第23講.靜電場(1).教師版

錯(cuò)題不再錯(cuò)就無敵了！ 靜電場（1）上課時(shí)間：靜電場（1）上課時(shí)間：學(xué)生姓名：高考解決方案 第一階段·模塊課程·靜電場（1） Pageof24第23講靜電場（1）目錄1電荷與電荷守恒定律2庫侖定律3場強(qiáng)4電場強(qiáng)度5電場的疊加6電場線7電勢能8等勢9電勢差10等勢面11電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系知識(shí)講解知識(shí)講解電荷與電荷守恒定律兩種電荷：自然界中存在兩種電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷．靜電感應(yīng)：如圖所示，將點(diǎn)電荷B放于兩個(gè)相互接觸的絕緣導(dǎo)體A的附近，由于電荷間的相互吸引、排斥，使A的左側(cè)帶負(fù)電，A的右側(cè)帶負(fù)電．這樣的起電過程稱為感應(yīng)起電。電荷守恒定律：不論摩擦起電還是感應(yīng)起電，起電的本質(zhì)都是微觀粒子的轉(zhuǎn)移，大量事實(shí)標(biāo)明，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，電荷的總量不變．或者說一個(gè)與外界沒有交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和是不變的。電荷量：電荷的多少。單位為庫倫，用C表示，正電荷的電量為正值，負(fù)電荷的電話為負(fù)值。元電荷：科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量是電子所帶的電荷量，用e表示，一個(gè)元電荷的電量為1.6×10－19C，所以帶電體的電荷量是e的整數(shù)倍．電子的比荷：電子的電荷量與其質(zhì)量的比．關(guān)于摩擦起電與感應(yīng)起電，以下說法中正確的是（）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)殡姾赊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，都是電荷轉(zhuǎn)移【解析】由電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或者從一個(gè)物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變，故不管是摩擦起電還是感應(yīng)起電，都是電荷的轉(zhuǎn)移．【答案】D將不帶電的導(dǎo)體A與帶負(fù)電荷的導(dǎo)體B接觸，導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)將：（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少【答案】C把兩個(gè)完全相同的小球接觸后分開，兩小球相互排斥，則兩球原來帶電情況不可能是（）A．原來的其中一個(gè)帶電B．兩個(gè)小球原來分別帶等量異種電荷C．兩個(gè)小球原來分別帶同種電荷D．兩個(gè)小球原來分別帶不等量電荷【答案】B下列說法正確的是（）A．元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B．所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍C．當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀和大小對(duì)它們間相互作用的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體就可看成點(diǎn)電荷D．元電荷是物體所帶的最小電荷量，不是實(shí)際的物質(zhì)粒子【答案】C庫侖定律點(diǎn)電荷是一種理想化的模型．若帶電體之間的距離比它們本身的尺寸大得多，以致帶電體的形狀和大小對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略不計(jì)，這樣的電荷可以看成點(diǎn)電荷．內(nèi)容：在真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力跟它們兩電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上．公式：，叫庫侖力或靜電力，也叫電場力．可以是引力，也可以是斥力，是靜電力恒量，其數(shù)值與單位的選取有關(guān)，公式中各量都取國際單位制單位時(shí)，．適用條件：①真空；②點(diǎn)電荷．.理解和應(yīng)用庫侖定律時(shí)應(yīng)注意的問題：①庫侖力具有力的一切性質(zhì)，相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力滿足牛頓第三定律．②在使用公式時(shí)，可只代入絕對(duì)值計(jì)算庫侖力的大小，相互作用力的方向根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷．③當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí)，任兩個(gè)帶電體之間的相互作用仍遵守庫侖定律，任一個(gè)帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力的作用，可利用力的合成的平行四邊形定則求出合力．④在具體問題中，兩個(gè)均勻帶電體或帶電球殼之間的庫侖作用力可以將電荷看成集中在球心處產(chǎn)生的作用力．而實(shí)際情況下帶電體帶電并不均勻，這時(shí)帶點(diǎn)球之間庫侖力可用公式定性分析．若用表示兩球心之間的距離，則當(dāng)兩球帶同種電荷時(shí)，；反之，當(dāng)兩球帶異種電荷時(shí)，．關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是：（）A．只有體積很小的電荷，才能作為點(diǎn)電荷B．體積很大的電荷，一定不能作為點(diǎn)電荷C．點(diǎn)電荷一定是帶電量很小的電荷D．兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理【答案】D真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距，帶電荷量是帶電荷量的倍，受到的庫侖力是，則受到的庫侖力是（）A．B．C．D．