電場知識點講解例題

第九章電場電場是高中物理的重點知識之一．本章著重從力和能兩個角度研究電場的基本性質(zhì)．本章既是重點，又是難點，也是高考的熱點．它是電磁學(xué)的基礎(chǔ)，特別是在“3＋X”理科綜合考試中，它將成為聯(lián)系力學(xué)和電磁學(xué)的一個重要鈕帶．電荷庫侖定律電荷守恒定律電荷庫侖定律電荷守恒定律帶電粒子在電場中（1）平衡（2）直線加速（3）偏轉(zhuǎn)電場的能的性質(zhì)電勢：＝ε/q，標(biāo)量，等勢面電勢差：UAB＝A－B＝－ε/q＝WAB/q電勢能：ε＝q，AB＝-UABq電場力的功：WAB＝UABq＝-εAB電場力做功與路徑無關(guān)電場力：F＝Eq(任何電場)F＝Kq1q2/r2(真空中點電荷)電場的力的性質(zhì)場強E＝F/q，矢量，電場線勻強電場：E＝U/d真空中點電荷的電場：E＝KQ/r2電場電容器電容C＝Q/U平行板電容器C＝εS/4kd專題一電場的力的性質(zhì)【考點透析】一、本專題考點：本單元除電荷及電荷守恒定律為Ⅰ類要求外，其余均為Ⅱ類要求．即能夠確切理解其含義及與其它知識的聯(lián)系，能夠用它解決生活中的實際問題．在高考中主要考查方向是：①運用庫侖定律定性或定量分析點電荷間的相互作用問題，并常用力學(xué)中處理物體平衡的方法分析帶電小球的平衡問題；②運用電場強度的概念和電場線的性質(zhì)對各種電場進(jìn)行定性和定量的分析．二、理解和掌握的內(nèi)容1．對電場和電場線的理解只要有電荷存在，其周圍空間就存在電場，它是電荷間相互作用的媒介，電場具有力和能的性質(zhì)．電場強度是矢量，滿足矢量疊加原理．電場線是用來描述空間各點場強連續(xù)變化規(guī)律的一組假想的曲線．電場線的特點是：其方向代表場強方向、其疏密代表場強大小；電場線起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)）終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)）；電場線不能相交．2．幾點說明（1）庫侖定律的適應(yīng)條件：真空中，點電荷（帶電體的線度遠(yuǎn)小于電荷間的距離r時，帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可忽略不計，可看作是點電荷）．（2）元電荷、點電荷和檢驗電荷的區(qū)別：電子和質(zhì)子帶最小的電量e＝1.610-19C，任何帶電體所帶的電量均為e的整數(shù)倍，故稱1.610-19C為元電荷，它不是電子也不是質(zhì)子，而是帶電物質(zhì)的最小電量值；如果帶電體的線度遠(yuǎn)小于電荷間的距離，帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可忽略不計，這樣的帶電體可看作是點電荷，它是一種科學(xué)的抽象，是一種理想模型；檢驗電荷是電量足夠小的點電荷，只有當(dāng)點電荷放入電場中后不足以原電場的性質(zhì)或?qū)υ妶龅挠绊懞雎圆挥嫊r，該點電荷才能作為檢驗電荷．3．難點釋疑（1）電場線是直線的電場不一定是勻強電場，如孤立點電荷產(chǎn)生的電場是非勻強電場，它的電場線就是直線．（2）電場線不是帶電粒子的運動軌跡，只的在滿足一定條件時帶電粒子運動的軌跡才有可能與電場線重合．帶電粒子的運動軌跡是由帶電粒子受到的合外力和初速度來決定的，必須從運動和力的觀點來分析確定．【例題精析】AB圖10—１例1如圖所示，半徑相同的兩個金屬小球A、B帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，兩球之間的相互吸引力的大小為F。今用第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開，這時AB圖10—１A．F/8B．F/4C．3F/8D．3F/4解析：由于A、B間有吸引力，則A、B帶異種電荷，設(shè)為Q，兩球之間的吸引力F＝kQ2/r2,r為兩球間的距離。當(dāng)C球與A球接觸后，A、C帶電量q1＝Q/2，當(dāng)C球再與B球接觸后，B、C兩平均水平喧電量q2＝eq\f(（Q-Q/2）,2)＝Q/4，此時A、B兩球間相互作用力的大小為Fˊ＝kQ2/8r2＝F/8。正確答案：A思考與拓寬：若金屬小球A、B較大，且相距較近，有正確答案嗎？為什么？(答案：沒有，因為這時庫侖定律已不適應(yīng))例2在真空中有兩個固定的正的點電荷A、B，帶電量分別為Q、q，相距L，(1)引入第三個點電荷C使它處于平衡狀態(tài)，這個點電荷應(yīng)放在什么位置，帶電量為多少？(2)如果A、B不固定，C應(yīng)放在什么位置，帶電量為多少時三個電荷均靜止？解析：此題目為物體平衡和庫侖定律的綜合運用題，其解題方法與力學(xué)中處理物體平衡問題的分析方法是相同的．（1）A、B兩球都固定，C球只能放在A、B連線之是且適當(dāng)?shù)奈恢貌庞锌赡芷胶?，設(shè)帶電量為q′，距A點的距離為x，對C由物體平衡條件和庫侖定律得：KQq′/x2＝Kqq′/(L-x)2解得x＝eq\f(eq\r(,Q),eq\r(,Q)+eq\r(,q))，q′在運算中被消去，所以q′的電性和電量多少不限．（2）A、B不固定時，三個小球均要在互相作用下平衡，由受力分析可知，C必須是負(fù)電荷，且放于A、B連線間，設(shè)電量為-q′，距A為x．對C由物體平衡條件和庫侖定律得：KQq／x2＝Kqq／(L-x)2，解得x＝eq\f(eq\r(,Q),eq\r(,Q)+eq\r(,q))對A由物體平衡條件和庫侖定律得：KQq/L2＝KQq/x2，解得x＝q（eq\f(eq\r(,Q),eq\r(,Q)+eq\r(,q))）2思考與拓寬１：三個電荷在同一直線上排列，且三個電荷由于相互作用均平衡時，它們的電性有什么規(guī)律？帶電量多少與它們之間的距離有什么關(guān)系？(答案：電荷的排列順序只有兩種可能，即：“+-+”和“-+-”；中間的電荷帶電量少，兩端的電荷帶電量多，兩羰的電荷中帶電量少的與中間電荷較近)思考與拓寬２：能否用點電荷的場強公式和電場強度的疊加原理來解答例１？(答案：能，當(dāng)電荷受庫侖力平衡時，它所在處的合場強為零)例3如圖10—2所示，帶箭頭的曲線表示電場中某區(qū)域內(nèi)電場線的分布情況，一帶電粒子在電場中運動的徑跡如圖中虛線所示，若不考慮其它力的作用，則下列判斷中正確的是（）BAE圖10—2A．若粒子是從BAE圖10—2B．不論粒子是從A運動到B還是從B運動到A，粒子必帶負(fù)電C．若粒子是從B運動到A，則其加速度減小D．