電場(chǎng)力的性質(zhì)(共9頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電場(chǎng)力的性質(zhì)知識(shí)目標(biāo) 一、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電荷。2、元電荷：一個(gè)元電荷的電量為16×1019C，是一個(gè)電子所帶的電量。說(shuō)明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。3、起電：使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的注意：電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再

2、平分。二、庫(kù)侖定律1 內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2 公式：F=kQ1Q2r2 k90×109N·m2C2 3適用條件：（1）真空中； （2）點(diǎn)電荷 點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)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)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷（這一點(diǎn)與萬(wàn)有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無(wú)論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)注意：兩電荷之間的作用力是

3、相互的，遵守牛頓第三定律使用庫(kù)侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對(duì)值代入，作用力的方向根據(jù)“同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引”的規(guī)律定性判定?！纠?】在光滑水平面上，有兩個(gè)帶相同電性的點(diǎn)電荷，質(zhì)量m12m2，電量q1=2q2，當(dāng)它們從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，m1的速度為v時(shí)，m2的速度為 ；m1的加速度為a時(shí)，m2的加速度為 ，當(dāng)q1、q2相距為r時(shí)，m1的加速度為a，則當(dāng)相距2r時(shí)，m1的加速度為多少？解析：由動(dòng)量守恒知，當(dāng)m1的速度為v時(shí)，則m2的速度為2v，由牛頓第二定律與第三定律知：當(dāng)m1的加速度為 a時(shí)，m2的加速度為2a由庫(kù)侖定律知：a=m，a/=m,由以上兩式得a/=a/4 答案：2v，2a，a/4

4、點(diǎn)評(píng)：庫(kù)侖定律中的靜電力（庫(kù)侖力）是兩個(gè)電荷之間的作用力，是作用力與反作用力，大小相同，方向相反，在同一直線上，作用在兩個(gè)物體上，二力屬同種性質(zhì)的力，而且同時(shí)產(chǎn)主同時(shí)消失。三、電場(chǎng)：1、存在于帶電體周?chē)膫鬟f電荷之間相互作用的特殊媒介物質(zhì)電荷間的作用總是通過(guò)電場(chǎng)進(jìn)行的。2、電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用。3、電場(chǎng)可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生。四、電場(chǎng)強(qiáng)度1定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱 2表達(dá)式：EF/q 單位是：N/C或V/m； E=kQ/r2（導(dǎo)出式，真空中的點(diǎn)電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷）

5、EU/d（導(dǎo)出式，僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d是沿電場(chǎng)線方向上的距離）3方向：與該點(diǎn)正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；電場(chǎng)線的切線方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向；場(chǎng)強(qiáng)的方向與該處等勢(shì)面的方向垂直4在電場(chǎng)中某一點(diǎn)確定了，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小與方向就是一個(gè)定值，與放入的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，即使不放入檢驗(yàn)電荷，該處的場(chǎng)強(qiáng)大小方向仍不變，這一點(diǎn)很相似于重力場(chǎng)中的重力加速度，點(diǎn)定則重力加速度定，與放入該處物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，即使不放入物體，該處的重力加速度仍為一個(gè)定值5、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)強(qiáng)度的合成按照矢量的合成法則（平行四邊形法則和三角形法則）6、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力是兩個(gè)概念，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向跟放入的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，

6、而電場(chǎng)力的大小與方向則跟放入的檢驗(yàn)電荷有關(guān)，五、電場(chǎng)線： 是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枥L電場(chǎng)而想象出一些線，客觀并不存在1切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向2從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無(wú)窮遠(yuǎn)處終止，或者從無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止3疏密表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也表示該處場(chǎng)強(qiáng)的大小4勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且距離相等5沒(méi)有畫(huà)出電場(chǎng)線的地方不一定沒(méi)有電場(chǎng)6順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低7電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降落陡度最大的方向，電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直8電場(chǎng)線永不相交也不閉合，9電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡勻強(qiáng)電場(chǎng)點(diǎn)電荷與帶電平板+等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)【例2】在勻

7、強(qiáng)電場(chǎng)中，將質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由靜止釋放，帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為，如圖所示，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為（ B ）A有唯一值mgtanq ； B最小值是mgsinq；C·最大值mgtanq； D·mg/q 提示：如附圖所示，利用三角形法則，很容易判斷出AB跟速度方向垂直規(guī)律方法1、庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用【例3】如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球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四條有向線段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是AF1 BF2 CF3DF4【解析】 a對(duì)c為斥力，方