無法確定【答案】C已知真空中存在電荷量為的兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們兩之間的庫倫力為，則引入第三個(gè)點(diǎn)電荷，則此時(shí)之間的庫倫力為（）A．仍為 B．與的大小有關(guān)C．與和之間的距離有關(guān) D．一定大于【解析】根據(jù)力的獨(dú)立作用原理，兩物體之間的相互作用力不會(huì)因其他作用力的存在而受影響．【答案】AA、B、C是三個(gè)完全相同的導(dǎo)體小球，A、B的帶電情況相同，固定放置后其間的相互作用力的庫侖斥力為F，今將不帶電的小球C先后與A、B小球接觸后移去，則A、B間的庫侖力的大小將變成多少？【答案】如圖所示，一個(gè)掛在絲線下端的帶正電的小球B，靜止在圖示位置；若固定的帶正電的小球A電量為Q，B球的質(zhì)量為m，帶電量為q，絲線與豎直方向夾角為θ，A和B在同一水平線上，整個(gè)裝置處于真空中，求A、B兩球之間的距離為多少?【答案】如圖所示，分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知與之間的距離為，與之間的距離為，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)；（1）如為正電荷，則為________電荷，為________電荷．（2）三者電荷量大小之比______：______:______．【解析】（1）若為正電荷，且三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)，均帶負(fù)電才能滿足要求；（2）由于三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，由共點(diǎn)力平衡、庫侖定律可得，，，聯(lián)立以上三式得:．【答案】（1）負(fù)負(fù)（2）半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為＋Q的電荷，另一電量為＋q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對(duì)稱性，點(diǎn)電荷受力為零．現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r（r<<R）的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為＿＿＿＿（已知靜電力常量為k）方向?yàn)椋撸撸撸撸敬鸢浮?，方向由球心指向小孔中心．在光滑水平面上，有兩個(gè)帶相同電性的點(diǎn)電荷，質(zhì)量m1＝2m2，電量q1=2q2，當(dāng)它們從靜止開始運(yùn)動(dòng)，m1的速度為v時(shí)，m2的速度為_________；m1的加速度為時(shí)，m2的加速度為_________，當(dāng)q1、q2相距為r時(shí)，m1的加速度為，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的加速度為時(shí)，m2的加速度為2．由庫侖定律知：，,由以上兩式得【答案】2v，2a，a如圖所示，完全相同的金屬小球和帶等量異種電荷，中間連接著一個(gè)輕質(zhì)彈簧（絕緣），放在光滑絕緣水平面上，平衡時(shí)彈簧的壓縮量為．現(xiàn)將不帶電的與完全相同的金屬球與接觸一下，然后拿走，重新平衡后彈簧的壓縮量為，則（）A． B． C． D．【解析】C與A接觸后，A的電量變?yōu)樵瓉淼囊话耄舸藭r(shí)A、B距離不變，則庫倫力減為原來的一半，但二者的距離會(huì)在庫倫力減小時(shí)增大，于是庫倫力隨之變得更小，即F小于原來的一半，x也小于原來的一半．【答案】C電場定義：電場是在電荷周圍存在的一種物質(zhì)，它是傳遞電荷間相互作用的．電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)，并非由分子、原子組成．基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用，此力稱為電場力．電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的．電場強(qiáng)度試探電荷：作為試探電荷的電荷量應(yīng)該充分小，放入之后，不致影響原來要研究的電場；體積充分小，便于研究電場中各點(diǎn)的情況．電場強(qiáng)度①定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟電荷量的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度．②公式：③物理意義：是描述電場力性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的電場力無關(guān)．④公式是電場強(qiáng)度的定義式，適用于一切電場，但和無法決定電場強(qiáng)度的大小，所以不能說，．定義式僅告訴我們一種測量電場強(qiáng)度的方法．電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度是唯一的，它與試探電荷無關(guān)，它決定于形成電場的電荷及空間位置．⑤電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)受到的電場力的方向相同；負(fù)電荷在電場中受到的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反．⑥點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：場源電荷與試探電荷相距，則它們相互間的庫侖力，所以電荷處的電場強(qiáng)度為．（為真空中的點(diǎn)電荷的帶電量，為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離，適用于真空中的點(diǎn)電荷．）方向：若為正電荷，場強(qiáng)方向沿和該點(diǎn)的連線并指向該點(diǎn)；若為負(fù)電荷，場強(qiáng)方向沿與該點(diǎn)的連線指向．由電場強(qiáng)度的定義E=F/q可知（）A．E和F成正比，F(xiàn)越大E越大B．E和q成反比，q越大E越小C．E的方向與F的方向相同D．E的大小可由F/q確定【答案】D在電場中某點(diǎn)放一試探電荷，電荷量為，試探電荷受到的電場力為，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度為，那么下列說法正確的是（）A．