若粒子是從B運動到A，則其速度減小解析：本題應(yīng)從物體做曲線運動的條件著手分析，由曲線的彎曲方向看，帶電粒子受電場力方向必向左方，再由正負(fù)電荷所受電場力方向與場強方向的關(guān)系便可確定帶電粒子帶負(fù)電，所以答案A錯誤，答案B正確；而其加速度如何變化可由電場線的疏密變化來確定，因為電場線密處的場強大，同一電荷受力大，電場線稀疏處場強小，同一電荷受力小，由圖可見A處的電場線比B處稀疏，所以電荷在B處的加速度較大，所以答案C正確；速度如何變化可從電場力做功情況做出判斷，當(dāng)粒子從B向A運動時，其們移方向與受力方向的夾角小于900，電場力即合外力做正功，其動能增大，速度增大，所以答案D錯誤．思考與拓寬：若粒子帶電性質(zhì)與題中粒子的電性相反，且從A點進(jìn)入電場，請定性畫出其運動軌跡．(答案：略)【能力提升】Ⅰ知識與技能1．真空中有兩個相同的帶電金屬小球A和B，，相距為r，帶電量分別為q和2q，它們間相互作用力大小為F．有一個不帶電的金屬小球C，大小與A、B相同，當(dāng)C與A、B小球各接觸一下后拿開，再將A、B間距離變?yōu)?r，那么A、B間作用力大小可能為()①3F/64②0③3F/32④3F/16BAO圖10—3A．BAO圖10—32．兩個小球A、B，分別帶有同種電荷QA和QB，質(zhì)量分別為MA和MB，B用長為L的絕緣絲線懸掛在A球的正上方的O點，A距O點的距離也為L，且被固定，當(dāng)B球達(dá)到平衡時A、B相距為d，如圖10—3所示為使A、B間距離減小到d/2，可采用的方法是()Ａ．將A的電量減小到QA/4Ｂ．將B的電量減小到QB/8Ｃ．將A的質(zhì)量減小到MA/8Ｄ．將B的質(zhì)量減小到MB/83．如圖10—4所示．一帶電量為Q的較大的金屬球，固定在絕緣支架上，這時球外距金屬球較近處一點P的電場強度為E0，當(dāng)把一電量也為Q的點電荷放在P點時，測得點電荷受到的電場力為f；當(dāng)把一電量為aQ的點電荷放在P點時，測得點電荷受到的電場力為F，則在國際單位制中()QP圖10—4A．f的數(shù)值等于QE0QP圖10—4C．a(chǎn)比1小的越多，F(xiàn)的數(shù)值越接近aQE0D．a(chǎn)比1小的越多，F(xiàn)的數(shù)值越接近af4．關(guān)于場強的下列說法中，正確的是()A．電場中某點的電場強度方向與放入該點的檢驗電荷所受電場力方向相同B．等量異種電荷的電場中，兩電荷連線上場強最大的點為連線的中點C．在等量異種電荷的電場中，兩電荷連線的垂直平分線上，從垂足向兩側(cè)場強越來越小D．在等量同種電荷的電場中，兩電荷連線的垂直平分線上，從垂足向兩側(cè)場強越來越小···AOB圖10—5···AOB圖10—5A．電場線由B指向A，該電荷加速運動，加速度越來越小B．電場線由B指向A，該電荷加速運動，加速度大小的變化由題設(shè)條件不能確定C．電場線由A指向B，該電荷做勻加速運動D．電場線由B指向A，該電荷加速運動，加速度越來越大6．如圖10—6(a)中，直線AB是某個點電荷電場中的一條電場線，圖10—4(b)是放在電場線上A、B兩點的電荷的電量與所受電場力大小間的函數(shù)圖象．由此可以判定()····AB圖10—6oqFAB(a)(b)②場源可能是正電荷，位置在B點右側(cè)③場源可能是負(fù)電荷，位置在A點左側(cè)④場源可能是負(fù)電荷，位置在B點左側(cè)··········-10123-Q+4Qx圖10—77．如圖10—7所示，在x軸上坐標(biāo)為+1的點放一個電量為+4Q的點電荷，坐標(biāo)原點O處固定一個電量為-Q的點電荷，那么在x軸上，電場強度方向沿x軸負(fù)方向的點所在區(qū)域是．Ⅱ。能力與素質(zhì)OR

圖10—8

8．真空中有A、B兩個點電荷相距L，質(zhì)量為m和2m，將它們由靜止釋放瞬時，A的加速度為aOR

圖10—8

①這時兩個點電荷相距多遠(yuǎn)？②這時點電荷A的速率多大？9．如圖10—8所示，一半徑為R的絕緣球殼上均勻帶有+Q的電荷，由于對稱性，球心O點的場強為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(r《R)的一個小圓孔，求O300圖10—9E10．用一根絕緣繩懸掛一個帶電小球，小球的質(zhì)量為1.010-2kg，所帶的電荷量為+2.010-8C．現(xiàn)加一水平方向的勻強電場，平衡時絕緣繩與豎直線成300角，如圖10—9所示．求勻強電場的場強．專題二電場的能的性質(zhì)【考點透析】一、本專題考點：本專題的知識點均為Ⅱ類要求，即能夠確切理解其含義及與其它知識的聯(lián)系，能夠用它解決生活中的實際問題．在高考中主要考查方向是：①以選擇題的形式對描述電場的各物理量（如電場強度與電勢、電勢與電勢等）能進(jìn)行比較鑒別；②利用電場線和等勢面的性質(zhì)對電場進(jìn)行分析；③從能的轉(zhuǎn)化的觀點分析帶電粒子在電場中的運動．二、理解和掌握的內(nèi)容1．理順好幾個關(guān)系：（１）電場力做功與電勢能的關(guān)系：電場力對電荷做功，電荷的電勢能減?。浑姾煽朔妶隽ψ龉?，電荷的電勢能增加．電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值．這常是判斷電荷電勢能變化的依據(jù)．（２）電勢與電勢能：①電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，與置于電場中檢驗電荷的電量大小無關(guān)，電勢能是描述電荷與電場相互作用能的大小的物理量，其大小由電場中電荷帶電量的多少和該點電勢共同決定．②帶電體從電場中的a點移到b點過程中，如果知道電場力對帶電體做正功還是做負(fù)功，可直接判斷其電勢能的變化．若要判斷a、b兩點電勢高低，必須知道帶電體是帶正電還是帶負(fù)電，反之，若要知道帶電體所帶電荷的正負(fù)，要判斷a、b兩點電勢高低，必須知道電場力對帶電體做正功還是做負(fù)功．（３）等勢面的特點：①等勢面一定與電場垂直；②在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功；③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；④任何兩個等勢面都不會相交；⑤等差等勢面越密的地方電場強度越大，即等差等勢面的疏密可以描述電場的強弱．2．幾點說明（１）電勢的數(shù)值是相對的，不是絕對的．在求電勢大小時，首先必須選定某一位置的電勢為零，否則無法求解．零點的選取是任意的，但在理論上通常取離場源電荷無窮遠(yuǎn)處為零電勢位置；實際使用中，則取大地為零電勢．（２）電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移至零電勢點時電場力所做的功．這就說明，當(dāng)電場中某點的位置和零電勢點確定后，這一點的電勢就是一個確定的值了．