8、向沿ac連線背離a；b對(duì)c為引力，方向沿bc連線指向b由此可知，二力的合力可能為F1或F2又已知b的電量比a的大，由此又排除掉F1，只有F2是可能的【答案】 B【例4】?jī)啥碎_(kāi)口，橫截面積為S，水平放置的細(xì)玻璃管中，有兩個(gè)小水銀滴，封住一段長(zhǎng)為L(zhǎng)0的空氣柱，當(dāng)給小水銀滴帶上等量的異種電荷時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，設(shè)當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為P0，小水銀滴在移動(dòng)過(guò)程中溫度不變，小水銀滴大小可忽略不計(jì)，試求：穩(wěn)定后，它們之間的相互作用力。小水銀滴所帶電量的大小？解析：小水銀滴所受的庫(kù)侖力為內(nèi)外氣體壓力之差。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為P0，小水銀滴帶上等量異種電荷時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為P，則由玻意耳定律得：P0L0S=PLS即

9、P/ P0= L0/LP/ P0=（L0L）/L，又P=PP 0=F電/S，即F電= P0S（L0L）/L再由庫(kù)侖定律得：F電=KQ2/L2 可得Q=·L=【例5】 已知如圖，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)質(zhì)量都是m的相同小球，兩兩間的距離都是l，A、B電荷量都是+q。給C一個(gè)外力F，使三個(gè)小球保持相對(duì)靜止共同加速運(yùn)動(dòng)。求：C球的帶電電性和電荷量；外力F的大小。解：先分析A、B兩球的加速度：它們相互間的庫(kù)侖力為斥力，因此C對(duì)它們只能是引力，且兩個(gè)庫(kù)侖力的合力應(yīng)沿垂直與AB連線的方向。這樣就把B受的庫(kù)侖力和合力的平行四邊形確定了。于是可得QC= -2q，F(xiàn)=3FB=3FAB=。ABCFABF

10、BFCBF【例6】.如圖所示，質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A,B,C,放在光滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為L(zhǎng)(L比球半徑r大許多）,B球帶電量為QB =3q.A球帶電量為QA=6q，若對(duì)C球加一個(gè)水平向右的恒力F,要使A,B,C三球始終保持L的間距運(yùn)動(dòng)，求：(1）F的大小為多少？(2)C球所帶的電量為多少？帶何種電荷？：解析:由于A,B,C三球始終保特L的間距，說(shuō)明它們具有相同的加速度,設(shè)為a,則對(duì)A、B、C球受力分析可知,C球帶正電,對(duì)A球:FABFAC=ma,即1200rrr對(duì)B球:FABFBC=ma,即,聯(lián)立以上各式得QC=8q.F3F1F2AF1F3F2BF1F3F2CF3F1F2D【

11、例7】中子內(nèi)有一電荷量為上夸克和兩個(gè)電荷量為下夸克，一簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖所示,下面給出的四幅圖中能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是( )1200rrrF/F/F2600解析:上夸克與下夸克為異種電荷,相互作用力為引力,(l為任意兩個(gè)夸克間的距離),由力的合成可知上夸克所受的合力F1向下,下夸克為同種電荷,所受的作用力為斥力,F/=2F/,由力的合成知下夸克受力F2向上,B正確.2、 電場(chǎng)強(qiáng)度的理解和應(yīng)用【例8】長(zhǎng)木板AB放在水平面上如圖所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的小物塊C從A端以某一初速起動(dòng)向右滑行。當(dāng)存在向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，C恰能滑

12、到B端，當(dāng)此電場(chǎng)改為向上時(shí)，C只能滑到AB的中點(diǎn)，求此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。 【解析】當(dāng)電場(chǎng)方向向上時(shí)，物塊c只能滑到AB中點(diǎn)，說(shuō)明此時(shí)電場(chǎng)力方向向下，可知物塊C所帶電荷的電性為負(fù)。電場(chǎng)方向向下時(shí)有：（mgqE）L=½mv02/2一（mM）v2/2 mv0=（ m十M）v 電場(chǎng)方向向上時(shí)有：（mgqE）L/2=½mv02/2一（mM）v2/2， mv0=（ m十M）v則mgqE =（mgqE），得Emg/3q12【例9】如圖在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中固定放置兩個(gè)帶電小球1和2,它們的質(zhì)量相等，電荷分別為q1和q2（q1q2）球1和球2的連線平行于電場(chǎng)線，如圖現(xiàn)同時(shí)放開(kāi)1球和2球，于是它們