若移去試探電荷，該點(diǎn)的電場強(qiáng)度就變?yōu)榱鉈．若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為的試探電荷，該點(diǎn)的場強(qiáng)就變?yōu)镃．若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為的試探電荷，該點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為，但場強(qiáng)的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较駾．若在該點(diǎn)放一個(gè)電荷量為的試探電荷，則該點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為，場強(qiáng)的方向還是原來的場強(qiáng)方向【答案】D在真空中點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷，直線通過點(diǎn)，的距離，點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷，如圖所示．（1）求在點(diǎn)受到的作用力（2）點(diǎn)的場強(qiáng)（3）拿走后點(diǎn)的場強(qiáng)（4）兩點(diǎn)的場強(qiáng)哪點(diǎn)大？（5）如果把換成的點(diǎn)電荷，情況如何？【解析】根據(jù)題意，是形成電場的電荷，為試探電荷，為了方便，只用量的絕對(duì)值計(jì)算，力和場強(qiáng)的方向可以利用電荷的正負(fù)判斷．（1）電場是一種物質(zhì)，電荷在電場中的點(diǎn)受到的作用力是電荷通過電場對(duì)的作用力，根據(jù)庫侖定律，得因?yàn)闉檎姾?，為?fù)電荷，庫侖力是吸引力，所以力的方向沿指向．（2）的場強(qiáng)其方向沿連線背離，因?yàn)樗姆较蚺c正電荷受到的電場力的方向相同．另一種解法：將代入得（3）從點(diǎn)拿走試探電荷，有的同學(xué)說點(diǎn)的場強(qiáng)，這是錯(cuò)誤的，其原因是不明白場強(qiáng)是反映電場力性質(zhì)的物理量，它是由形成電場的電荷決定的，與試探電荷的是否存在無關(guān)，因此場強(qiáng)不變．（4）根據(jù)正點(diǎn)電荷的場強(qiáng)分布圖可知，，即點(diǎn)的場強(qiáng)大．（5）若將換成，點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變，方向相反．點(diǎn)的場強(qiáng)仍然大于點(diǎn)的場強(qiáng)．【答案】（1）（2）（3）（4）（5）電場的疊加兩個(gè)（或兩個(gè)以上）的點(diǎn)電荷在真空中同時(shí)存在時(shí)，空間某點(diǎn)的場強(qiáng)等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)、的矢量和．，可根據(jù)矢量運(yùn)算的法則，求出該點(diǎn)的場強(qiáng)．等量同正點(diǎn)電荷場強(qiáng)及電勢分布①水平線：由兩電荷向無窮遠(yuǎn)場強(qiáng)大小遞減，方向指向無窮遠(yuǎn)處；由兩電荷向連線中點(diǎn)場強(qiáng)遞減，中心為0，方向指向中心．②中垂線：從中心向上下無窮遠(yuǎn)大小先增大后減小，方向指向無窮遠(yuǎn)處，電勢逐漸減?。攘客?fù)電荷上面①②中場強(qiáng)大小不變，方向反向．等量異種電荷場強(qiáng)及電勢分布①水平線：由兩電荷向無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)大小遞減，方向由正電荷指向無窮遠(yuǎn)處，或者由無窮遠(yuǎn)處指向負(fù)電荷；兩電荷間連線，場強(qiáng)方向由正電荷指向負(fù)電荷，大小先減小后增大，中心為非0極值．②中垂線：場強(qiáng)由中心向無窮遠(yuǎn)處遞減，方向水平指向負(fù)電荷一邊.邊長為a的正三角形ABC的三點(diǎn)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點(diǎn)處的場強(qiáng)大小和方向．【答案】方向由O指向C．如圖所示，在真空中有兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q．直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，O是兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn)．a(chǎn)、b是兩點(diǎn)電荷連線上關(guān)于O的對(duì)稱點(diǎn)，c、d是直線MN上的兩個(gè)點(diǎn)．下列說法中正確的是（）．++Q-QabcdOMNA．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場力先增大后減小B．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場力先減小后增大C．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場力先增大后減小D．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動(dòng)到d，所受電場力先減小后增大【答案】C如圖所示，、是兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們的電荷量分別為、，是連線的中垂線，是中垂線上的一點(diǎn)．下列哪種情況能使點(diǎn)電場強(qiáng)度方向指向的左側(cè)（）A．、都是正電荷，且B．是正電荷，是負(fù)電荷，且C．是負(fù)電荷，是正電荷．且D．、都是負(fù)電荷，且【解析】電場強(qiáng)度是矢量，它的疊加遵循平行四邊形定則，結(jié)合選項(xiàng)由點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)及平行四邊形定則作圖進(jìn)行判斷．【答案】ACD【小結(jié)】圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為和的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為．取環(huán)面中心為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為軸．