某點的電勢與該點是否放有電荷無關(guān)，即電勢的大小由電場本身和零電勢點的位置決定．3．難點釋疑有的同學(xué)認(rèn)為＂電場強度大處電勢高＂、＂電勢高處電荷的電勢能大＂．產(chǎn)生上述錯誤的原因是對上述概念的不理解造成的．在電場中一個確定的點電場強度是確定的，而電勢卻與零勢點的選取有關(guān)，另外逆電場線方向電勢要升高，但逆電場線方向電場強度不一定增大，所以場強大處電勢不一定高，電勢高處場強也不一定大；電勢能的大小由電場中電荷帶電量的多少和該點電勢共同決定，要區(qū)分正電荷和負(fù)電荷，正電荷在電勢向處的電勢能大，而負(fù)電荷在電勢高處的電勢能?。纠}精析】例1一個點電荷，從電場中的a點移到b點，其電勢能的變化量為零，則()A．a(chǎn)、b兩點的場強一定相等B．該電荷一定沿等勢面移動C．作用于該點電荷的電場力與其移動方向總是垂直的D．a(chǎn)、b兩點的電勢一定相等解析：本題考查了電勢能的變化、電場力做功、電場強度、電勢和電勢差與及它們間的關(guān)系．由＝W=qUab＝q(Ua-Ub)可知，若＝0，則①Uab＝Ua-Ub＝0即Ua＝Ub，所以D選項正確．面電勢相等的點，其場強不一定相等，故A選項不正確．②W=0，即點電荷從a移到b，電場力所做的總功為零，造成這一結(jié)果有兩種可能性，其一是電荷沿等勢面移動，這時電場力與電荷的移動方向是垂直的；其二是電荷從等勢面上的a點經(jīng)任意路徑又回到這一等勢面上的點b（因為電場力做的功與路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)的位置有關(guān)），所以B、C也是錯誤的．正確答案：D．例2如圖10—10所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點．已知A、B、C三點的電勢分別為A＝15V，B＝3V，C＝-3V．由此可得D點的電勢D＝V．BBDCA圖10—10ABCD圖10—11如圖10—11所示，設(shè)場強方向與AB方向的夾角為，AB邊長為a．由U＝Ed＝ELcos知eq\f(UAB,UAc)＝eq\f(12,18)＝eq\f(2,3)＝eq\f(acos,eq\r(,2)cos(450-))---------------①eq\f(UAB,UAD)＝eq\f(12,UAD)＝eq\f(acos,acos(900-))------------------------②由①、②式解得UAD＝6V，tg＝1/2．又因為UAD＝UA-UD，所以UD＝UA-UAD＝9V．思考1：在勻強電場中，任意兩條平行線上距離相等的兩點間電勢差一定相等嗎？如果相等，能利用此結(jié)論來解此題嗎？（答案：相等；能）思考2：請用作圖法確定題中勻強電場的場強方向．（答案：略）例3如圖10—12所示的直線是真空中某電場中的一條電場線，A、B是這條電場線上的兩點．一個帶正電的粒子在只受電場力的情況下，以速度VA經(jīng)過A點向B點運動，經(jīng)一段時間后，VAVBVAVBAB圖10—12A．A點的電勢一定低于B點的電勢B．A點的場強一定大于B點的場強C．該帶電粒子在A點的電勢能一定小于它在B點的電勢能D．該帶電粒子在A點時的動能與電勢能之和等于它在B點的動能與電勢能之和解析：當(dāng)電場線是直線時，同一電場線上各點的場強方向必相同，由題中給出的粒子運動情況可以判斷，粒子受電場力方向應(yīng)向左，粒子從A到B的運動過程是先向右減速，速度減為零后又向左加速．因為粒子帶正電荷，受電場力方向向左，所以電場線的方向應(yīng)向左，沿電場線方向電勢降低，所以A點的電勢比B點低，答案A正確；由電場中的一條電場線不能確定此電場中各點電場強度的大小，所以答案B不正確；粒子從A點運動到B點的過程中，粒子克服電場力做功，電勢能必增大，所以答案C正確；由于粒子在運動過程中只有電場力做功，因此只存在動能與電勢能的相互轉(zhuǎn)化，動能與電勢能之和保持不變，所以答案D正確．正確答案ACD．VAVBVAVBAB+-圖10—13【能力提升】Ⅰ。知識與技能1．下列說法中，正確的是()A．電子沿電場線方向運動，電勢能越來越大B．質(zhì)子沿電場線方向運動，電勢能越來越大C．只在電力場作用下，由靜止釋放的電子總是從電勢能小的位置向電勢能大的位置運動D．只在電場作用下,由靜止釋放的質(zhì)子總是從電勢能小的位置向電勢能大的位置運動C圖10—14BA2．如圖10—14所示，兩個固定的等量異種電荷的電場中，有C圖10—14BA①EB＞EA＞EC②EA＞EB＞EC③A＝C＞B④B＝C＞AA．①④B．①③C．②④D．②③3．一個帶正電的質(zhì)點，電荷量q=2.010-9C，在靜電電場中由a點移到b點．在此過程中除電場力外，其它力做的功是6.010-5J．質(zhì)點動能增加了8.010-5J，則a、b兩點的電勢差Uab為（）acb圖10—15A．1.0104VB．-1.0104VC．4.0104acb圖10—15Ⅱ。能力與素質(zhì)4．某電場中的電場線和等勢面如圖10—15所示，實線表示電場線，虛線表示等勢面，過a、b兩點的等勢面的電勢分別為a=50V，b=20V，那么a、b連線的中點c的電勢c為()A．等于35VB．大于35VC．小于35VD．等于15VQba圖10—16cd乙甲5．如圖10—16所示，在點電荷Q形成的電場中，a、b兩點在同一等勢面上，c、Qba圖10—16cd乙甲A．甲乙兩粒子帶異號電荷B．甲粒子經(jīng)過c點時與乙粒子經(jīng)過d點時的動能相同C．兩粒子經(jīng)過b點時的動能相同D．若取無窮遠(yuǎn)處為零電勢，則甲粒子在c點的電勢能小于乙粒子在d點時的電勢能tBAvo圖10—176.AB是某電場中的一條電場線，將一帶負(fù)電荷的粒子從AtBAvo圖10—17A．A＞B，EA＞EBB．A＞B，EA＜EBC．A＜B，EA＞EBD．A＜B，EA＜EB7．質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)點，只在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點運動到B點，其速度方向改變的角度為(rad)，AB弧長為S，則AB兩點間的電勢差A(yù)－B＝，AB弧中點的場強大小為．a(chǎn)b600圖10—188．如圖10—18所示，在勻強電場中，沿著與電場線成600角的方向，將帶電量為q＝-4.010-8C的點電荷由a點移到b點，ab＝20cm，若電場強度E＝5.010-3N/C，則在此過程中電場力對電荷ab600圖10—18CBA圖10—199．兩個帶正電的小球A和B放在光滑絕緣的水平面上，質(zhì)量mA＝2mB電量qA＝4qB，相距rCBA圖10—1910．如圖10—19所示，虛線方框內(nèi)為一勻強電場，A、B、C為該電場中的三個點，已知A＝12V，B＝6V，C＝-6V．