13、開(kāi)始在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，如果球1和球2之間的距離可以取任意有限值，則兩球剛被放開(kāi)時(shí)，它們的加速度可能是（ ABC ）A、大小不等，方向相同； B、大小不等，方向相反；C、大小相等，方向相同； D、大小相等，方向相反；解析：球1和球2皆受電場(chǎng)力與庫(kù)侖力的作用,取向右方向?yàn)檎较?則有由于兩球間距不確定,故F庫(kù)不確定若q1EF庫(kù)>0, F庫(kù)q2E>0,且q1EF庫(kù)F庫(kù)q2E,則A正確;若q1EF庫(kù)>0, F庫(kù)q2E <0,且q1EF庫(kù)F庫(kù)q2E ,則B正確;若q1EF庫(kù)=F庫(kù)q2E ,則C正確;若q1EF庫(kù)F庫(kù)q2E ,則q1= q2與題意不符,D錯(cuò)誤;【例10】半徑為r

14、的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m，帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，珠子所受靜電力是其重力的3/4,將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止釋放，則珠子所能獲得的最大動(dòng)能Ek為多少？解析：設(shè)該珠子的帶電量為q,電場(chǎng)強(qiáng)度為E.珠子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到三個(gè)力的作用，其中只有電場(chǎng)力和重力對(duì)珠子做功，其合力大小為：FEFmg設(shè)F與豎直方向的夾角為,如圖所示,則 把這個(gè)合力等效為復(fù)合場(chǎng)，此復(fù)合場(chǎng)為強(qiáng)度此復(fù)合場(chǎng)與豎直方向夾角為,珠予沿園環(huán)運(yùn)動(dòng)，可以類(lèi)比于單擺的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)能最大位置是“最低點(diǎn)”,由能的轉(zhuǎn)化及守恒可求出最大的動(dòng)能為：Ekm=mg/r(1cos) 思考：珠子動(dòng)能最大時(shí)

15、對(duì)圓環(huán)的壓力多大？ 若要珠子完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)釋放時(shí)，是否要給珠子一個(gè)初速度？3、 電場(chǎng)線的理解和應(yīng)用【例11】如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由AOB勻速飛過(guò)，電子重力不計(jì)，則電子所受另一個(gè)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【分析】由等量異種電荷電場(chǎng)線分布可知，從A到O，電場(chǎng)由疏到密；從O到B，電場(chǎng)線由密到疏，所以從AOB，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)由小變大，再由大變小，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)切線方向，為水平向右。由于電子處于平衡狀態(tài)，所受合外力必為零，故另一個(gè)力應(yīng)與電子所受電場(chǎng)力大小相

16、等方向相反。電子受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，即水平向左，電子從AOB過(guò)程中，電場(chǎng)力由小變大，再由大變小，故另一個(gè)力方向應(yīng)水平向右，其大小應(yīng)先變大后變小，所以選項(xiàng)B正確試題展示1在靜電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別放一檢驗(yàn)電荷，其電量可變，但很小，結(jié)果測(cè)出檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力與電荷電量的關(guān)系如圖917所示，由圖線可知圖917Aa、b、c、d四點(diǎn)不可能在同一電場(chǎng)線上B四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系是EcEaEbEdC四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向可能不相同D以上答案都不對(duì)【解析】 根據(jù)FEq知，在Fq圖象中，E為斜率，由此可得EcEaEbEd，選項(xiàng)B正確【答案】 B2電場(chǎng)強(qiáng)度E的定義式為EF/q，根據(jù)此式，下列說(shuō)法中正確的是該式說(shuō)明電場(chǎng)中某

17、點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E與F成正比，與q成反比，拿走q，則E0式中q是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷的電量，F(xiàn)是該點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，E是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 式中q是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電量，F(xiàn)是放在電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力，E是電場(chǎng)強(qiáng)度 在庫(kù)侖定律的表達(dá)式Fkq1q2/r2中，可以把kq2/r2看作是點(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，也可以把kq1/r2看作是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)大小A只有 B只有C只有 D只有【解析】 E為電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于各種電場(chǎng)，其中q為檢驗(yàn)電荷的電量，F(xiàn)為其在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力，電場(chǎng)強(qiáng)度E由電場(chǎng)決定，與檢驗(yàn)電荷及其受力無(wú)關(guān)，故、錯(cuò)，對(duì)由E和庫(kù)侖定律