設(shè)軸上任意點(diǎn)到點(diǎn)的距離為，點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為．下面給出的四個(gè)表達(dá)式（式中為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的．你可能不會(huì)求解此處的場強(qiáng)，但是你可以通過一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，的合理表達(dá)式應(yīng)為（）．A．B．C．D．【解析】當(dāng)R1=0時(shí)，對(duì)于A項(xiàng)而言E=0，此時(shí)帶電圓環(huán)演變?yōu)閹щ妶A面，中心軸線上一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E>0，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)x=0時(shí)，此時(shí)要求的場強(qiáng)為O點(diǎn)的場強(qiáng)，由對(duì)稱性可知E0=0，對(duì)于C項(xiàng)而言，x=0時(shí)E為一定值，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．當(dāng)x→∞時(shí)E→0，而D項(xiàng)中E→4πkσ故D項(xiàng)錯(cuò)誤；所以正確選項(xiàng)只能為B．【答案】B電場線電場線：為了形象地描述電場的大小、方向而引入的假想曲線.（不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡）電場線的性質(zhì)①電場線越密的地方，電場強(qiáng)度越大；越稀的地方，電場強(qiáng)度越小．②電場線上各點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)處的場強(qiáng)方向相同．③電場線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，任兩條電場線不相交，也不相切．④沿電場線方向電勢降落．⑤電場線與等勢面垂直．（④⑤可在學(xué)完電勢、等勢面之后再總結(jié)）勻強(qiáng)電場：電場中各點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向都相同的電場叫勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場中的電場線是平行等間距的直線.電荷在勻強(qiáng)電場中受到的電場力的大小和方向都不變，即受到的電場力是恒力，若只受電場力，電荷在勻強(qiáng)電場中將做勻變速運(yùn)動(dòng)，軌跡是直線或者拋物線.幾種典型電場的電場線分布①正點(diǎn)電荷的電場如圖甲所示：由正電荷出發(fā)，到無窮遠(yuǎn)處終止．②負(fù)點(diǎn)電荷的電場如圖乙所示：由無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止．說明：點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場．離點(diǎn)電荷越近，電場線越密，場強(qiáng)越大．．在點(diǎn)電荷形成的電場中，不存在場強(qiáng)相同的點(diǎn)．．若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強(qiáng)大小處處相等，方向各不相同．③等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線的分布情況如圖甲所示，其特點(diǎn)有：．兩點(diǎn)電荷連線上的各點(diǎn)場強(qiáng)的方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大．．兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場線方向均相同，即場強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直．．在中垂面（中垂線）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)等距離的各點(diǎn)的場強(qiáng)相同．④等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中的電場線的分布情況如圖乙所示，其特點(diǎn)是：．兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處場強(qiáng)為零，此處無電場線．．兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀疏，但場強(qiáng)并不為零．．從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)沿中垂面（中垂線）到無限遠(yuǎn)，電場線先變密后變疏，即場強(qiáng)先變大后變?。輨驈?qiáng)電場及點(diǎn)電荷與帶電平板間的電場線分布（如上圖所示）靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器．某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線為該收塵板的橫截面．工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上．若用粗黑曲線表示原來靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列4幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)（）．【解析】粉塵受力方向應(yīng)該是電場線的切線方向，從靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌跡是如A所示．【答案】A在勻強(qiáng)電場中，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θ，如圖所示，則電場強(qiáng)度的大小為（）．A．有唯一值B．最小值是C．最大值D．