江苏桃州中学高考物理二轮练习导学案1.2电场力的性质

江苏桃州中学2019 高考物理二轮练习导学案1.2 电场力的性质第一章静电场【课题】 1.2 电场力的性质编制人：王文科审核：张小创年月日【学习目标】1、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算、2、明白用电场线描述电场的方法、理解引入电场线的意义、【知识要点】1、电场(1) 电场是电荷周围客观存在的_、静止的电荷之间确实是通过电场传递发生_作用的(2) 电场最差不多的性质确实是对位于电场中的电荷施以_的作用2、电场强度E(1) 描述电场 _的性质 ( 描述电场的强弱以及方向 ) 的物理量(2) 重要意义：某处场强E，电量为q 的电荷在那儿受到电场力便可由F=Eq求出3、场强的计算(1)E=F/q是定义式，适用于任何电场、E 与 _、 _无关，只取决于电场_，E的方向为正电荷在该点所受_的方向(2)E kQ/r 2，仅适用于 _ 点电荷 Q形成的电场(3)E=U AB/d AB，仅适用于 _ 电场，其中dAB是沿 _方向两点A、 B 之间的距离(4) 当存在几个产生电场的“场源”时，某处的合电场的场强、应为各“场源”在此电场强度的 矢量和4、电场线(1) 特点电场线是为了形象地描述电场而的、实际不存在的理想化模型、电场线始于 ( 或无穷远 ) ，终于无穷远或，是不闭合曲线、任意两条都不相交、电场线的疏密表示电场的，某点的切线方向表示该点的场强方向、匀强电场中的电场线是等间距的平行线、表示电势的高低沿电场线方向，电势_ 、(2) 需熟记以下几个特别电场的电场线的形状正、负点电荷电场；等量异种电荷电场；等量同种电荷电场；匀强电场、(3) 电场线与带电粒子运动轨迹的关系在一般情况下电场线与带电粒子在电场力作用下的运动轨迹不重合，物体的运动由受力和初速度两者共同决定、只有在同时满足以下三个条件时、带电粒子运动轨迹才与电场线重台；电场线是直线；带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一直线上、带电粒子只受电场力作用、【典型例题】【例题 1】在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，那么该点的电F场强度为E q，以下说法正确的选项是()A、假设移去检验电荷q，那么该点场强变为零Ekm，求：B、假设电荷量为2q，那么在该点所受电场力为2FC、假设电荷量为2q，那么该点场强大小不变，方向改变D、假设电荷量为2q. ，那么该点场强大小不变，方向不变【例题2】(2017 高考重庆理综) 如下图，电荷量为q 和 q别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()的点电荷分A、体中心、各面中心和各边中点B、体中心和各边中心C、各面中心和各边中心D、体中心和各面中心【例题 3】(2018 广州模拟 ) 上图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，两点，假设带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，判断是 ()A、带电粒子所带电荷的正、负a、 b 是轨迹上的依照此图可作出的正确B、带电粒子在a、 b 两点的受力方向C、带电粒子在a、 b 两点的加速度何处较大D、带电粒子在a、 b 两点的速度何处较大【例题 4】(2018 浙江永嘉三校联考) 如下图，半径为 R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内，在环的底端 B 点固定一个带正电的小珠，环上边套有一个质量为m，带与小珠等量正电荷的小球，现将小球从A点 ( 半径水平 ) 由静止释放开始运动，当运动到C点( 30 )OAAOC时获得的最大动能为(1) 小球在 A 点刚释放时运动的加速度 a；(2) 小球从位置 A 运动到位置 C的过程中所受静电力做的功 W；(3) 小球在位置 C时受到圆环对它的作用力、【反馈训练】1、如右图所示，一根长L 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为 E 1.0 105N/C、与水平方向成 30角的倾斜向上的匀强电场中，杆的下端 M固定一个带电小球A，电荷量 Q 4.5 10 6C；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q 1.0 10 6C，质量 m 1.0 102kg. 现将小球 B 从杆的上端 N 静止释放，小球B 开始运动、 ( 静电力常量 k 9.0 109 N m2/C 2，取 g 10m/s 2) 求：(1) 小球 B开始运动时的加速度为多大？(2) 小球 B的速度最大时，距 M端的高度 h1 为多大【能力训练】1. 如下图，在正六边形的 a、c 两个顶点上各放一带正电的点电荷， 电荷量大小基本上 q1，在 b、 d 两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电荷量大小基本上 q2， q1q2. 