18、F知，為q1在q2處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，為q2在q1處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，故對(duì)，選C【答案】 C3三個(gè)完全相同的金屬小球A、B和C，A、B帶電后位于相距為r的兩處，A、B之間有吸引力，大小為F若將A球先跟很遠(yuǎn)處的不帶電的C球相接觸后，再放回原處，然后使B球跟很遠(yuǎn)處的C球接觸后，再放回原處這時(shí)兩球的作用力的大小變?yōu)镕/2由此可知A、B原來(lái)所帶電荷是_（填“同種”或“異種”）電荷；A、B所帶電量的大小之比是_【解析】 由于A、B兩球相互吸引，所以，它們?cè)瓉?lái)帶異種電荷設(shè)原來(lái)的電量（絕對(duì)值）分別為qA、qB，則FA與C接觸后，剩余電荷為qA，B再與C接觸后，若qBqA，則剩余電荷為（qBaA），A、B間仍為吸

19、引力；若qBqA，則剩余電荷為（qAqB），A、B間為斥力由庫(kù)侖定律得F或Fk 由得qBqBqA，顯然這是不可能的，即第一種假設(shè)不符合題目條件由得 【答案】 異種；614在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷，一個(gè)帶電量Q1，另一個(gè)帶電量Q2，且Q12Q2用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小，則在x軸上AE1E2之點(diǎn)只有一處，該處的合場(chǎng)強(qiáng)為0BE1E2之點(diǎn)共有兩處，一處的合場(chǎng)強(qiáng)為0，另一處的合場(chǎng)強(qiáng)為2E2CE1E2之點(diǎn)共有三處，其中兩處的合場(chǎng)強(qiáng)為0，另一處的合場(chǎng)強(qiáng)為2E2DE1E2之點(diǎn)共有三處，其中一處的合場(chǎng)強(qiáng)為0，另兩處的合場(chǎng)強(qiáng)為2E2【解析】 設(shè)Q1、Q2相距l(xiāng)，在它們的連線上距Q1x處有一點(diǎn)A，

20、在該處兩點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，則有即x24lx+2l20解得x即x1（2+）l，x2（2）l，說(shuō)明在Q2兩側(cè)各有一點(diǎn)，在該點(diǎn)Q1、Q2產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，在這兩點(diǎn)中，有一點(diǎn)兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小，方向都相同（若Q1、Q2為異種電荷，該點(diǎn)在Q1、Q2之間，若Q1、Q2為同種電荷，該點(diǎn)在Q1、Q2的外側(cè)），在另一點(diǎn)，兩電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反（若Q1、Q2為異種電荷，該點(diǎn)在Q1、Q2外側(cè)，若Q1、Q2為同種電荷，該點(diǎn)在Q1、Q2之間）【答案】 B5質(zhì)量為4×1018 kg的油滴，靜止于水平放置的兩平行金屬板間，兩板相距8 mm，則兩板間電勢(shì)差的最大可能值是_

21、V，從最大值開(kāi)始，下面連貫的兩個(gè)可能值是_V和_V（g取10 m/s2）【解析】 設(shè)油滴帶電量為nq，則nqEmg，即：nq·mg當(dāng)n1時(shí)，U最大，即：Umax V2 V當(dāng)n2時(shí)，U2 V1 V當(dāng)n3時(shí)，U3 V0.67 V【答案】 2；1；6有一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為9×103 N/C，在電場(chǎng)內(nèi)作一半徑為10 cm的圓，圓周上取A、B兩點(diǎn)，如圖918所示，連線AO沿E方向，BOAO，另在圓心O處放一電量為108 C的正點(diǎn)電荷，則A處的場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)；B處的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向?yàn)開(kāi)【解析】 由EkQ/r29.0×109×108/0.019.0×

