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,专题六电场的性质和带电粒子在电场中的运动,考向,1,电场的力的性质,专题六电场的性质和带电粒子在电场中的运动,研透真题,破题有方,(2020,全国,卷,),如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。,a,、,b,为圆环水平直径上的两个点,c,、,d,为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则,(,),A.a,、,b,两点的场强相等,B.a,、,b,两点的电势相等,C.c,、,d,两点的场强相等,D.c,、,d,两点的电势相等,研透真题破题有方(2020全国卷)如图,竖直面内一绝缘,【,真题解码,】,(1),审题破题眼,:,【真题解码】,(2),情境化模型,:,(2)情境化模型:,(3),命题陷阱点,:,陷阱,1:,认为场强大小相等就是场强相等。,电场中某两点场强相等,说明这两点场强大小相等,方向相同。,陷阱,2:,认为场强相等的地方电势也相等。,场强相等的地方电势不一定相等,电势相等的地方场强不一定相等,电势和场强没有必然关系。,(3)命题陷阱点:,A,、,B,、,C,把带等量异种电荷的绝缘细圆环的上、下半圆视为等量异种电荷,由等量异种电荷形成的电场的规律,可得,a,、,b,两点的场强大小相等,方向相同,均向下,A,正确,;,由于具有对称性,a,、,b,两点电势一定相等,B,正确,;c,、,d,两点的场强大小相等,方向相同,C,正确,;c,点的电势比,d,点电势高,D,错误。,A、B、C把带等量异种电荷的绝缘细圆环的上、下半圆视为等量,必备知能,融会贯通,【,核心必备,】,求解电场强度的三种形式,必备知能融会贯通【核心必备】求解电场强度的三种形式,【,考场秘技,】,求解非典型电场中的电场强度的方法,某些问题中,可灵活应用“对称法”“补偿法”或“微元法”。,(1),对称法,:,利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,可以使复杂电场的叠加计算大为简化。,(2),补偿法,:,将有缺口的带电圆环补全为圆环,或将半球面补全为完整的球面。,(3),微元法,:,可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷,每个微元电荷可看成点电荷,再利用公式和场强叠加原理求出合场强。,【考场秘技】求解非典型电场中的电场强度的方法,1.(,电场力作用下静态分析,),如图所示,三个质量均为,m,的带电小球,(,球,A,、球,B,和,球,C),被三根不可伸长的绝缘细绳,(,绳、绳和绳,),系于,O,点,三球平衡时绳,处于竖直方向,且悬点,O,、球,A,、球,B,和球,C,所在位置正好组成一个边长为,a,的正方,形。已知球,A,、球,B,和球,C,均带正电,电荷量分别为,q,1,、,q,2,和,q,3,若,mg=,静电力,常量为,k,重力加速度为,g,则下列说法正确的是,(,),A.q,1,和,q,3,可以不相等,B.,绳和绳的拉力之比为,1,C.,绳的拉力为,2mg,D.q,1,q,2,=21,多维猜押,制霸考场,1.(电场力作用下静态分析)如图所示,三个质量均为m的带电小,B,因绳竖直,可知电荷,q,1,、,q,3,对,q,2,的库仑力相等,因距离相等可知,q,1,、,q,3,带电,量必然相等,选项,A,错误,;,因为,mg=,且,q,1,=q,3,则,F,CA,=mg,对,A,受力分,析可知绳的拉力,T,1,=mgcos45+mgcos45=mg,对,ABC,整体受力分析,可得,T,2,+2T,1,cos45=3mg,解得,T,2,=mg,则,T,1,T,2,=1 ,选项,B,正确,C,错误,;,对,球,B,设,A,对,B,以及,C,对,B,的库仑力均为,F,则,T,2,=mg+2Fcos45,解得,F=,又,k,结合,mg=,可得,q,1,q,2,=2 1,选项,D,错误。,B因绳竖直,可知电荷q1、q3对q2的库仑力相等,因距离,2.(,电场力作用下的运动,)(,多选,),如图所示,竖直平面内的,xOy,坐标系中,x,轴上固定一个点电荷,Q,y,轴上固定一根光滑绝缘细杆,(,细杆的下端刚好在坐标原点,O,处,),将一个重力不计的带电圆环,(,可视为质点,),套在杆上,从,P,处由静止释放,圆环从,O,处离开细杆后恰好绕点电荷,Q,做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是,(,),2.(电场力作用下的运动)(多选)如图所示,竖直平面内的xO,A.,圆环沿细杆从,P,运动到,O,的过程中,加速度一直增大,B.,圆环沿细杆从,P,运动到,O,的过程中,速度先增大后减小,C.,若只增大圆环所带的电荷量,圆环离开细杆后仍能绕点电荷,Q,做匀速圆周运动,D.,若将圆环从杆上,P,点上方由静止释放,其他条件不变,圆环离开细杆后不能绕点电荷,Q,做匀速圆周运动,A.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,加速度一直增大,C,、,D,圆环运动到,O,点且未离开细杆时库仑力沿,x,轴正方向,与细杆对圆环的支,持力平衡,加速度为零,则,A,错误,;,因为圆环到,O,点前,库仑力沿,y,轴负方向的分量,大小始终不为,0,故一直加速,速度增加,B,错误,;,设,P,、,O,两点间电势差为,U,由动能,定理有,qU=mv,2,由牛顿第二定律有 联立有 即圆环是否,做圆周运动与,q,无关,C,正确,;,若从,P,点上方释放,则,U,变大,不能做匀速圆周运动,D,正确。,C、D圆环运动到O点且未离开细杆时库仑力沿x轴正方向,与细,3.(,求解电场强度,)(,多选,),如图,真空中三个完全相同的带电小球,A,、,B,、,C(,均视,为点电荷,),均由轻质绝缘细线悬挂在,O,点,整个系统静止时,三小球在水平面构成,等边三角形,M,为三角形的中心。已知小球所带电荷量均为,+q,M,到,A,、,B,、,C,的距,离均为,L,细线与,OM,夹角均为,30,。已知选取无穷远处电势为,0,时,真空中电荷量,为,Q,的点电荷周围的电势表达式为,=k,(,其中,r,为到点电荷的距离,),下列说法,正确的是,(,),3.(求解电场强度)(多选)如图,真空中三个完全相同的带电小,A.,小球所受重力为,B.M,点的电场强度为,3k,C.,带电小球,A,产生的电场在,M,点的电势为,k,D.,电荷量为,+q,0,的试探电荷在,M,点具有的电势能为,3k,A.小球所受重力为,C,、,D,带电小球,A,受到,B,、,C,库仑力的合力为,F,合成如图,C、D带电小球A受到B、C库仑力的合力为F,合成如图,根据几何关系可知,F=,则对,A,球受力分析,根据平衡条件可知,G=,各小球受力情况均相同,所以小球的重力为,k,故,A,错误,;M,处,于,ABC,的中心,根据场强的叠加法则可知,M,点场强为,0,故,B,错误,;A,在,M,处产生的,电势为,=,故,C,正确,;,三个小球在,M,点产生的总电势为,M,=3,=,3k,则电势能为,E,p,=q,0,M,=3k ,故,D,正确。,根据几何关系可知F=则对,
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