【解析】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【答案】B如圖所示，重力為、電量為的帶正電小球，用絕緣絲線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，平衡時(shí)，絲線與豎直方向成角．若要保持帶電小球在原處不動(dòng)，令勻強(qiáng)電場方向緩慢逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至豎直向上，則場強(qiáng)大小在此過程中（）．A．保持不變 B．逐漸增大C．逐漸減小 D．先變小后變大【答案】D如圖是表示在一個(gè)電場中的四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時(shí)，測得的檢驗(yàn)電荷的電荷量跟它所受電場力的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下列敘述正確的是（）A．這個(gè)電場是勻強(qiáng)電場B．四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是C．四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是D．無法確定這四個(gè)點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系【答案】BA．，B．，C．，D．，【答案】C如圖所示，帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線的分布情況．一帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中虛線所示．若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是（）．A．若粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，則粒子帶正電；若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則粒子帶負(fù)電B．不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，還是從B運(yùn)動(dòng)到A，粒子必帶負(fù)電C．若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其加速度減小D．若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其速度減小【答案】BC圖甲中，MN為很大的薄金屬板（可理解為無限大），金屬板原來不帶電．在金屬板的右側(cè)，距金屬板距離為d的位置上放入一個(gè)帶正電、電荷量為q的點(diǎn)電荷，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布．P是點(diǎn)電荷右側(cè)，與點(diǎn)電荷之間的距離也為d的一個(gè)點(diǎn)，幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難．幾位同學(xué)經(jīng)過仔細(xì)研究，從圖乙所示的電場得到了一些啟示，經(jīng)過查閱資料他們知道：圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的．圖乙中兩異號(hào)點(diǎn)電荷電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線．由此他們分別求出了P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，正確的是．A．B．C．D．【答案】C電勢能電勢能：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能．在電場中確定的兩點(diǎn)間移動(dòng)同一電荷，靜電力做的功跟電荷移動(dòng)的路徑無關(guān)．靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系①靜電力做的功等于電勢能的減少量．（為電荷從點(diǎn)到點(diǎn)的過程中靜電力所做的功，和表示電荷在點(diǎn)和點(diǎn)的電勢能）．②靜電力做正功，電荷的電勢能減少，靜電力做負(fù)功，電荷的電勢能增加．電勢能大?。弘姾稍谀滁c(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能位置時(shí)所做的功．零勢能位置是人為規(guī)定的，通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零．與重力勢能進(jìn)行類比理解．電勢能大小的比較方法主要有以下幾種：①場電荷判斷法：離場正電荷越近，檢驗(yàn)正電荷的電勢能越大，檢驗(yàn)負(fù)電荷的電勢能越?。浑x場負(fù)電荷越近，檢驗(yàn)正電荷的電勢能越小，檢驗(yàn)負(fù)電荷的電勢能越大．②電場線法：正電荷順著電場線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢能逐漸減小，逆著電場線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢能逐漸增大；負(fù)電荷順著電場線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢能逐漸減?。圩龉ε袛喾ǎ弘妶隽ψ稣Γ姾桑o論是正電荷還是負(fù)電荷）從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方；反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方．電勢電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢，即，其中，表示電勢，表示電荷的電勢能．單位：伏特（），電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向．電勢是由電場本身決定的，與試探電荷無關(guān)．電場線指向電勢降低的方向．相對(duì)性①與電勢能情況相似，電場中的電勢具有相對(duì)性，某點(diǎn)的電勢會(huì)因零電勢點(diǎn)的選取不同而不同．②應(yīng)先規(guī)定電勢零點(diǎn)，然后才能確定各點(diǎn)的電勢．③通常取無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零．