)我們的感覺(jué)而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的,電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用D電場(chǎng)是人為設(shè)想出來(lái)的其實(shí)并不存在3在一個(gè)電場(chǎng)中A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)分別引入試探電荷時(shí),電荷所受到的電場(chǎng)力F跟引入電荷的電荷量之間的函數(shù)關(guān)系如圖13一12所示,下列說(shuō)法中正確的是A這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)BA、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是EEECEADBC同一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨試探電荷電荷量的增加而增加D無(wú)法比較以上四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度值4相距為A的A、B兩點(diǎn)分別帶有等量異種電荷Q、Q,在A、B連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為A零BKQ/A,且指向QC2KQ/A,且指向QD8KQ/A,且指向Q2225以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說(shuō)法中正確的是A電場(chǎng)、電場(chǎng)線都是客觀存在的物質(zhì),因此電場(chǎng)線不僅在空間相交,也能相切ABCDFQ圖13一12B在電場(chǎng)中,凡是電場(chǎng)線通過(guò)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零,不畫(huà)電場(chǎng)線的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零C同一試探電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受電場(chǎng)力大D電場(chǎng)線是人們假設(shè)的,用以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,客觀上并不存在6如圖1313所示,一電子沿等量異種點(diǎn)電荷的中垂直線由AOB勻速飛進(jìn),電子重力不計(jì),則電子所受電場(chǎng)力的大小和方向變化情況是()A先變大后變小,方向水平向左B先變大后變小,方向水平向右C先變小后變大,方向水平向左D先變小后變大,方向水平向右7如圖1314所示,A、B、C三點(diǎn)為一直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),B30,現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)分別放置Q和Q,測(cè)得C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向AB與BA方向平行;則Q帶電,QQAAB8如圖1315所示,一質(zhì)量為M,帶電荷量為Q的小球,在帶有等量異種電荷的兩平行金屬板間處于靜止?fàn)顟B(tài),兩平行金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大方向如何9如圖1316所示,Q121012C,Q241012C,Q1、Q2相距12CM,求A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向,其中A為Q1、Q2的中點(diǎn),B為Q1左方6CM處點(diǎn),C為Q2右方6CM的點(diǎn)300ABCEC圖1314BACQ1Q2圖1316圖1315_AOB圖131310如圖1317所示,以O(shè)為圓心,以R為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為A、B、C、D,空間有一與X軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,同時(shí),在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷,如果把一個(gè)帶電荷量為Q的檢驗(yàn)電荷放在C點(diǎn),恰好平衡,那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為多少D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為多少A點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為多少綜合評(píng)價(jià)1根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E可知,電場(chǎng)中確定的點(diǎn)QFA電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力成正比,與檢驗(yàn)電荷的電荷量成反比B檢驗(yàn)電荷的電荷量Q不同時(shí),受到的電場(chǎng)力F也不同,場(chǎng)強(qiáng)也不同C檢驗(yàn)電荷的電性不同,受到的電場(chǎng)力的方向不同,場(chǎng)強(qiáng)的方向也不同D電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定,與是否放置檢驗(yàn)電荷及檢驗(yàn)電荷的電荷量、電性均無(wú)關(guān)2下列說(shuō)法正確的是A電場(chǎng)是為了研究問(wèn)題的方便而設(shè)想的一種物質(zhì),實(shí)際上不存在B電荷所受的電場(chǎng)力越大,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定越大C以點(diǎn)電荷為球心,R為半徑的球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相同D在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入試探電荷Q,受電場(chǎng)力F,該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E,取走Q后,該點(diǎn)F的場(chǎng)強(qiáng)不變3在同一直線上依次排列的A、B、C三點(diǎn)上,分別放置電荷量為Q、Q、Q的三個(gè)123OACBDEXY圖1317點(diǎn)電荷,則當(dāng)Q、Q分別平衡在A、B兩位置上時(shí),則12AQ、Q、Q必為同種電荷,A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)必為零3BQ、Q必為異種電荷,A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)必為零12CQ、Q必為同種電荷,A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)必為零DQ、Q必為同種電荷,A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)必為零234真空中兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電荷量均為Q,相距為R,兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為A0B2KQRC4KQRD8KQR2225有關(guān)電場(chǎng)概念的下列說(shuō)法中,正確的是A電荷的周?chē)械牡胤酱嬖陔妶?chǎng),有的地方?jīng)]有電場(chǎng)B電場(chǎng)是物質(zhì)的一種特殊形態(tài),它是在跟電荷的相互作用中表現(xiàn)出自己的特性C電場(chǎng)線為直線的地方是勻強(qiáng)電場(chǎng)D電荷甲對(duì)電荷乙的庫(kù)侖力是電荷甲的電場(chǎng)對(duì)電荷乙的作用力6對(duì)于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是A電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式仍成立,即EFQ,式中