22、103 N/C，在A點(diǎn)與原場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反在B點(diǎn)與原場(chǎng)強(qiáng)方向成45°角【答案】 0；9×103 N/C，與原場(chǎng)強(qiáng)方向成45°角向右下方7如圖919所示，三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬小球A、B、C，質(zhì)量分別為m、2m和3m，B球帶負(fù)電，電量為q，A、C不帶電，用不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三球連接，將它們懸掛在O點(diǎn)三球均處于豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中（場(chǎng)強(qiáng)為E）靜止時(shí)，A、B球間的細(xì)線的拉力等于_；將OA線剪斷后的瞬間，A、B球間的細(xì)線拉力的大小為_(kāi)圖919【解析】 線斷前，以B、C整體為研究對(duì)象，由平衡條件得 FT5mg+EqOA線剪斷后的瞬間，C球只受重力，自由下落，而由于B球受

23、到向下的電場(chǎng)力作用使A、B一起以大于重力加速度的加速度加速下落，以A、B整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得 Eq+3mg3ma以A為研究對(duì)象，則 FT+mgma由求得FTEq【答案】 5mg+Eq；Eq8如圖9110，兩個(gè)同樣的氣球充滿氦氣，氣球帶有等量同種電荷兩根等長(zhǎng)的細(xì)線下端系上5.0×103 kg的重物后，就如圖9110所示的那樣平衡地飄浮著，求每個(gè)氣球的帶電量為多少? 圖9110【解析】 分別對(duì)重物和小球分析受力如下圖所示，對(duì)重物2FTsinMg對(duì)氣球FT cosF，F(xiàn)T FT 解得：Q5.6×104 C【答案】 5.6×104 C9水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一

24、個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的質(zhì)點(diǎn)，從A點(diǎn)射入電場(chǎng)并沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡跟電場(chǎng)線（虛線表示）夾角為，如圖9111所示該勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向是_，場(chǎng)強(qiáng)大小E_圖9111【解析】 應(yīng)考慮物體還受G作用，G與電場(chǎng)力的合力與v方向在同一直線上，可判定【答案】 向左；10一根放在水平面內(nèi)的光滑玻璃管絕緣性很好，內(nèi)部有兩個(gè)完全一樣的彈性金屬小球A和B，帶電量分別為9Q和Q，兩球質(zhì)量分別為m和2m，兩球從圖9112所示的位置同時(shí)由靜止釋放，那么，兩球再次經(jīng)過(guò)圖中的原靜止位置時(shí)，A球的瞬時(shí)加速度為釋放時(shí)的_倍此時(shí)兩球速率之比為_(kāi)圖9112【解析】 兩球相撞時(shí)正、負(fù)電荷中和后，剩余電荷再平分，即A、B碰后均帶4Q的正

25、電荷由動(dòng)量守恒定律知，mvA2mvB，則2，則A、B同時(shí)由靜止釋放，相碰后必然同時(shí)返回到各自的初始位置碰前、碰后在原來(lái)位置A球所受B球?qū)λ淖饔昧Ψ謩e為FF即則碰后A球回到原來(lái)位置時(shí)的加速度a跟從該位置釋放時(shí)A球的加速度a之比為【答案】 ；2111在光滑絕緣的水平面上有兩個(gè)被束縛著的帶有同種電荷的帶電粒子A和B，已知它們的質(zhì)量之比mAmB13，撤除束縛后，它們從靜止起開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在開(kāi)始的瞬間A的加速度為a，則此時(shí)B的加速度為多大？過(guò)一段時(shí)間后A的加速度為a/2，速度為v0，則此時(shí)B的加速度及速度分別為多大？【解析】 兩電荷間的斥力大小相等，方向相反由牛頓第二定律得，當(dāng)A的加速度為a時(shí)，aB，同理

26、當(dāng)A的加速度為時(shí)，aB由于初速度均為零，加速時(shí)間相同，故A為v0時(shí)，vB【答案】 12如圖9113所示，半徑為r的硬橡膠圓環(huán)，其上帶有均勻分布的正電荷，單位長(zhǎng)度上的電量為q，其圓心處的場(chǎng)強(qiáng)為零現(xiàn)截去環(huán)頂部的一小段弧AB，ABL<<r，求剩余電荷在圓心處產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)圖9113【解析】 根據(jù)對(duì)稱性，除與AB弧關(guān)于圓心D對(duì)稱的弧AB（在底部）外，硬橡膠圓環(huán)上剩余部分與其相應(yīng)的對(duì)稱點(diǎn)的電荷在圓心D處產(chǎn)生的電場(chǎng)抵消，故O點(diǎn)的電場(chǎng)等效為由弧上的電荷產(chǎn)生，由對(duì)稱性知，由于L<<r，故上的電荷可視為點(diǎn)電荷，它在O點(diǎn)形成電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上，大小為E【答案】 ；方向豎直向上13有一絕