等量同正點(diǎn)電荷場強(qiáng)及電勢分布等量同負(fù)電荷電勢分布①水平線：由兩電荷向無窮遠(yuǎn)場強(qiáng)大小遞減，方向指向無窮遠(yuǎn)處，電勢逐漸減?。挥蓛呻姾上蜻B線中點(diǎn)場強(qiáng)遞減，中心為0，方向指向中心，電勢逐漸減小．②中垂線：從中心向上下無窮遠(yuǎn)大小先增大后減小，方向指向無窮遠(yuǎn)處，電勢逐漸減?。攘客?fù)電荷電勢分布上面①②中場強(qiáng)大小不變，方向反向，電勢由減小變?yōu)樵黾樱攘慨惙N電荷電勢分布①水平線：兩電荷間連線，電勢由正向負(fù)遞減．②中垂線：中垂面為等勢面，連接無窮遠(yuǎn)處，無窮遠(yuǎn)處電勢為0，所以中垂面電勢都為0．關(guān)于電勢與電勢能的說法正確的是（）．A．電荷在電場中電勢高的地方電勢能大B．在電場中的某點(diǎn)，電量大的電荷具有的電勢能比電量小的電荷具有的電勢能大C．正電荷形成的電場中，正電荷具有的電勢能比負(fù)電荷具有的電勢能大D．負(fù)電荷形成的電場中，正電荷具有的電勢能比負(fù)電荷具有的電勢能小【解析】正電荷在電勢高處的電勢能比電勢低處的電勢能大，負(fù)電荷則反之，所以A錯(cuò)．當(dāng)具有電勢為正值時(shí)，電量大的電荷具有的電勢能大于電量小的電荷具有的電勢能，當(dāng)電勢為負(fù)值，恰好相反，所以B錯(cuò)．正電荷形成的電場中，電勢為正值，這樣電勢與正電荷的電量來積為正值，而負(fù)電荷在正電荷形成的電場中電勢能為負(fù)值，因此C正確．負(fù)電荷形成的電場中，電勢為負(fù)值，因而正電荷具有的電勢能為負(fù)值，負(fù)電行具有的電勢能為正值，所以D正確．【答案】CD如圖所示的電場線，可判定（）．A．該電場一定是勻強(qiáng)電場B．點(diǎn)的電勢一定低于點(diǎn)電勢C．負(fù)電荷放在點(diǎn)的電勢能比點(diǎn)的電勢能大D．負(fù)電荷放在點(diǎn)所受電場力方向向右【解析】由一根電場線無法判斷電場的大小，故A錯(cuò)；沿電場線方向，電勢降低，故B錯(cuò)C對(duì);負(fù)電荷放在B點(diǎn)所受電場力方向向左．【答案】C如圖所示，水平固定的帶電小圓盤A，取盤中心O點(diǎn)的電勢為零，從盤心O處釋放一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，由于電場的作用，小球豎直上升的最大高度可達(dá)盤中心豎直線上的C點(diǎn)，且OC=h，又知道小球通過豎直線上B點(diǎn)時(shí)的速度最大且為，由此可以確定（）．A．B點(diǎn)的場強(qiáng)和C點(diǎn)的場強(qiáng)B．C點(diǎn)的場強(qiáng)和B點(diǎn)的電勢C．B點(diǎn)的場強(qiáng)和C點(diǎn)的電勢D．B點(diǎn)的電勢和C點(diǎn)的電勢【解析】在點(diǎn)，小球受到的電場力大于重力，小球開始做加速運(yùn)動(dòng)．在遠(yuǎn)離的過程中，電場力減小，加速度減小，到點(diǎn)，電場力等于重力，小球速度最大，此時(shí)有，所以．在到的過程中，小球速度減小，直到速度為零．從到的過程中，根據(jù)能量關(guān)系或動(dòng)能定理可知，，故，選C．【答案】C如圖所示，水平向左的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小為E，一根不可伸長的絕緣細(xì)線長度為L，細(xì)線一端拴一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球，另一端固定在O點(diǎn)．把小球拉到使細(xì)線水平的位置A，然后由靜止釋放，小球沿弧線運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與水平方向成角θ=60o的位置B時(shí)速度為零．以下說法中正確的是（）．A．A點(diǎn)電勢低于的B點(diǎn)的電勢B．小球受到的重力與電場力的關(guān)系是C．小球在B時(shí)，細(xì)線拉力為T=2mgD．小球從A運(yùn)動(dòng)到B過程中，電場力對(duì)其做的功為【答案】B某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為和，電勢分別為和，則（）．A．B．C．D．【答案】A如圖所示，在一真空區(qū)域中，AB、CD是圓O的兩條直徑，在A、B兩點(diǎn)上各放置電荷量為+Q和-Q的點(diǎn)電荷，設(shè)C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為EC、ED，電勢分別為，下列正確的是（）．A．EC與ED相同，與相等B．EC與ED相同，與不相等C．EC與ED不相同，與相等D．EC與ED不相同，與不相等【答案】B如圖1所示，A、B是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn)．一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅受電場力作用，從A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．在此過程中，該點(diǎn)電荷的速度υ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示．則下列說法中正確的是（）圖1圖1υO(shè)t圖2ABA．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大B．A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等C．A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢高D．A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢低【答案】C兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布，正確描述電勢隨位置變化規(guī)律的是圖【答案】A等勢面電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面，叫做等勢面．等勢面的特點(diǎn)①電場線一定跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．②在同一等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功．