電場(chǎng)力的性質(zhì) (2)

1、電場(chǎng)力的性質(zhì)1對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，下列說法正確的是()A由E可知，某電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E與q成反比，與F成正比B正、負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反，所以某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)有關(guān)C電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放入該點(diǎn)的試探電荷的正負(fù)無關(guān)D電場(chǎng)中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí)，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于零答案C2電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成在如圖所示的四個(gè)電場(chǎng)中，均有相互對(duì)稱分布的a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相同的是()答案C3對(duì)電場(chǎng)線性質(zhì)和特點(diǎn)的理解以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說法中正確的是()A電場(chǎng)、電場(chǎng)線都是客觀存在的物質(zhì)，因此電場(chǎng)線不僅能在空間相交，也能相切B在電場(chǎng)中，凡是電場(chǎng)線通過的點(diǎn)，場(chǎng)

2、強(qiáng)不為零，不畫電場(chǎng)線區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)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)線是人們假想的，用以形象表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在答案CD4應(yīng)用電場(chǎng)線分析電場(chǎng)性質(zhì)如圖是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布情況，下列說法中正確的是 ()A這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)BA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度CA、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同D負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向答案BC一、電場(chǎng)強(qiáng)度1靜電場(chǎng)(1)電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種物質(zhì)，靜電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)(2)電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用2電場(chǎng)強(qiáng)度(1)物理意義：表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方

3、向(2)定義：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(3)定義式：E.(4)標(biāo)矢性：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則二、電場(chǎng)線1定義：為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一系列的曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，曲線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小2特點(diǎn)：(1)電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)處；(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交；(3)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大；(4)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；(5)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降

4、低；(6)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直3幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線(如圖所示)5電場(chǎng)線與帶電粒子軌跡問題分析如圖所示，圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可以作出的正確判斷是()A帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)B帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大D帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大答案BCD6帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析一負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖4所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線

5、分布情況可能是下列圖中的()答案C解答電場(chǎng)線與粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問題的方法：1由軌跡彎曲方向判斷電場(chǎng)力的方向2由電場(chǎng)線的疏密判斷加速度的大小3根據(jù)動(dòng)能定理分析速度的大小.考點(diǎn)一電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加與計(jì)算1場(chǎng)強(qiáng)的公式三個(gè)公式2電場(chǎng)的疊加(1)電場(chǎng)疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則例1在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點(diǎn)當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷q放在d點(diǎn)恰好平衡(如圖5所示，不計(jì)重力)問：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小、方向如何？(2)檢驗(yàn)電荷

6、q放在點(diǎn)c時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？(3)檢驗(yàn)電荷q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何？解析(1)對(duì)檢驗(yàn)電荷受力分析如圖所示，由題意可知：F1kF2qE由F1F2，即qEk，解得Ek，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿db方向(2)由圖知，檢驗(yàn)電荷放在c點(diǎn)時(shí)：EcEk所以FcqEck方向與ac方向成45角斜向左下(3)由圖知，檢驗(yàn)電荷放在b點(diǎn)時(shí)：EbE2E2E2k所以FbqEb2k，方向沿db方向答案(1)k方向沿db方向(2)k方向與ac成45角斜向左下(3)2k方向沿db方向電場(chǎng)疊加問題的求解方法：1確定要分析計(jì)算的位置；2分析該處存在幾個(gè)分電場(chǎng)，先計(jì)算出各個(gè)分電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，判斷其方向；3利用平行

7、四邊形定則作出矢量圖，根據(jù)矢量圖求解突破訓(xùn)練1AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O.將電荷量分別為q和q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對(duì)稱且距離等于圓的半徑，如圖6所示要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q，則該點(diǎn)電荷Q ()A應(yīng)放在A點(diǎn)，Q2qB應(yīng)放在B點(diǎn)，Q2qC應(yīng)放在C點(diǎn)，QqD應(yīng)放在D點(diǎn)，Qq答案C考點(diǎn)二兩個(gè)等量點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布特點(diǎn)1電場(chǎng)線的作用(1)表示場(chǎng)強(qiáng)的方向電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致(2)比較場(chǎng)強(qiáng)的大小電場(chǎng)線的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小，即電場(chǎng)的強(qiáng)弱同一幅圖中，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線越疏的地方場(chǎng)強(qiáng)越小(3)判斷電勢(shì)的高

8、低在靜電場(chǎng)中，順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低2等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線比較：比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A、B與B的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向深化拓展：一般情況下，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合，只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會(huì)重合：(1)電場(chǎng)線為直線；(2)電荷初速度為零或速度方向與電場(chǎng)線平行；(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力的合力的方向與電場(chǎng)線平行例2如圖所示，a、b兩

9、點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷Q和Q，c是線段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個(gè)正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場(chǎng)力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說法中正確的是 ()AFd、Fc、Fe的方向都是水平向右BFd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上CFd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c0DFd、Fc、Fe的大小都相等解析根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，等量異種點(diǎn)電荷連線及中垂線上的電場(chǎng)線分布如圖所示，d、c、e三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向都是水平向右，正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同可得到A正確，B、C錯(cuò)誤；連線上場(chǎng)強(qiáng)由A到B先減小后增大，中垂線上由O到無窮遠(yuǎn)處逐漸減小，因此O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是