27、緣長(zhǎng)板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m，電量為q的物塊沿長(zhǎng)木板上表面以一定初速度自左端向右滑動(dòng)，由于有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，滑塊滑至板右端時(shí)，相對(duì)板靜止，若其他條件不變，僅將場(chǎng)強(qiáng)方向改為豎直向上，物塊滑至中央時(shí)就相對(duì)板靜止求：（1）物塊帶何種電荷（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小【解析】 （1）第二次滑行時(shí)，物塊與木板間的摩擦力Ff較大，此時(shí)物塊受電場(chǎng)力應(yīng)豎直向下，而場(chǎng)強(qiáng)E的方向向上，所以物塊帶負(fù)電（2）由動(dòng)量守恒知兩次物塊與木塊相對(duì)靜止時(shí)速度相同，故兩次系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能應(yīng)相同，設(shè)木板長(zhǎng)L，動(dòng)摩擦因數(shù)為，則應(yīng)有：（mgEq）L（mg+Eq） 得Emg/3q【答案】 負(fù)電；mg/3q14 兩個(gè)自由的點(diǎn)電荷A和B，帶

28、電量分別為4q和q，相距為d，試問(wèn)：在何處放一個(gè)怎樣電荷C，能使A、B、C三個(gè)電點(diǎn)荷均處于靜止?fàn)顟B(tài)?解析：根據(jù)平衡的條件考慮電荷C的平衡，該電荷必須放在A、B的連線上，另外由于A、B的電性未知，應(yīng)分析兩種情況：aA、B為異種電荷如圖1314所示若A、B為異種電荷，對(duì)C的作用力一個(gè)為引力，一個(gè)為斥力，所以C不能放在區(qū)域由于A的電荷量大于B，所以C應(yīng)距A較遠(yuǎn)，距B較近，應(yīng)放在區(qū)域設(shè)在離B x遠(yuǎn)處電荷C平衡，應(yīng)有同時(shí)考慮到AB也要處于平衡狀態(tài)，由電荷B平衡可得聯(lián)立求解得到x=d 而且的極性應(yīng)與電荷A的相同根據(jù)牛頓的第三定律可得電荷A自然處于平衡狀態(tài)bA、B為同種電荷同理分析，可知C應(yīng)在區(qū)域，應(yīng)用平衡

29、的條件建立方程求解可得該點(diǎn)距離B為d/3，C應(yīng)帶異種的電荷，所帶的電量為答案：如A、B電性相同，該點(diǎn)距離B為d/3離A2/3d，帶異種的電荷，所帶的電量為；如A、B電性不同，該點(diǎn)離Bd，離A距離2d，所帶電量4q15 兩個(gè)相同的金屬小球帶有正負(fù)的電荷，固定在一定的距離上，現(xiàn)在把它們相接觸后放在原處，則它們之間的庫(kù)侖力與原來(lái)相比將( )A變大 B變小C不變 D以上的情況均有可能解析：由電荷的守恒定律可知，兩球相接觸時(shí)，正負(fù)電荷中和，余下的電荷重新分配，由于兩球完全相同，接觸后兩球所帶的電量相同為，其中為原來(lái)帶正電小球的電量，原來(lái)帶負(fù)電小球的電量，根據(jù)兩球后來(lái)的作用力為兩球后來(lái)的作用力為兩次的力的

30、變化為顯然，的值，決定于括號(hào)內(nèi)的電荷量的取值范圍，令：當(dāng)：y=0時(shí)，即時(shí)當(dāng)：y>0時(shí)，即時(shí)或，電場(chǎng)力變大當(dāng)y<0時(shí)，即時(shí)，電場(chǎng)力變小綜合上面的分析，答案D是正確的.答案：D16、下列關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線的關(guān)系說(shuō)法中正確的是A帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，如只受電場(chǎng)力作用，其加速度方向一定與電場(chǎng)線方向相同B帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合C帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合D帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可能與電場(chǎng)線重合【解析】 電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線是完全不同的兩個(gè)概念，在分析有關(guān)問(wèn)題時(shí)，既要明確二者的本質(zhì)區(qū)別，還要搞清二者重合的條件電