試在該方框中作出該電場的示意圖(即畫出幾條電場線)，并要求保留作圖時的輔助線(用虛線表示)，若將一個電子從A點移到B點，電場力做多少電子伏的功？FAB圖10—2011．為使點電荷q在一勻強電場中沿直線由A勻速運動到B，須對該電荷施加一個恒力F，如圖10—20所示．若AB＝0.4m，=370，q＝-310-7C，F(xiàn)＝1.510FAB圖10—20(1)在圖中用實線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線，并標(biāo)明它們的電勢；(2)求q在由A到B的過程中電勢能的變化量是多少？專題三電容器靜電屏蔽【考點透析】一、本專題考點：電容器為Ⅱ類要求，靜電屏蔽為Ⅰ類要求．即能夠確切理解電容的含義及與其它知識的聯(lián)系，并能夠在實際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運用；對靜電屏蔽要知道其內(nèi)容及含義．在高考中主要考查方向是：①以選擇題的形式對電容的定義及決定因素進(jìn)行判斷；②以電容器為背景分析電場的力和能的性質(zhì)；③研究帶電粒子在電容器中的運動．二、理解和掌握的內(nèi)容1．電容定義式和決定式的綜合應(yīng)用，即分析電容器的結(jié)構(gòu)變化對相關(guān)物理量的影響．其基本思路是：①首先確定不變量，若電容器充電后斷開電源，則其所帶電量Q不變，若電容器始終和直流電源相連，則兩板間的電壓U不變；②用C＝εS/4πkd，判斷電容的變化情況；③用C＝Q/U，分析Q或U的變化情況；④用E＝U/d，分析平行板電容器兩板間場強的變化情況．2．幾點說明Ｑ圖10Ｑ圖10—21（２）靜電屏蔽：如圖10-21所示，將一空腔金屬導(dǎo)體放在帶電體Ｑ附近，處于靜電平衡后，空腔導(dǎo)體內(nèi)部各點的場強均為零，如果空腔內(nèi)有另一個導(dǎo)體存在，這個導(dǎo)體也不會受到Ｑ所產(chǎn)生電場的影響，即空腔金屬導(dǎo)體對其外部的電場有屏蔽作用．3．難點釋疑有的同學(xué)不理解電容器中的電場強度由什么因素決定，常導(dǎo)致分析失誤，現(xiàn)推導(dǎo)如下：由E＝U/d和C＝Q/U得Ｅ＝Ｑ／Ｃd，又C＝εS/4πkd，于是Ｅ＝4πkＱ／εS，顯然電場強度Ｅ由Ｑ、ε、S這三個因素決定，與兩極板間的距離d無關(guān)．【例題精析】P圖10—22-+例１如圖10—22所示，平行板電容器接在電源上充電后，與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩板間有一正電荷固定在P點，以EP圖10—22-+A．U變小，E不變B．E變大，W變大C．U變小，W不變D．U不變，W不變解析：解答此題應(yīng)明確，電容器與電源斷開后，其所帶電量Q將保持不變．當(dāng)正極板向下移時，電容器兩板間距d減小，由C＝εS/4πkd可知電容C增大，由C＝Q/U可得U將減小，由E＝U/d、C＝Q/U和C＝εS/4πkd得E＝4πkQ/εS，所以場強E不變，答案A正確；分析P點所放電荷的電勢能如何變化，應(yīng)從分析P點的電勢變化入手，設(shè)P點與負(fù)極板間的距離為d′，則P點的電勢＝Ed′，E和d′均不變，所以P點的電勢不變，正電荷在P點的電勢能不變，答案C正確．正確答案：AC．思考1：題中若正極板不動，將負(fù)極板向上移一些，各量如變何化？題中若是將正極板接地，而負(fù)極板不接地，保持負(fù)極板不動，將正極板向下移，各量如何變化？（答案：E不變，U變小，W變??；E不變，U變小，W變大）思考2：題中若將一電源始終與電容器相連，保持負(fù)極板接地且不動，將正極板向下移時，各量如變何化？（答案：E變大，U不變，W變大）膜片電極固定電極F圖10—23例２膜片電極固定電極F圖10—23A．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將變小B．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將變大C．當(dāng)電流計有示數(shù)時，則壓力F發(fā)生變化D．當(dāng)電流計有示數(shù)時，則壓力F不發(fā)生變化解析：此題考查電容器電容的決定因素及電容器的充放電現(xiàn)象．當(dāng)壓力F發(fā)生變化時，兩極板間距離d發(fā)生變化，由C∝εS/d可知，電容C將會發(fā)生變化，由于電源始終與電容器相連，電容器上的電壓不變，由C＝Q/U可知電容器帶電量Q將發(fā)生變化，導(dǎo)致電容器充電或放電，這時電流表中就會有電流通過．正確答案：BC．x圖10—24思考拓寬：x圖10—24例３空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩(無論接地與否)可以把外部電場遮住，使其不受外電場的影響;接地的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩可以使其部不受部帶電體電場的影響，這種現(xiàn)象叫做．解析：當(dāng)空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩處在電場中時，其表面會產(chǎn)生感應(yīng)電荷，只有當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩內(nèi)部與外電場相抵消時才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這時空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩內(nèi)部場強處處為零，內(nèi)部就不受外電場的影響．接地的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩與大地構(gòu)成一個整體，與大地等電勢，其周圍電場強度必須為零，因而其外部不受內(nèi)部帶電體電場的影響．正確答案：內(nèi)部，外部，內(nèi)部，靜電屏蔽．【能力提升】Ⅰ知識與技能AB+C圖10—251．如圖10—25所示，絕緣導(dǎo)體B、C相接觸，A帶正電荷，下列操作中AB+C圖10—25A．先拿走C，再拿走AB．先拿走A，再拿走CC．用手接觸一下C后離開，再拿走AD．用手接觸一下B后離開，先拿走C，再拿走A2．平行板電容器電容為C，板間距為d，帶電量為Q．今在兩板正中央處放一個電荷q，則它受到的電場力的大小為（）Ａ.２KQq/d2B.4KQq/d2C.Qq/CdD.2Qq/CdBAbaR圖10—26BAbaR圖10—26A.電阻R中沒有電流B．電容器的電容變大C．電阻R中有從a流向b的電流D．