10、連線上最小的(但不為0)，是中垂線上最大的，故FdFcFe，故D錯(cuò)誤答案A突破訓(xùn)練2 如圖8所示，Q1、Q2是真空中的兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷，O為它們連線的中點(diǎn)，a、b是位于其連線的中垂線上的兩點(diǎn)，現(xiàn)用EO、Ea、Eb分別表示這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，用O、a、b分別表示這三點(diǎn)的電勢(shì)高低，則() AEOEaEb BEOEaEbCOab DOab答案C解析中垂線上場(chǎng)強(qiáng)的方向是從O開始，沿中垂線指向兩邊故Oab；場(chǎng)強(qiáng)大小EO0，從O點(diǎn)到兩邊無窮遠(yuǎn)，E先增后減，峰值E的位置不確定，故Ea與Eb的大小也不確定；只有C正確帶電體的力電綜合問題的分析方法 1基本思路：2運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況(1)物體靜止(保持)：F

11、合0.(2)做直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)合0.變速直線運(yùn)動(dòng)：F合0，且F合與速度方向共線(3)做曲線運(yùn)動(dòng)：F合0，F(xiàn)合與速度方向不在一條直線上，總指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹的一側(cè)(4)F合與v的夾角為，加速運(yùn)動(dòng)：090；減速運(yùn)動(dòng)：90d，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)的對(duì)稱性知EaEb，ab，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤4兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于x軸上，關(guān)于原點(diǎn)O呈對(duì)稱分布，下列能正確描述電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x變化規(guī)律的圖象是()答案A解析在兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷的連線上，電場(chǎng)線的方向如圖所示注意到離場(chǎng)源電荷越近，場(chǎng)強(qiáng)E越大，考慮到E的方向性，選向右為正方向，則A項(xiàng)正確課外練習(xí)：題組1對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度性質(zhì)的理解1下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式EF/q

12、和EkQ/r2的敘述，正確的是 ()AEF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量BEF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷所受的電場(chǎng)力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)CEkQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫侖定律的表達(dá)式Fk，式是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小答案BCD解析公式EF/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)E是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式，只適用于點(diǎn)電荷電場(chǎng)，庫侖定律公式Fk可以看成q1在q2處的電場(chǎng)E1

13、對(duì)q2的作用力，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確2如圖1所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60角，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30角關(guān)于a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是( )AEaEbBEaEbCEaEb DEa3Eb答案D解析由題圖可知，rbra，再由E可知，故D正確3如圖甲所示，在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B為軸上三點(diǎn)，放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力跟試探電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示，則()AA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2103 N/CBB點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2103 N/CC點(diǎn)電荷Q在A、

14、B之間D點(diǎn)電荷Q在A、O之間答案AC解析對(duì)于電場(chǎng)中任意一點(diǎn)而言，放在該處的試探電荷的電荷量q不同，其受到的電場(chǎng)力F的大小也不同，但比值是相同的，即該處的電場(chǎng)強(qiáng)度所以Fq圖象是一條過原點(diǎn)的直線，斜率越大則場(chǎng)強(qiáng)越大由題圖可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA2103 N/C，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB0.5103 N/C，A正確，B錯(cuò)誤A、B兩點(diǎn)放正、負(fù)不同的電荷，受力方向總為正，說明A、B的場(chǎng)強(qiáng)方向相反，點(diǎn)電荷Q只能在A、B之間，C正確4(2011課標(biāo)全國20)一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列各圖所示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)(

15、)答案D題組2電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成問題5如圖所示，有一帶電荷量為q的點(diǎn)電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，此點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的圓心若圖中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則圖中b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是 ()Akk BkkC0Dk答案A6如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)镋2.則E1與E2之比為()A12 B21C2 D4答案B7兩帶電荷量分別為q1(q10)和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為l，兩電荷連線上電場(chǎng)強(qiáng)度E與x的關(guān)系如圖所示

16、，則下列說法正確的是()Aq20且q1q2Bq20且q1q2Dq20且q1|q2|答案A題組3等量點(diǎn)電荷電場(chǎng)特點(diǎn)分析8如圖所示，兩個(gè)帶等量正電荷的小球A、B(可視為點(diǎn)電荷)，被固定在光滑的絕緣水平面上P、N是小球連線的中垂線上的兩點(diǎn)，且POON.現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶負(fù)電的小球C(可視為質(zhì)點(diǎn))，由P點(diǎn)靜止釋放，在小球C向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，下列關(guān)于小球C的速度、加速度的圖象中，可能正確的是()答案BC9用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱如圖7甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn)：O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對(duì)O對(duì)稱

17、則()AB、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同BA、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反CE、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)DB、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱答案ACD題組4應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn)分析帶電體的運(yùn)動(dòng)問題10在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的帶電小球靜止在O點(diǎn)，然后從O點(diǎn)自由釋放，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，直線與豎直方向的夾角為，如圖，那么關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小，下列說法中正確的是 ()A唯一值是B最大值是C最小值是D不可能是答案C11一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，絲線與豎直方向成37角，現(xiàn)突然將該電場(chǎng)方向變?yōu)樨Q直向下且大小不變，不考慮因電場(chǎng)

18、的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g，cos 370.8，sin 370.6)，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力答案(1)(2)mg解析(1)小球靜止在電場(chǎng)中的受力分析如圖所示：顯然小球帶正電，由平衡條件得：mgtan 37Eq故E(2)電場(chǎng)方向變成豎直向下后，小球開始做圓周運(yùn)動(dòng)，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球做正功小球由靜止位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得：(mgqE)l(1cos 37)mv2由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)向FT(mgqE)m聯(lián)立以上各式，解得：FTmg.12如圖所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口B、C的連線水平質(zhì)量為m的帶正電小球從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R.從小球(小球直徑小于細(xì)圓管直徑)進(jìn)入管口開始，整個(gè)空間中突然加上一個(gè)斜向左上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球所受電場(chǎng)力在豎直方向上的分力方向向上，大小與重力相等，結(jié)果小球從管口C處離開圓管后，又能經(jīng)過A點(diǎn)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量沒有改變，重力加速度為g，求：(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)小球受到的電場(chǎng)力大??；(3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力答案(