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷B在真空中,電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式為EKQR,式中Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷2C在真空中EKQR,式中Q是檢驗(yàn)電荷2D上述說(shuō)法都不對(duì)7如圖1318為點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線,下面說(shuō)法正確的是AQ為負(fù)電荷時(shí),EEBQ為負(fù)電荷時(shí),EEDQ為正電荷時(shí),EUBUC一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示,由圖可知A粒子從K到L的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功B粒子從L到M的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功C粒子從K到L的過(guò)程中,電勢(shì)能增加D粒子從L到M的過(guò)程中,動(dòng)能減少解析這是一道考查點(diǎn)電荷電場(chǎng)中各等勢(shì)面的分布及帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的條件從K到L,正帶電粒子向高電勢(shì)移動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能要增加,從L到M,是由高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng),電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,電勢(shì)能要減小所以選項(xiàng)A、C正確ABC圖144ABCMNKL圖147點(diǎn)評(píng)其實(shí)該電場(chǎng)是點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),當(dāng)帶電粒子向點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)其運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷出是被排斥的,就是說(shuō)形成該電場(chǎng)的點(diǎn)電荷也是正電荷,由此可知UAUBUC如果題目不給出UAUBUC這一條件,結(jié)論也能得出同步檢測(cè)1電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),把電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,則()A電荷的電勢(shì)能減少B電荷的電勢(shì)能增加CA點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大DA點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小2如圖148所示,A、B是同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是A正電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能B正電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能C負(fù)電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能D負(fù)電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能3外力克服電場(chǎng)力對(duì)電荷做功時(shí)A電荷的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能一定增大B電荷的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能一定減小C電荷一定從電勢(shì)能大處移到電勢(shì)能小處D電荷可能從電勢(shì)能小處移到電勢(shì)能大處4關(guān)于電勢(shì)的高低,下列說(shuō)法正確的是()A沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低B電勢(shì)降低的方向一定是電場(chǎng)線的方向C正電荷在只受電場(chǎng)力作用下,一定向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)D負(fù)電荷在只受電場(chǎng)力的作用下,由靜止釋放,一定向電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng)5如圖149所示,在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn),連線AB與電場(chǎng)線的夾角為,將一電荷量為Q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),若沿直線AB移動(dòng)該電荷,電場(chǎng)力做的功W1_;若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷,電場(chǎng)力做的功W2_;若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷,電場(chǎng)力做功W3_由此可知電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是_6下列關(guān)于電場(chǎng)性質(zhì)的說(shuō)法,正確的是A電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方,電場(chǎng)線一定密,電勢(shì)也一定高B電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方,電場(chǎng)線一定密,但電勢(shì)不一定高圖148圖149C電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)一定為零D電勢(shì)為零的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零7關(guān)于電勢(shì)與電勢(shì)能的說(shuō)法,正確的是A電荷在電勢(shì)越高的地方,電勢(shì)能也越大B電荷在電勢(shì)越高的地方,它的電荷量越大,所具有的電勢(shì)能也越大C在正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中任一點(diǎn),正電荷所具有的電勢(shì)能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢(shì)能D在負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中任一點(diǎn),正電荷所具有的電勢(shì)能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢(shì)能8某電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖1410所示,電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),已知一個(gè)負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做正功1在圖中用箭頭標(biāo)出電場(chǎng)線的方向;并大致畫(huà)出過(guò)A、B、C三點(diǎn)的等勢(shì)線2在A、B、C三點(diǎn)中,場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)是_,電勢(shì)最高的點(diǎn)是_9如圖1411所示,在場(chǎng)強(qiáng)E104NC的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一根長(zhǎng)L15CM的細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量M3G,帶電荷量Q2106C的小球,當