六边形中心 O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是 ()A、 E1B、 E2C、 E3D、 E42.(2017 课标全国理综 ) 一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从 a 运动到 c.质点的速率是递减的、关于b 点电场强度 E 的方向，以下图示中可能正确的选项是( 虚线是曲线在 b 点的切线 )()3.(2018 衡水中学 )、B是一条电场线上的两个点，一带负电的粒子仅在电场力作用下以A一定的初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点，其速度 v 和时间 t 的关系图象如右图所示，那么此电场的电场线分布可能是下图中的()4. 两带电荷量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为，能正确反映两电荷连线上L场强大小 E与 x 关系的是图 ()5. 如下图， 实线为不知方向的三条电场线，从电场中 M点以相同速度垂直于电场线方向飞出 a、 b 两个带电粒子，运动轨迹如右图中虚线所示，那么 ()A、 a 一定带正电， b 一定带负电B、 a 的速度将减小， b 的速度将增加C、 a 的加速度将减小，b 的加速度将增加D、两个粒子的动能，一个增加一个减小6.(2017 海南卷 ) 如下图， M、 N 和 P 是以 MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心， 60 . 电荷量相等、符号相反的两个MOP点电荷分别置于M、N两点， 这时 O点电场强度的大小为E1；假设将 N点处的点电荷移至P 点，那么 O点的场强大小变为E2. E1 与 E2 之比为 ()A、 1 2B、 2 1C、 23D、 4 37、在如下图所示的四种电场中，分别标记有、b两点、其中 、b两点电场强度大小aa相等、方向相反的是 ()A、甲图中与点电荷等距的a、 b 两点B、乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、 b 两点C、丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、 b 两点D、丁图中非匀强电场中的a、 b 两点8、如下图， 把一个带电小球A 固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球 B. 现给 B 一个沿垂直 AB方向的速度 v0，以下说法中正确的选项是()A、假设 A、 B 为异种电荷， B球一定做圆周运动B、假设 、B为异种电荷，B球可能做匀变速曲线运动AC、假设 A、 B 为同种电荷， B球一定做远离 A 的变加速曲线运动D、假设 A、 B 为同种电荷， B球的动能一定会减小9.(2017 衡阳模拟 ) 如下图，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷Q，将质量为 m，带电荷量为 q 的小球从圆弧管水平直径的端点A 由静止释放，当小球沿细管下滑到最低点时， 对细管的上壁的压力恰好与球重相同，求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小、10.(2018 滨州模拟 ) 如下图，匀强电场方向与水平线间夹角 30，方向斜向右上方，电场强度为E，质量为 m的小球带负电，以初速度 v0 开始运动，初速度方向与电场方向一致、mg(1) 假设小球的带电荷量为 q E ，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力F1 的大小和方向各如何？2mg(2) 假设小球的带电荷量为q E ，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力F2 的大小和方向各如何？例题答案：1、【答案】 BD【解析】 电场中某点的场强由电场本身决定，与放入场中电荷的电量和电性无关，该点电荷所受电场力的大小F qE，与电荷的电量成正比，方向与电荷的电性有关、正确、但在B、 D2、【答案】 D【解析】 由点电荷的场强公式和叠加规律可知，各面顶点上的 4 个点电荷在过所在面的中心的垂线上各点的合场强为零，因此， 体中心和各面中心的合场强一定为零、由点电荷的场强公式和叠加规律可知，各边中心的合场强不为零、选项D 正确、3、【答案】 BCD【解析】由带电粒子的弯曲情况能够判断出电荷所受电场力方向均为斜向左，B 正确、由于电场线方向未定，因此无法判定带电粒子的正负，A 错误、由 a 到 b 电场力做负功，粒子速率减小， D 正确、 a 处的电场线密，带电粒子所受电场力大，产生的加速度大，C正确、212E4、 答案 (1) g 4kmg(2) E 2mgR(3) mg RkmCq2q2 解析 (1) 小球在点速度最大时有cos30 2cos30 ，即2，mgkRmgkR因此，刚释放小球有q22cos45 ，mg k2Rma2小球在 A 点刚释放时运动的加速度a g 4 g.1(2) 小球从 A 运动到 C，由动能定理 mg RW E ，2km1静电力对小球做的功WEkm 2mgR.