③對(duì)等差等勢面，密集的地方場強(qiáng)大，稀疏的地方場強(qiáng)?。Ｒ婋妶龅葎菝娴男螤睿▓D中相鄰兩個(gè)等勢面之間的電勢差相等）①點(diǎn)電荷的電場：等勢面是一系列同心圓球，如圖．②等量異種、同種點(diǎn)電荷的電場的等勢面比較．如圖甲乙．③勻強(qiáng)電場：等勢面是相互平行、間隔相等的一族平面，如圖．右圖中的虛線為某電場的等勢面，有兩個(gè)帶電粒子（重力不計(jì)），以不同的速率，沿不同的方向，從A點(diǎn)飛入電場后，沿不同的徑跡1和2運(yùn)動(dòng)，由軌跡可以判斷（）．A．兩粒子的電性一定相同B．粒子1的動(dòng)能先減小后增大C．粒子2的電勢能先增大后減小D．經(jīng)過B、C兩點(diǎn)時(shí)兩粒子的速率可能相等【解析】沿徑跡1運(yùn)動(dòng)的粒子，受排斥力，動(dòng)能先減小后增大，電勢能先增大后減??；沿徑跡2運(yùn)動(dòng)的粒子，情況正好相反，所以B選項(xiàng)正確．由于在A點(diǎn)時(shí)兩粒子的速率不相等，而A、B、C三點(diǎn)處于同一等勢面上，所以速率也不相等．【答案】B根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c為該α粒子運(yùn)動(dòng)過程中依次經(jīng)過的三點(diǎn)．下列說法中正確的是（）．A．三點(diǎn)的電場強(qiáng)度的關(guān)系為Eb<Ea=EcB．三點(diǎn)的電勢的高低的關(guān)系為φb<φa=φcC．α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中電勢能先減小后增大D．α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中電場力先做負(fù)功后做正功【答案】D一個(gè)電子只在電場力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡如圖中虛線所示，圖中一組平行實(shí)線可能是電場線也可能是等勢面，下列說法中正確的是（）．A．如果實(shí)線是電場線，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高B．如果實(shí)線是等勢面，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低C．如果實(shí)線是電場線，則電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的電勢能大D．如果實(shí)線是等勢面，則電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的電勢能大【答案】C電勢差電場中兩點(diǎn)間電勢的差值叫做電勢差，也叫做電壓．、兩點(diǎn)間的電勢差為，靜電力做功與電勢差的關(guān)系，為電荷在電場中從移動(dòng)到時(shí)靜電力做的功，為兩點(diǎn)間的電勢差．電子伏是研究微觀粒子時(shí)常用的能量單位．1ev就是電勢差為1V的兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)元電荷電場力所做的功．1ev＝1.6×10－19C×1V＝1.6×10－19J，把一個(gè)二價(jià)正離子從大地移動(dòng)到電場中的A點(diǎn)，W＝6ev，求：=？【解析】，可得3V如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心處放一點(diǎn)電荷．現(xiàn)將質(zhì)量為、電荷量為的小球從半圓形管的水平直徑端點(diǎn)靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)管壁恰好無壓力．若小球所帶電量很小，不影響點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場，則置于圓心處的點(diǎn)電荷在點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小為（）．A． B． C．D．【解析】A到B可用動(dòng)能定理處理，只有重力做功，B點(diǎn)電場力和重力的合力充當(dāng)向心力．【答案】C如圖所示，在粗糙、絕緣且足夠大的水平面上固定著一個(gè)帶負(fù)電荷的點(diǎn)電荷．將一個(gè)質(zhì)量為，帶電荷為的小金屬塊（金屬塊可以看成為質(zhì)點(diǎn)）放在水平面上并由靜止釋放，金屬塊將在水平面上沿遠(yuǎn)離的方向開始運(yùn)動(dòng)．則在金屬塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中（）．A．B．金屬塊的電勢能先減小后增大C．金屬塊的加速度一直減小D．【解析】金屬塊先加速后減速最終靜止【答案】D在真空中的光滑水平絕緣面上有一帶電小滑塊．開始時(shí)滑塊靜止．若在滑塊所在空間加一水平勻強(qiáng)電場E1，持續(xù)一段時(shí)間后立即換成與E1相反方向的勻強(qiáng)電場E2．當(dāng)電場E2與電場E1持續(xù)時(shí)間相同時(shí)，滑塊恰好回到初始位置，且具有動(dòng)能Ek．在上述過程中，E1對(duì)滑塊的電場力做功為W1，沖量大小為I1；E2對(duì)滑塊的電場力做功為W2，沖量大小為I2．則（）．A．I1＝I2B．4I1＝I2C．W1＝0.25EkW2＝0.75EkD．W1＝0.20EkW2＝0.80Ek【答案】C如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)直管豎直放置．在管子的底部固定一電荷量為(0)的點(diǎn)電荷．在距離底部點(diǎn)電荷為的管口處，有一電荷量為(0)、質(zhì)量為的點(diǎn)電荷由靜止釋放，在距離底部點(diǎn)電荷為的處速度恰好為零．現(xiàn)讓一個(gè)電荷量為、質(zhì)量為的點(diǎn)電荷仍在A處由靜止釋放，已知靜電力常量為，重力加速度為，則該點(diǎn)電荷（）．hh2ABh1A．運(yùn)動(dòng)到B處的速度為零B．在下落過程中加速度逐漸減小C．運(yùn)動(dòng)到B處的速度大小為D．速度最大處與底部點(diǎn)電荷距離為【答案】C如圖，坐標(biāo)系xOy，在x軸上固定著關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的等量異號(hào)點(diǎn)電荷+Q和－Q，C、D、E三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為C（0，a），D（b，0）和E（b，a）．