電阻R中有從b流向a的電流圖10—27BA4．如圖10圖10—27BAA．將A板向下移動B．使A板放走部分電荷C．將B板向右移動D．將AB之間充滿電介質(zhì)5．以下說法中不正確的是()A．通訊電纜的外面包一層鉛皮，是用來防止外界電場的干擾B．為了防止通訊電纜中信號對外界的干擾可將其外面包鉛皮接地C．法拉第圓筒實驗說明電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上D．金屬網(wǎng)或金屬皮外的帶電體不會在其內(nèi)部產(chǎn)生電場6．平行板電容器的電容為C，兩極板間距離為L，電容器所帶電荷量為Q，現(xiàn)在使電容器所帶電荷量增加了Q．若極板間有a、b兩點，相距為d，則下列說法中正確的是（）①兩板間原來的電場強度是Q/CL②兩板間現(xiàn)在的電場強度是Q/CL③兩板間電場強度增加了Q/CL④a、b兩點間的電勢差一定增加了Qd/CLA．①②B．①②③C．①③D．③④Ⅱ。能力與素質(zhì)ABSε圖10—287．平行板電容器的兩極板接于電池兩極，一個帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)ABSε圖10—28A．保持開關(guān)S閉合，A板向B靠近，則角減小B．保持開關(guān)S閉合，A板向B靠近，則角不變C．開關(guān)S斷開，A板向B靠近，則角增大D．開關(guān)S斷開，A板向B靠近，則角不變絕緣物質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體圖10—29h8．如圖10絕緣物質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體圖10—29hA．液面高度h變大，電容變小B．液面高度h變小，電容變大C．金屬芯線和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個電極D．金屬絲線的兩側(cè)構(gòu)成電容器的兩電極9．有一個空腔導(dǎo)體內(nèi)部和外部都有電荷，如圖14—30所示，下述結(jié)論正確的是()QQ1Q2圖14—30B．導(dǎo)體不接地時，外部電場強度受到內(nèi)部電荷的影響C．導(dǎo)體接地時，內(nèi)部電場強度受到外部電荷的影響D．導(dǎo)體接地時，外部電場強度受到外部電荷的影響B(tài)AdsUGm圖10—3110．如圖10—31所示,平行板電容器兩板A、B通過電流計G、電鍵S和電源相連．當(dāng)S閉合后，A、B兩板相距為d時，A、B內(nèi)恰有一個帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài)．（１）始終閉合Ｓ，將A、B兩板間距離由d增大到2d，電容器的電容將由Ｃ變?yōu)?，A、B間電壓將由Ｕ變?yōu)?，電流計Ｇ中將電流流過（填“有”或“無”），電容器內(nèi)的帶電微將．（２）斷開Ｓ后，將A、B兩板間距離由d減少到d/2，電容器的電容將由Ｃ變?yōu)?，A、B間電壓將由U變?yōu)?，A、B間電場強要將由E變?yōu)?，電流計G中將電流流過（填BAdsUGm圖10—3111．在觀察油滴在水平放置的平行板電容器中運動的實驗中，原有一油滴靜止在電容器中，給電容器再充上一些電荷Q1，油滴開始向上運動，經(jīng)t秒后，電容器突然放電失去一部分電荷Q2，又經(jīng)t秒，油滴回到原處，假設(shè)油滴在運動過程中沒有失去電荷，試求Q2和Q1之比？專題四帶電粒子在電場中的運動【考點透析】一、本專題考點：帶電粒子在電場中的運動為Ⅱ類要求，示波管為Ⅰ類要求。即能夠確切理解帶電粒子在電場中運動的規(guī)律及與其它知識的聯(lián)系，并能夠在實際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運用．在高考中主要考查方向是：①定性分析帶電粒子在電場中的運動過程；②綜合運用電場和力學(xué)知識定量處理帶電粒子在電場中的運動問題（主要是直線運動和類平拋運動）．二、理解和掌握的內(nèi)容幾種運動形式的處理方法：（１）平衡：處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，帶電粒子所受合力為零．應(yīng)用物體的平衡條件可解決此類問題．（２）加速：帶電粒子沿與電場線平行的方向進(jìn)入電場，所受電場力的方向與運動方向在同一條直線上，做加（減）速直線．可利用牛頓運動定律（勻強電場）或功能關(guān)系（任何電場）來求解．（３）偏轉(zhuǎn)：帶電粒子以速度υ0垂直于電場線方向飛入勻強電場，受到恒定的與初速度方向成900電場力作用而做勻變速曲線運動．可用類平拋運動的方法來處理，即將運動分解為垂直電場方向的速度為υ0勻速直線運動和平行電場方向的初速度為零的勻加速直線運動．設(shè)帶電粒子電量為q，質(zhì)量為m，兩平行金屬板間的電壓為U，板長為L，板間距離為d，當(dāng)粒子以初速度υ0平行于兩極板進(jìn)入電場時，有：x＝L＝υ0t，y＝eq\f(1,2)at2，又E＝U/d，a＝qE/m＝qU/md；可解得，側(cè)向位移y＝UqL2/2mdυ02；偏向角的正切tgθ＝at/υ0＝UqL/mdυ02.2．幾點說明在處理帶電粒子在電場中運動問題時是否考慮重力，要通過審題來決定．①基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，一般都不考慮重力；②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，一般都不能忽略重力．【例題精析】E圖10—32例1如圖10—32所示，質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣絲線懸于OE圖10—32A．0B．g，方向豎直向下C．gtg，水平向右D．g/cos，沿繩向下圖10—33FEmgFT解析：此題是帶電粒子在電場中的平衡和加速問題的綜合題，要運用物體的平衡條件及運動和力的關(guān)系分析．絲線被剪斷之前，小球受三個力作用，如圖10—33所示，圖中F為重力mg和電場力FE的合力，由物體的平衡條件絲線的拉力T＝F＝mg/cosθ,當(dāng)絲線被子剪斷時，帶電小球受的合力為F，又初速度為零，所以帶電小球?qū)⒀谾圖10—33FEmgFT思考與拓寬：題中若場強大小和方向均未知，仍使帶電小球在圖示位置靜止，當(dāng)絲線被剪斷后，電場強度是否是唯一的？如果不是求電場強度的最小值是多少？（答案：不是；mgtgθ/q）OSP圖10—34例2如圖10—OSP圖10—34A．若保持開關(guān)閉合狀態(tài)，帶電微粒仍能到達(dá)P點返回B．