31、場(chǎng)線方向表示場(chǎng)強(qiáng)方向，它決定電荷所受電場(chǎng)力方向，從而決定加速度方向，正電荷加速度方向與電場(chǎng)線的切線方向相同，負(fù)電荷則相反，故A錯(cuò)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)由粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的初速度和受力情況來(lái)決定，而該帶電粒子所在運(yùn)動(dòng)空間的電場(chǎng)的電場(chǎng)線可能是直線也有可能是曲線，帶電粒子在電場(chǎng)力作用下只有滿足：（1）電場(chǎng)線是直線；（2）粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線在一條直線上時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場(chǎng)線重合故B、C錯(cuò)而D選項(xiàng)正確【思考】 （1）帶電粒子在電場(chǎng)中能否做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?若能，將是什么樣的電場(chǎng)?（2）帶電粒子在電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下做“類(lèi)平拋”運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功?動(dòng)能和電勢(shì)能如何變?（3）帶電粒

32、子從等量同種電荷連線的中點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（只受電場(chǎng)力），其軌跡如何?運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何?【思考提示】 （1）能，電場(chǎng)方向應(yīng)沿徑向，且在圓周上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，例如在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，帶電粒子可以點(diǎn)電荷為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（2）電場(chǎng)力做正功帶電粒子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減?。?）帶電粒子在等量同種電荷連線的中點(diǎn)處于平衡狀態(tài)若帶電粒子所帶的電荷與兩端的電荷相反，則它受到擾動(dòng)離開(kāi)平衡位置后，將沿兩電荷的連線向一側(cè)做加速度逐漸增大的加速直線運(yùn)動(dòng)若帶電粒子所帶的電荷與兩端的電荷的電性相同，則它受到擾動(dòng)后將沿兩電荷連線的中垂線先做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)17、兩個(gè)電荷量分別為Q和4Q的負(fù)

33、電荷a、b，在真空中相距為l，如果引入另一點(diǎn)電荷c，正好能使這三個(gè)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試確定電荷c的位置、電性及它的電荷量【解析】 由于a、b點(diǎn)電荷同為負(fù)電性，可知電荷c應(yīng)放在a、b之間的連線上，而c受到a、b對(duì)它的庫(kù)侖力為零，即可確定它的位置又因a、b電荷也都處于靜止?fàn)顟B(tài)，即a、b各自所受庫(kù)侖力的合力均要為零，則可推知c的帶電性并求出它的電荷量依題意作圖如圖912所示，并設(shè)電荷c和a相距為x，則b與c相距為（lx），c的電荷量為qc對(duì)電荷c，其所受的庫(kù)侖力的合力為零，即FacFbc圖912根據(jù)庫(kù)侖定律有：解得：x1l，x2l由于a、b均為負(fù)電荷，只有當(dāng)電荷c處于a、b之間時(shí)，其所受庫(kù)侖力才可

34、能方向相反、合力為零，因此只有xl三個(gè)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，即a、b電荷所受靜電力的合力均應(yīng)為零，對(duì)a來(lái)說(shuō)，b對(duì)它的作用力是向左的斥力，所以c對(duì)a的作用力應(yīng)是向右的引力，這樣，可以判定電荷c的電性必定為正又由FbaFca，得：，即qcQ【思考】 （1）像本例這種情況，要保證三個(gè)電荷都靜止，三個(gè)電荷是否必須在同一直線上？?jī)蓚?cè)的電荷是否一定為同性電荷，中間的一定為異性電荷？（2）若a為+Q、b為4Q，引入的第三個(gè)電荷c的電性、電量，位置如何，才能使a、b、c均靜止？（3）本例中若a、b兩電荷固定，為使引入的第三個(gè)電荷c靜止，c的電性、電量、位置又如何？【思考提示】 （1）三個(gè)電荷必須在同一直線上，才能保證每一個(gè)電荷所受的其他兩電荷施加的庫(kù)侖力等大反向兩端的電荷必須是同性電荷，中間的為異性電荷，才能保證每一個(gè)電荷所受的兩個(gè)力均反向（2）若a為+Q，b為4Q，則c應(yīng)放在ab連線上a、b的外