將一個(gè)點(diǎn)電荷+q從O移動(dòng)到D，電場力對(duì)它做功為W1，將它點(diǎn)電荷從C移動(dòng)到E，電場力對(duì)它做功為W2．下列正確的是（）．A．兩次移動(dòng)電荷電場力都做正功，且W1=W2B．兩次移動(dòng)電荷電場力都做正功，且W1＞W(wǎng)2C．兩次移動(dòng)電荷電場力都做負(fù)功，且W1=W2D．兩次移動(dòng)電荷電場力都做負(fù)功，且W1＞W(wǎng)2【答案】B如圖所示為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象．當(dāng)時(shí)，在此勻強(qiáng)電場中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是（）A．帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B．2s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)C．帶電粒子在0-3s內(nèi)的初、末位置間的電勢差為零D．0-3s內(nèi)，電場力的總沖量為零，電場力的總功不為零【答案】C電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場方向的距離的乘積．或（注意：這個(gè)公式只適用于勻強(qiáng)電場；公式中的是沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的距離．）某靜電場沿x方向的電勢分布如圖所示，則（）XX1X2A．在0～xl之間不存在沿x方向的電場B．在0～xl之間存在著沿x方向的勻強(qiáng)電場C．在x1～x2之間存在著沿x方向的勻強(qiáng)電場D．在x1～x2之間存在著沿x方向的非勻強(qiáng)電場【解析】在0～x1之間電勢不變，即在0～x1之間等勢，故在此方向無電場；在x1～x2之間電勢隨距離均勻減小，則在x1～x2之間有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，故A、C正確．【答案】AC【小結(jié)】圖像的斜率為場強(qiáng)E鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)兩個(gè)質(zhì)量分別是的小球，各用長為的絲線懸掛在同一點(diǎn)，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為時(shí)，兩絲線張開一定的角度，如圖所示，則下列說法正確的是（）．A．若，則 B．若，則C．若，則 D．若，則【解析】以m1為研究對(duì)象，對(duì)m1受力分析如圖所示．由共點(diǎn)力平衡得：①②，由①／②得大小如何，同理，因?yàn)椴徽搎1，q2大小如何兩帶電小球所受庫侖斥力屬于作用力與反作用力，永遠(yuǎn)相等，故從知，m大，則小，θ變?。é?lt;90°），m相等，θ也相等，BC正確．【答案】BC如圖所示，懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電量不變的小球A．在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B．當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時(shí)，懸線偏離豎直方向的角度為θ，若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電量分別為q1和q2，θ分別為30°和45°．則q2/q1為（）．AABOθ絕緣手柄A．2B．3C．2D．3【答案】C在軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷，一個(gè)帶正電，一個(gè)帶負(fù)電，且．用和分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小，則在軸上（）．A．的點(diǎn)只有一處，該處的合場強(qiáng)為零B．的點(diǎn)共有兩處，一處的合場強(qiáng)為零，另一處的合場強(qiáng)為C．的點(diǎn)共有三處，兩處的合場強(qiáng)為零，另一處的合場強(qiáng)為D．的點(diǎn)共有三處，一處的合場強(qiáng)為零，另兩處的合場強(qiáng)為【答案】B如圖所示，在、兩點(diǎn)上放置兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們的電荷量分別為、，是連接兩點(diǎn)的直線，是直線上的一點(diǎn)，下列哪種情況下點(diǎn)的場強(qiáng)可能為零（）．A．、都是正電荷，且B．是正電荷，是負(fù)電荷，且C．是負(fù)電荷，是正電荷，且D．、都是負(fù)電荷，且【解析】設(shè)在MN上的任意一點(diǎn)，q1產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E1，q2產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E2．A中，P點(diǎn)場強(qiáng)方向向左，大小為E=E1+E2．B中，P點(diǎn)場強(qiáng)大小為E=|E1-E2|，由于q1的電荷量較小，P點(diǎn)距離q1較近，故P點(diǎn)場強(qiáng)可為零．C中，P點(diǎn)場強(qiáng)方向向右，大小為E=E1-E2．D中，P點(diǎn)場強(qiáng)方向向右，大小為E=E1+E2．【答案】B如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A—O—B勻速飛過，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【解析】由等量異種電荷電場線分布可知，從A到O，電場由疏到密；從O到B，電場線由密到疏，所以從A—O—B，電場強(qiáng)度應(yīng)由小變大，再由大變小，而電場強(qiáng)度方向沿電場切線方向，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)與電子所受電場力大小相等方向相反．電子受的電場力與場強(qiáng)方向相反，即水平向左，電子從A—O—B過程中，電場力由小變大，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．【答案】B請(qǐng)用學(xué)