若保持開關(guān)閉合狀態(tài)，帶電微粒尚未到達(dá)P點就返回C．若將開關(guān)斷開后，再移上板，帶電微粒仍能到達(dá)P點返回D．若將開關(guān)斷開后，再移上板，帶電微粒尚未到達(dá)P點就返回解析：若利用重力勢能與電勢能的相互轉(zhuǎn)化對此題進(jìn)行分析較為方便．假設(shè)微粒仍能到達(dá)P點，當(dāng)若保持開關(guān)閉合時，兩板間總電壓不變，但上極板與P點的電勢差增大，則電荷克服電場力做的功W將大于重力對微粒做的功，所以微粒尚未到達(dá)P點就返回，答案B正確；若將開關(guān)斷開，則電容器帶電量Q不變，當(dāng)將上金屬板向上移動到圖中虛線位置時，兩極間總電壓增大，P點與下極板的電壓也增大，則電荷克服電場力做的功W將大于重力對微粒做的功，所以微粒尚未到達(dá)P點就返回，答案D正確．正確答案BD．思考與拓寬：保持電源與兩金屬板相連，若是將下金屬板向上移一小段距離，微粒的運動情況如何？(答案：帶電微粒尚未到達(dá)P點就返回)例3如圖10—35所示，平行正對金屬板相距為d，板長為L，板間電壓為U，C是寬為d的擋板，其上下兩端點與A和B板水平相齊，且C離金屬板與屏S的距離均為L/2，C能吸收射到它表面的所有粒子．現(xiàn)讓電荷量為q的帶電粒子沿A、B兩板中線入射，帶電粒子的質(zhì)量、速率均不相同，不計重力．求:ABCSLABCSL/2L/2Ld圖10—35(2)初動能多大的粒子能到達(dá)屏上．解析：本題考查帶電粒子在電場中運動問題的處理方法．（1）帶電粒子進(jìn)入電場后做類平拋運動，從右側(cè)飛出電場后做勻速直線運動，這時速度方向的反向延長線與粒子射入方向恰相交于兩極板的正中央O1點，如圖10—36所示．ABCS圖10—36O2ABCS圖10—36O2O1O′B′A′A′B′＝O′B′－O′A′由幾何關(guān)系：eq\f(O′B′,d/2)＝eq\f(3L/2,L/2)得O′B′＝3d/2eq\f(O′A′,d/2)＝eq\f(3L/2,L)得O′A′＝3d/4所以A′B＝3d/2－3d/4＝3d/4，即帶電粒子到達(dá)屏S上的寬度為3d/4．(２)設(shè)從偏轉(zhuǎn)電場邊緣射出的粒子偏向角為θ1，由幾何關(guān)系有：tgθ1＝O′B／O1O＝eq\f(3d/2,3L/2)＝d/L，cosθ1＝L/eq\r(,L2+d2)，則該粒子射出電場的速度υt1＝υ0/cosθ1＝eq\f(υ0eq\r(,L2+d2),L)，由動能定理得：Uq/2＝eq\f(1,2)mυt2－eq\f(1,2)mυ02＝eq\f(1,2)mυ02(eq\f(L2+d2,L2)－1)所以此粒子的動能為eq\f(1,2)mυ02＝UqL2/2d2．設(shè)從擋板邊緣射出的粒子偏向角為θ2，由幾何關(guān)系有：tgθ2＝O′A′/O1O＝eq\f(3d/4,3L/2)＝d2/L，cosθ2＝2L/eq\r(,4L2+d2)，則該粒子射出電場的速度υt2=υ0/cosθ2＝eq\f(υ0eq\r(,4L2+d2),2L)，由動能定理得：Uq/4＝eq\f(1,2)mυt22-eq\f(1,2)mυ02＝eq\f(1,2)mυ02(eq\f(4L2+d2,4L2)–1)所以此粒子的動能為eq\f(1,2)mυ02＝UqL2/d2．所以，初動能滿足UqL2/2d2＜EK＜UqL2/d2的粒子能到達(dá)屏上.思考與拓寬：若沿中心線進(jìn)入電場中的粒子帶電量絕對值相等，但電性不同，且具有相同的動能，設(shè)這些粒子均能擊中屏S，它們擊中屏的位置有什么特點？（答案：在屏上出現(xiàn)兩個亮點，這兩個亮點關(guān)于屏的中心上下對稱）【能力提升】Ⅰ知識與技能1．一束正離子，以相同的速率垂直于場強方向進(jìn)入同一勻強電場，結(jié)果運動軌跡是重合的，說明這些粒子具有相同的()A．質(zhì)量B．電量C．荷質(zhì)比D．動能abcdJK圖10—372．如圖10—37所示，一帶電粒子沿著曲線JK穿過一勻強電場，a、b、c、d為該電場的等勢面，其中a<abcdJK圖10—37①該粒子帶正電②該粒子帶負(fù)電③從J到K粒子的動能增加④粒子從J到K運動過程中動能與電勢能之和不變A．①③④B．①④C．③④D．②③④圖10—38v0MN3．如圖10—38所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板．質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為圖10—38v0MN使初速度減為原來的1/2B．使M、N間電壓減半C.使M、N間電壓提高到原來的4倍D．使初速度和M、N間電壓都減為原來的1/2圖10—39Ld圖10—39LdA．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做的長一些B．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板L做的短一些C．盡可能把偏轉(zhuǎn)極板間的距離做的大一些D．將電子槍的加速電壓提高一些Ⅱ。能力與素質(zhì)⑤④③②①BA圖10—395．一個電子以初速度v0⑤④③②①BA圖10—39①如果這個點電荷帶正電，則它一定在④區(qū)②如果這個點電荷帶正電，則它一定在②區(qū)③如果這個點電荷帶負(fù)電，則它一定在②區(qū)④如果這個點電荷帶負(fù)電，則它一定在③區(qū)A．①④B．②③C．②④D．①③圖10—41Pv0+-xBxA6．如圖10—41所示，帶電量之比qA:qB=1:3的帶電粒子A和B，先后以相同的速度從同一點射入平行板電容器中，不計重力，帶電粒子偏轉(zhuǎn)后打在同一極板上，飛行水平距離之比為xA:x圖10—41Pv0+-xBxAA．1:1，2:3B．2:1，3:2C．1:1，3:4D．4:3，2:1v0v圖10—421500EBA7．如圖10—42所示，電子以v0的速度沿與電場垂直方向從v0v圖10—421500EBAEU1U2U3圖10—438．如圖10—43所示，實線為電場線，虛線為等勢面且相鄰等勢面間的電勢差相等．一正電荷在等勢面U3上時，具有動能20J，它在運動到等勢面EU1U2U3圖10—43uAB圖10—449．如圖10－44所示，Ａ、Ｂ是一對平行的金屬板兩板間距為d，在兩板間加上一周期為Ｔ的交變電壓u．Ａ板的電勢UA＝0，Ｂ板的電勢B隨時間的變化規(guī)律為:在０到T/2時間內(nèi)，B＝U0（正的常數(shù)）；在T/2到T的時間性內(nèi)，B＝－U0；在T到3T/2的時間內(nèi)B=U0；在此T/2到2T的時間內(nèi)，B＝－U0；……．t=0時有一電子從AuAB圖10—4410．