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专题突破与题型专练电场力的性质,题型核心探究,题型一:等量点电荷周围的电场,【例1】(2018广东博罗中学高二月考)两个带等量正电的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是(),A.电子在从a向O运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.电子在从a向O运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.电子运动到O时,加速度为零,速度最大D.电子通过O后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零,思路探究(1)两个等量正电荷的电场中,在中垂面(线)上从无穷远处到O点,电场强度大小如何变化?(2)电子仅受静电力作用,电子的加速度大小与电场强度的大小有什么关系?答案:(1)电场强度由零增加到某一最大值,然后减小到零.(2)电子加速度大小与电场强度的大小成正比.解析:带等量正电荷的两点电荷连线的中垂线上,中点O处的电场强度为零,向中垂线的两边先变大,达到最大值后,再逐渐减小到零.但a点与最大电场强度点的位置关系不能确定,当a点在最大电场强度点的上方时,电子在从a点向O点运动的过程中,加速度先增大后减小;当a点在最大电场强度点的下方时,电子的加速度则一直减小,故A,B错误;但不论a点的位置如何,电子在向O点运动的过程中,都在做加速运动,所以电子的速度一直增加,当达到O点时,加速度为零,速度达到最大值,C正确;通过O点后,电子的运动方向与电场强度的方向相同,与所受静电力方向相反,故电子做减速运动,由能量守恒定律得,当电子运动到a点关于O点对称的b点时,电子的速度为零.同样因b点与最大电场强度点的位置关系不能确定,故加速度大小的变化不能确定,D错误.答案:C,【针对训练1】(2018北京师大附中高二期中)两带电荷量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上电场强度大小E与x关系的是(),A,解析:由等量异种点电荷的电场强度的关系可知,在两电荷连线中点处电场强度最小,但不是零,从两点电荷向中点电场强度逐渐减小,故A正确.,题型二:电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析,1.几个矢量的方向,(1)速度方向:沿轨迹的切线方向.(2)合力方向:指向轨迹曲线的内侧.(3)静电力方向:正电荷的方向沿电场线的切线方向.2.分析方法(1)由轨迹的弯曲情况结合电场线确定静电力的方向.(2)由静电力和电场线的方向可判断电荷的正负.(3)由电场线的疏密程度可确定静电力的大小,再根据牛顿第二定律F=ma进而可判断电荷加速度的大小.,【例2】(多选)如图所示,为某一点电荷所形成的一簇电场线,a,b,c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线为一圆弧,AB的长度等于BC的长度,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则以下说法正确的是()A.a一定是正粒子的运动轨迹,b和c一定是负粒子的运动轨迹B.a粒子的动能增加,c粒子的动能减少,b粒子的动能不变C.a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变D.b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量,思维导图,答案:CD,电场线与运动轨迹问题的分析方法(1)由轨迹的弯曲方向判断静电力的大致方向.(2)由电场线的疏密判断静电力及加速度大小的变化.(3)由静电力与速度之间夹角情况判断速度的变化情况.,规律总结,【针对训练2】(多选)如图所示,带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力,则下列判断中正确的是()A.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电C.若粒子是从B运动到A,则其加速度减小D.若粒子是从B运动到A,则其速度减小,BC,解析:根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线内侧可知粒子所受静电力与电场线的方向相反,所以不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电,故选项A错误,B正确;电场线密的地方电场强度大,所以粒子在B点受到的静电力大,在B点时的加速度较大.若粒子是从B运动到A,则其加速度减小,故选项C正确;从B到A过程中静电力与速度方向成锐角,即做正功,动能增大,速度增大,故选项D错误.,题型三:静电力与力学规律的综合应用,1.同一直线上三个自由点电荷的平衡问题(1)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时,每个电荷受到的合力均为零.(2)根据平衡方程可得点电荷间的关系为:“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”.2.不共线力作用下的平衡问题(1)带电体在多个力作用下处于平衡状态,物体所受合外力为零.选取研究对象时,要注意整体法和隔离法的灵活运用.(2)处理平衡问题常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法.3.带电粒子在电场中的加速问题与力学问题分析方法完全相同,带电体的受力仍然满足牛顿第二定律,在进行受力分析时不要漏掉静电力.,【例3】(2018四川成都市高三测试)如图所示,光滑斜面(足够长)倾角为37,一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变化为原来的,(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2)求:,(1)原来的电场强度的大小;(2)小物块运动的加速度;(3)小物块2s末的速度大小和2s内的位移大小.,思路探究(1)在三个力作用下处于平衡状态,任意两个力的合力与第三个力有什么关系?(2)小物块沿斜面向下加速,对其所受重力、静电力如何处理才能快捷求出小物块受到的合外力?答案:(1)等大反向.(2)先将重力、静电力在沿斜面方向与垂直斜面方向进行正交分解,然后在这两个方向上求合力.,解决带电体在电场中综合问题的基本思路(1)处于平衡状态的带电体先进行受力分析,画出受力图,然后选用合成法或分解法列方程.(2)非平衡问题中,分析和解题程序与平衡问题相似,要依据牛顿第二定律列方程,有时要结合运动学公式列方程组.,方法总结,【针对训练3】(2018重庆市第一中学高二期中)如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.010-2kg,所带电荷量为+2.010-8C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向成30角,绳长L=0.2m,求:(重力加速度g的大小取10m/s2)(1)这个匀强电场的电场强度大小;(2)突然剪断轻绳,小球做什么运动?加速度大小和方向如何?,解析:(1)根据共点力平衡得,qE=mgtan30解得E=107N/C.,
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