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí),小球從靜止開(kāi)始釋放,則小球到達(dá)最低達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度是多大10如圖1412所示,長(zhǎng)木板AB放在水平面上,其上表面粗糙下表面光滑,今有一質(zhì)量為M,帶電荷量為Q的小物塊C從A端以某一初速度起向右滑動(dòng),當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下時(shí),C恰好到達(dá)B端,當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上時(shí),C恰好到達(dá)AB中點(diǎn),求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小圖1410圖1411圖1412綜合評(píng)價(jià)1在電場(chǎng)中,已知A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),那么A把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功B把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C把正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功D把正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn),電場(chǎng)力做正功2如圖1413所示,Q是帶正電的點(diǎn)電荷,P和P為其電場(chǎng)中的兩點(diǎn)若E、E1為P、P兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,、為P、P兩點(diǎn)的電勢(shì),則11212AEE,212BEE,212DEEB、ABBEABCEAEB、AHB若A、B球帶等量同種電荷,則HHC若A、B球帶等量異種電荷,則HHD若A、B球帶等量異種電荷,則HH6下列說(shuō)法中,正確的是A沿著電場(chǎng)線的方向場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越弱B沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)定越來(lái)越低C勻強(qiáng)電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大小相等,方向相同D勻強(qiáng)電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)一定相等7關(guān)于電場(chǎng)中電荷的電勢(shì)能的大小,下列說(shuō)法正確的是A在電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方,電荷的電勢(shì)能也越大B正電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng),電勢(shì)能總增大C負(fù)電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng),電勢(shì)能一定增大D電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng),電勢(shì)能一定減小8如圖3417所示,P、Q是兩個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷,它們連線的中點(diǎn)是O,A、B是中垂線上的兩點(diǎn),OA0,則AB;若UAB0,則AB;若UAB0,則AB例1有一帶電荷量Q3106C的點(diǎn)電荷,從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),點(diǎn)電荷克服電場(chǎng)力做6104J的功,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)電荷做9104J的功,求A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差并說(shuō)明A、C兩點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢(shì)較高解析從A移到B點(diǎn),據(jù)電場(chǎng)力做功的公式,有UABV20136QW4AB同理,將Q從B移到C,有UBCWBC/Q910/310300V,46故A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UACACABBCUABUBC200V(300V)100V,即A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)低100V點(diǎn)評(píng)電勢(shì)差定義式UW/Q中的W,必須是電場(chǎng)力做的功電場(chǎng)中各點(diǎn)間的電勢(shì)差可依次用代數(shù)方法疊加,即UMNUMAUABUBCUPN5巧用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能、電勢(shì)差之間的關(guān)系解題1電場(chǎng)力做功WQU功的大小對(duì)給定的電荷來(lái)說(shuō)與其運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),僅由起始和終了位置的電勢(shì)差有關(guān),此公式適用于一切電場(chǎng)2電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,且電場(chǎng)力做功的大小等于電勢(shì)能的變化3這部分內(nèi)容可用類(lèi)比的方法理解分析電場(chǎng)力做功重力做功某點(diǎn)電勢(shì)某點(diǎn)高度電荷的電勢(shì)能重物重力勢(shì)能兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的高度差等勢(shì)線面等高線面例2兩帶電小球,電荷量分別為Q和Q,固定在一長(zhǎng)度為的絕緣桿兩端,L置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行,其位置如圖151所示,若此桿繞經(jīng)過(guò)O點(diǎn)垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過(guò)1800,則在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為A0BQELC2QEDQEL解析桿順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷均做正功,所以W總W1W2由電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)得WLQUQE,W2QUQE,所以W總2QEL故選CLL同步檢測(cè)1帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用,把它從靜止釋放后,它在任意一段時(shí)間內(nèi)A一定沿電場(chǎng)線由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)B一定沿電場(chǎng)線由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)C不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)D不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)2如圖152所示,B、C、D三點(diǎn)都在以點(diǎn)電荷十Q為圓心的某同心圓弧上,將一試探電荷從A點(diǎn)分別移到B、C、D各點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功大小比較AWABWACBWADWABCWACWADDWABWAC3一電荷量為210C的點(diǎn)電荷在外力作用下,從靜電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)

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