相距為d的兩平行金屬板M、N與電池相連，如圖10－45所示，一帶電粒子從M板邊緣，垂直于電場方向射入，并打在N板的中心，現(xiàn)使粒子原樣射入，但恰能射出電場，不計重力，就下列兩種情況，分別求出N板下移的距離．(1)電鍵K閉合；(2)把閉合的電鍵K斷開．MNKd圖10—45圖10—46bahmd11．如圖10—46所示，相距d的水平放置的兩平行金屬板構(gòu)成的電容器電容為MNKd圖10—45圖10—46bahmd(1)能夠到達(dá)b板的液滴不會超過多少滴？(2)若能夠到達(dá)b板的液滴數(shù)為k，則第k+1滴如何運動？專題五處理電場問題的方法【考點透析】一、本專題考點：能綜合運用電場及力學(xué)知識對實際問題進(jìn)行分析、綜合、推理和判斷．考查的方向是在力電綜合試題中巧妙地把電場的概念與牛頓定律、功能關(guān)系等力學(xué)知識有機地結(jié)合起來，考查學(xué)生對力學(xué)、電學(xué)相關(guān)概念的理解和規(guī)律的綜合運用．二、理解和掌握的內(nèi)容常用方法和關(guān)系（1）電場線和等勢面的應(yīng)用：處理電場的簡單問題，通常要先畫出電場線和等勢面，用于比較空間各點的電場的電勢，應(yīng)注意“五看”：①看電場線的切線方向，確定場強的方向；②看電場的疏密，比較場強的大??；③看電場線的走向，比較電勢的高低；④看電場力做什么功，確定電勢能的增減；⑤看電勢能零點位置的選取，確定電勢能的正負(fù)．（2）電場中的功能關(guān)系：①計算電場力做的功有兩種方法：W＝qEd(適應(yīng)于勻強電場)；W＝qU（適應(yīng)于一切電場）．②注意運用功能關(guān)系處理電場問題：Ⅰ.只有電場力做功時，帶電粒子的電勢能只與動能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，電場力做的功等于帶電粒子動能的改變量，即：WAB＝qUAB＝EK＝－ε，注意：A、B為帶電粒子在電場中運動軌跡的始末兩點，UAB為兩點間的電勢差．Ⅱ.若僅有重力和電場力做功，則EK＝W總＝W重＋W電＝-E重－ε電，則E重＋EK＋ε電＝0，即：帶電粒子的動能、重力勢能、電勢能的總和保持不變．（3）帶電粒子在電場中運動問題的處理方法：求解帶電粒子在電場中的運動，實際上就是力學(xué)中處理物體運動問題的繼續(xù)，運用牛頓運動定律分析受力和運動過程仍是決解問題的關(guān)鍵，在此基礎(chǔ)上正確運用牛頓運動定律、功能關(guān)系、動量守恒定律是決解問題的手段．還要注意運用等效法和類比法．【例題精析】例1如圖10—47所示，平行直線表示電場線，一帶電量為+10-2C的粒子在電場中只受電場AB圖10—4712力作用，由A點移到BAB圖10—4712A．B點的電勢為0B．電場線方向從右向左C．粒子的運動軌跡可能是軌跡1D．粒子的運動軌跡可能是軌跡2解析：由動能定理，UABq＝EK，UAB＝EK/q＝-0.1/10+2＝-10V，又UAB＝UA－UB，所以UB＝UA－UAB＝0，答案A正確；由題知粒子由A點移到B點，動能減小了，由動能定理可知電荷克服電場力做了功，因此，電場力的方向向左，又粒子帶正電，所以電場線方向從右向左，答案B正確；再由運動和力的關(guān)系判斷，粒子運動的軌跡只能是軌跡1．答案C正確．正確答案：ABC．例2如圖10—48所示，半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定的豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一個質(zhì)量為m，帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強電場，珠子所受電場力的大小等于其重力的大小，A圖10—48r將珠子從環(huán)上最低位置A圖10—48r解析：本題是帶電體在重力和電場力共同作用下的運動問題．此題的處理方法較多，但關(guān)鍵是分析確定動能最大的位置，然后運用力學(xué)中的方法求解．圖10—49ArmgEqθNB珠子在電場力圖10—49ArmgEqθNB因為Eq＝mg，所以θ=450設(shè)珠子的最大動能為EK，由動能定理得：Eqrsinθ－mg(r-rcosθ)＝EK解得：EK＝mgr(eq\r(,2)–1)思考與拓寬：在A點給珠子一個多大的初速度，能使它在豎直平面內(nèi)做圓周運動？這時珠子對光滑圓環(huán)的最大作用力是多大？（答案：eq\r(,5eq\r(,2)gr),6eq\r(,2)mg）例3如圖10—50所示，傾角為300的直角三角形的底邊BC長為2L，底邊處在水平位置，斜邊AC為光滑絕緣導(dǎo)軌．現(xiàn)在底邊中點O處放一正點電荷Q，讓一個帶正電的小球從斜面頂端A滑下（始終不脫離斜面），已測得它滑到斜邊的垂足D處的速度大小為υ,加速度大小為a．+QO+QODACB圖10—50A．動能B．電勢能與重力勢能之和C．動能與重力勢能之和D．動能、電勢能和重力勢能三者之和(2)質(zhì)點的運動是()A．勻加速運動B．先勻加速后勻減速C．勻減速運動D．加速度隨時間變化的運動(3)該質(zhì)點滑到非常接近底端C點時的速率vc為多少？沿斜面向下的加速度aC為多少？解析：由于點電荷Q電場的存在，質(zhì)點必做加速度變化的運動，解答此題要抓住點電荷電場的特點，運用牛頓第二定律和功能關(guān)系來解決問題．（1）由于斜面是光滑的，帶電小球在下滑過程中，只有重力和電場力做功，所以小球的機械能和電勢能之和保持不變．答案D正確．（2）由于帶電小球在運動過程中所受的電場力的大小和方向是變化的，其合力必是變力，所以小球的加速度是隨時間變化的．答案D正確．（3）依題意，D、C兩點與點電荷Q的距離相等，所以它們的Q電場中的同一等勢面上，小球從C點運動到D點的過程中電場力做功為零，由動能定理得：+QODACB圖10—51NFmgNFmgmgh＝eq\f(1,2)mυC2-+QODACB圖10—51NFmgNFmg解得：υC＝eq\r(,υ2+eq\r(,3)gL)小球在C點和D點的受力如圖10—51所示，其中電場力大小相等，均為F，由牛頓第二定律：在D點有mgsin300－Fcos300＝ma在C點有mgsin300＋Fcos300＝maC解以上兩個方程得：aC＝g－a．【能力提升】BBEAv0圖10—521．如圖10—52所示，在水平方向的勻強電場中，一帶電微粒沿v0方向飛入后，沿虛線方向從A運動到B點(重力不能忽略)，則在此過程中微粒的()A．動能減小，電勢能增加B．動能減小，電勢能也減小C．動能增加，電勢能減小D．動能增加，電勢能也增加2．如圖10—53所示，在水平向左的勻強電場中用絕緣絲線吊起一個帶負(fù)電的小球，小球在A平衡狀態(tài)．如果將小球由懸點正下方的B點由靜止釋放，在小球由A到B的過程中，用表示電勢能的增量，用EP表示重力勢能的增量，用E表示二者的代數(shù)和，以下關(guān)系中正確的是()圖10—53EABA．