(3) 小球在 C点，依照圆周运动，有q2v2C2sin30 sin30 mRNkRmg2Ekm解得圆环对小球的作用力NC mg R .kQqkQq5、 答案 (1)mg L2 Eqsin (2) 零 h21 Eqsin 思路诱导 通过分析 B球所受合力求解其加速度. 利用当 a0 时速度最大来求 h1. 解题样板 (1) 开始运动时小球B受重力、 库仑力、 杆的弹力和电场力， 沿杆方向运动，由牛顿第二定律得_ ma(2 分 )kQqqEsin 解得 a g2 m， (1 分)L m代入数据解得 3.2m/s 2.(1分 )a(2) 小球 B 速度最大时合力为 _，即_ mg，(2 分 )解得 h1代入数据解得能力训练答案1. 【答案】 BkQqmg qEsin ， (1 分 )h10.9m、 (1 分 )Q【解析】由E kr 2可知，两个 q1 电荷在 O点产生的场强大小相等，方向分别指向d 点和左下方顶点，其合场强指向右下方顶点；同理两个2 电荷在O点产生的合场强EqE指向 O顶点、由于q1q2，故 E E，那么 E与 E合场强应为E2，故 B 正确、2. 【答案】 D【解析】 曲线运动中， 所受合力应指向曲线的凹侧， 也确实是电场力方向大致指向右下方、负电荷受的电场力方向跟场强方向相反，由此可知A、 C 错误；又速率是减小的，故电场力与速度夹角大于90，排除B 选项， D 正确、4mg q3. 【答案】A解析由 v- t 图象可知， 粒子的速度随时间逐渐减小，粒子的加速度逐渐变大，那么电场强度逐渐变大， 从 A到 B 电场线逐渐变密、 综合以上分析可知，带负电的粒子沿电场线方向运动，由电场线疏处到达密处，应选项A 正确 .4. 答案 A 解析 依照两等量异种点电荷周围的电场线可直观地看出，连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称的两点场强大小相等，方向相同， 因此两点电荷的连线上的场强先减小后增大， A 正确、5. 答案 C 解析 设电场线为正点电荷的电场线，那么由轨迹可判定带正电，带负电、假设电场线为负点电荷的电场线，那么 a 为负电荷， b 为正电荷， A 错 . 由粒子的偏转轨迹可知电场力对 a、 b 均做正功，动能增加，B、 D 错，但由电场线的疏密可判定，a 受电场力逐渐减小，加速度减小， b 正好相反，选 C.6. 正确解答 此题考查电场强度矢量的叠加、设每一个点电荷单独在O 点产生的场强为E0；那么两点电荷在 O点产生的场强矢量和为2E0；假设将 N点处的点电荷移至P 点，假如N为负电荷，为正电荷，产生的场强如下图，那么合场强为0.此题正确选项 B.ME7. 解析、b 两点，场强大小相同，方向不相反，A 错；对乙图来说，依照电场线的疏密及对称性可判断，b 点和 a 点场强大小、方向均相同，B 错；丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点，场强大小相同，方向相反，C 对；对丁图来说，依照电场线的疏密可判断，b 点的场强大于a 点的场强， D错、8， 答案 C解析假如 A、B 为异种电荷， 当 A 对 B的库仑引力恰好提供B 做圆周运动所需要的向心力时， B绕 A 做匀速圆周运动；当A 对 B的库仑引力大于或者小于B 做圆周运动所需要的向心力时， 那么 B 将做向心运动或者做离心运动、由于库仑力是变力，故不可能做匀变速曲线运动， A、 B 均错、假如 、为同种电荷，那么B受到A的库仑斥力将做远离A的变加速曲线A B运动，电场力做正功，动能增大，因此选项C 正确， D 错、9. 答案 Q 解析 依照点电荷电场强度公式Ekr 2可得，圆心处点电荷在圆弧管内产生的电场强度大小相等， 方向始终沿半径方向，带电小球沿细管下滑到最低点时，电场力不做功，那么由12机械能守恒定律得mgr 2mv对最低点由牛顿第二定律得：Qqv2k r2 Nmrmg F又 FN mgQ 4mg得： E kr 2 q10. 【答案】 (1)3mg方向与水平线夹角60斜向右上方3(2)2 mg方向与水平线夹角60斜向左上方解析 (1) 如右图所示，欲使小球做匀速直线运动，必使其合外力为力 F1 与水平方向夹角为 ，那么0，设对小球施加的F1cos qEcos F1sin mg qEsin 解之得 60， F13mg恒力 F1 与水平线夹角60斜向右上方、(2) 为使小球能做直线运动，那么小球所受合力的方向必和运动的方向在一条直线上，故要求力 F2 和 mg的合力和电场力在一条直线上，当F2 取最小值时， F2 垂直于 E.3故 F2 mgsin60 2 mg方向如右图所示，与水平线夹角60斜向左上方、