=EP，E>0B．>E圖10—53EABC．=EP，E=0D．>EP，E>0QPAB圖10—54y3．如圖10—54，帶電體Q固定，帶電體P的電量為q，質(zhì)量為m，與絕緣的水平面間的滑動摩擦因數(shù)為QPAB圖10—54y①將P從B點由靜止拉到A點，水平拉力至少做功2mgS②將P從B點由靜止拉到A點，水平拉力至少做功mgS③P從A點運動到B點，電勢能增加mgS④P從A點運動到B點，電勢能減少mgSA．①②③B．①④C．②③④D．③④xOV0θE圖10—55y4．如圖10—55所示，一帶負(fù)電的油滴，從坐標(biāo)原點O以速率V0射入水平的勻強電場，V0的方向與電場方向成θ角．已知油滴質(zhì)量為m，測得它在電場中運動到最高點P時的速率恰為V0，設(shè)xOV0θE圖10—55y+Qq2q1圖10—56A．+Qq2q1圖10—565．如圖10—56所示，有兩個完全相同的試探電荷q1和q2，在點電荷正Q的電場中，分別沿圓軌道做勻速率圓周運動，則q1和q2有電勢能、動能大小關(guān)系是()abc圖10—57A．EP1<EP2，EK1>EK2B．EP1>EPabc圖10—57C．EP1>EP2，EK1<EK2D．EP1<EP2，EK1<EK26．如圖10—57所示，a、b和c表示點電荷電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為U、2U/3和U/4．一帶電粒子從等勢面a上由靜止釋放后，僅受電場力作用而運動．已知它經(jīng)過等勢面b時的速率為v則它經(jīng)過等勢面c時的速率為．yayaoxb圖10—58CAB圖10—597．如圖10—58所示，有一束電子，質(zhì)量為m，電量為e，以平行于OX軸的速度v0，從Y軸上的a點射入第一象限，為子使這束粒子能通過X軸上的b點，可在第一象限內(nèi)的某處加一個沿Y軸正方向的勻強電場，設(shè)此電場強度為E，沿Y軸方向無限長，沿X軸方向?qū)挾葹镾，且已知oa＝L，ob＝2CAB圖10—598．如圖10—59所示，在勻強電場中有A、B、C三點，AB＝5cm，AC＝3cm，BC＝4cm．有一勻強電場，場強方向平行于紙面，電子在電場力作用下經(jīng)C運動到A，動能減少了120eV．質(zhì)子在電場力作用下經(jīng)C運動到B，動能增加了120eV，求勻強電場的場強大小和方向．300ocab圖10—609．如圖10—60所示，ab是半徑為R的圓的一條直徑，該圓處于勻強電場中，場強大小為E，方向一定．在圓周平面內(nèi)，將一帶正電300ocab圖10—60電場方向與ac間的夾角是多大？m-qAm-qAhCBQ-圖10—61A10．如圖10—61所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與一正電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C現(xiàn)兩點，一個質(zhì)量為m，帶電量為-q的有孔小球，從桿上A點無初速度下滑，已知q遠(yuǎn)小于Q，AB＝BC＝h，小球滑到B點時速度大小為eq\r(,3gh)，求:小球由A到B的過程中電場力做的功；(2)AC兩點的電勢差．效果驗收1．有兩個金屬小球半徑均為R，其中一個2Q，另一個不帶電，將兩球相互接觸后，使其球心相距3R放置，其靜電力為()A．kQ2/(3R)2B．大于kQ2/(3R)2C．小于kQ2/(3R)2D．條件不足無法確定ABCD50V0–50V-100Vpα圖10—622．在x軸上有兩個點電荷，一個帶正電Q1，一個帶負(fù)電Q2，且Q1=2QABCD50V0–50V-100Vpα圖10—62A．E1=E2之點只有一處，該點合場強為零B．E1=E2之點共有兩處，一處合場強為零，另一處合場強為2E2C．E1=E2之點共有三處，其中兩處合場強為零，另一處合場強為2E2D．E1=E2之點共有三處，其中一處合場強為零，另兩處合場強為2E23．如圖10—62所示，A、B、C、D是某勻強電場中的4個等勢面，一個質(zhì)子和一個α粒子（電荷量是質(zhì)子的2倍，質(zhì)量是質(zhì)子的4倍）同時在A等勢面從靜止出發(fā)，向右運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)D面時，下列說法正確的是（）A．電場力做功之比為1∶2B．它們的動能之比為2∶1C．它們的動量之比是2：1D．它們運動的時間之比為1∶14．在描繪電場中等勢線的實驗中所用靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系是:當(dāng)電流從正接線柱流入電流表D時，指針偏向正接線柱一側(cè)．某同學(xué)用這個電流表探測基準(zhǔn)點2的等勢點時，把與電流表正接線柱相連的表筆E1接觸在基準(zhǔn)點2上，把連接負(fù)接柱的表筆E2接觸在紙上的某點，如圖10—63所示，若發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，該同學(xué)移動E2的方向正確的是()E12EE12E2圖10—63BGAD+-②若表的指針偏向正接線柱一側(cè)，E2向左移動③若表的指針偏向負(fù)接線柱一側(cè)，E2向右移動④若表的指針偏向負(fù)接線柱一側(cè)，E2向左移動A．①③B．②③C．②④D．①④??ab-Q1-Q2圖10—645．如圖10—64所示，在點電荷-Q1激發(fā)的電場中有一檢驗電荷-Q2，若將-??ab-Q1-Q2圖10—64A．Uab的大小一定是W/Q2B．Uab的大小一定是W/Q1C．若將Q2的電量加倍，Uab也變成原來的兩倍D．若將Q1的電量加倍，Uab不變6．帶電粒子以初動能EK沿垂直于電場線的方向射入并穿過兩平行金屬板間的勻強電場，射出時的末動能為2EK，若粒子射入時的初動能加大到2EK，則它穿出電場時的末動能為()A．2EKB．2.5EKB．3EKB．4EKCAByxⅠⅡⅢⅣ圖10—657．在某一電場中，選取坐標(biāo)如圖10—65所示．A為x軸上的一點，B、CCAByxⅠⅡⅢⅣ圖10—65A．產(chǎn)生此電場的電荷可能是正電荷，位于第Ⅳ象限B．產(chǎn)生此電場的電荷可能是負(fù)電荷，位于第Ⅰ象限C．此電場可能是勻強電場，方向沿y軸正方向D．此電場可能是勻強電場，方向沿x軸負(fù)方向cabbaccbacbaB.圖10cabbaccbacbaB.圖10—66D.C.A.MABMABN圖10—67①微粒的運動不可能是勻速運動，也不可能是勻加速運動②A點的場強一定大于B點的場強③可能是A點電勢比B點高，也可能是B點電勢比A點高④微粒從A點運動到B點的過程中，重力勢能的變化大于電勢能的變化A．①②B．①④C．①③D．②③10．一