高考物理二轮复习 专题四 静电场 第14课时 电场力的性质课件.ppt

第14课时电场力的性质 知识点一电荷及电荷守恒定律 b c 1 如图1所示 挂在绝缘细线下的两轻质小球 由于电荷的相互作用而靠近或远离 对此现象 下列说法正确的是 图1 A 甲图中两球一定带异种电荷B 乙图中两球一定带同种电荷C 甲图中两球一定都带电D 乙图中两球至少有一个带电解析两球相互排斥时 则两球一定带同种电荷 可能是正电 也可能是负电 两球相互吸引时 两球可能带异种电荷 也可能一个带电 另一个不带电 故选项B正确 A C D错误 答案B 2 M N是两个原来都不带电的物体 它们相互摩擦后M带正电荷1 60 10 10C 且它们与外界无电荷的转移 则下列判断正确的是 A 在摩擦前 M和N的内部没有任何电荷B 摩擦过程中 电子从M转移到NC 摩擦过程中 创造了1 60 10 10C的正电荷D 摩擦过程中 消灭了1 60 10 10C的正电荷 解析M N作为一个与外界没有电荷转移的系统 在摩擦过程中 系统的电荷是守恒的 摩擦前 M N都不带电 说明M N内部的正 负电荷量是相等的 不是内部没有电荷 选项A错误 摩擦过程既不会创造电荷 也不会消灭电荷 只会是电荷从一个物体转移到另一个物体 选项C D错误 摩擦起电 感应起电等带电方式的本质是电子的转移 摩擦后M带正电 说明电子从M转移到了N 选项B正确 答案B 知识点二库仑定律 c 3 对点电荷的理解 你认为下列说法正确的是 A 点电荷是一种理想化的模型 不可能是带电荷量很大的带电体B 点电荷的带电荷量可能是2 56 10 20CC 只要是均匀的球形带电体 不管球的大小 都能被看做点电荷D 当两个带电体的形状和大小对它们的相互作用力的影响可忽略时 这两个带电体都能看做点电荷 解析能否把一个带电体看做点电荷 不是取决于带电体的大小 形状等 而是取决于研究问题的实际需要 看带电体的形状 大小和电荷分布情况对电荷之间的作用力的影响是否可以忽略 所有带电体的带电荷量是1 6 10 19C的整数倍 故选项D正确 答案D 4 A B C三点在同一直线上 AB BC 1 2 B点位于A C之间 在B处固定一电荷量为Q的点电荷 当在A处放一电荷量为 q的点电荷时 它所受到的电场力为F 移去A处电荷 在C处放一电荷量为 2q的点电荷 其所受电场力为 答案B 解析电场强度反映了电场本身的性质 与放入电荷的电荷量 电性无关 与是否放电荷也无关 选项B D错误 C正确 不同的试探电荷在电场中同一点的受力不同 而所受的力与试探电荷电荷量的比值是一个常数 电场强度与F q无关 选项A错误 答案C 6 某电场的电场线分布如图2所示 下列说法正确的是 A c点的电场强度大于b点的电场强度B 若将一试探电荷 q由a点释放 它将沿电场线运动到b点C b点的电场强度大于d点的电场强度D a点和b点的电场强度的方向相同 图2 解析据电场线的分布可知 c点的电场线比b点的电场线稀疏 即c点的电场强度小于b点的电场强度 b点的电场线比d点的电场线密 即b点的电场强度大于d点的电场强度 a点和b点的切线方向不同 即两点的电场强度的方向不同 故选项A D错误 C正确 将一试探电荷 q由a点释放 在a点受力方向沿电场线切线方向 加速度方向为切线方向 因此 电荷不可能沿电场线运动到b点 故选项B错误 答案C 7 如图3所示 真空中有四点A B C D在一条直线上 AB BC CD 如只在A点放一电荷量为 Q的点电荷时 B点场强为E 若再将等量异号的点电荷 Q放在D点 则 图3 答案B 易错点一库仑力作用下的平衡问题库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的 只是在原来受力的基础上多了电场力 具体步骤如下 练1 如图4所示 水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A B 左边放一带正电的固定球P时 两悬线都保持竖直方向 下面说法正确的是 图4 A A球带正电 B球带负电 并且A球带电荷量较B球带电荷量大B A球带正电 B球带负电 并且A球带电荷量较B球带电荷量小C A球带负电 B球带正电 并且A球带电荷量较B球带电荷量小D A球带负电 B球带正电 并且A球带电荷量较B球带电荷量大 答案C 易错点二电场强度的叠加与计算1 多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处产生的电场场强的矢量和 遵循平行四边形定则 2 电场强度叠加问题的求解思路 1 确定分析计算的空间位置 2 分析该处有几个分电场 先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向 3 依次利用平行四边形定则求出矢量和 练2 如图5所示 在光滑绝缘水平面上 三个带电小球a b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上 a b带正电 电荷量均为q c带负电 整个系统置于方向水平的匀强电场中 已知静电力常量为k 若三个小球均处于静止状态 不计重力 则匀强电场场强的大小 图5 答案B 易错点三不能正确分析电场线与轨迹间的关系带电粒子运动轨迹类问题的分析要点 1 判断速度方向 带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向 2 判断电场力 或场强 的方向 带电粒子所受电场力方向 仅受电场力作用 指向轨迹曲线的凹侧 再根据粒子的正负判断场强的方向 3 判断粒子的速度变化情况 若电场力与速度方向成锐角 则速度越来越大 若电场力与速度方向成钝角 则速度越来越小 4 判断加速度的大小 电场线的疏密表示场强的大小 场强越大 电场力越大 加速度越大 练3 某静电场中的电场线方向不确定 分布如图6所示 带电粒子在电场中仅受静电力作用 其运动轨迹如图中虚线所示 由M运动到N 以下说法正确的是 A 粒子必定带正电荷B 该静电场一定是孤立正电荷产生的C 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D 粒子在M点的速度大于它在N点的速度 图6 解析由电荷的运动轨迹可知 电荷所受的电场力斜向上 由于电场线的方向未知 所以不能确定电荷的电性 A错误 孤立正电荷的电场线是从正电荷出发到无穷远处终止的直线 故该静电场一定不是孤立正电荷产生的 B错误 电场线密的地方电场的场强大 电场线疏的地方电场的场强小 由题图可知 N点的场强大于M点的场强 粒子在N点的受力大于在M点的受力 所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 C正确 电场力做正功 电荷的电势能减小 动能增加 所以粒子在M点的速度小于它在N点的速度 D错误 选C 答案C 真题示例 例1 2015 9月浙江学考测试卷 如图7所示为两个固定在同一水平面上的点电荷 距离为d 电荷量分别为 Q和 Q 在它们的水平中垂线上固定一根长为L 内壁光滑的绝缘细管 有一电荷量为 q的小球以初速度v0从管口射入 则小球 图7 答案C 例2 2015 10月浙江学考 如图8所示 一质量为m 电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端 另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方 A B均视为点电荷 轻绳与竖直方向成30 角 小球A B静止于同一高度 已知重力加速度为g 静电力常量为k 则两球间的静电力为 图8 答案A 例3 2015 浙江理综 如图9所示为静电力演示仪 两金属极板分别固定于绝缘支架上 且正对平行放置 工作时两板分别接高压直流电源的正负极 表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属板中间 则 图9 A 乒乓球的左侧感应出负电荷B 乒乓球受到扰动后 会被吸在左极板上C 乒乓球共受到电场力 重力和库仑力三个力的作用D 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触 放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞 解析两极板间电场由正极板指向负极板 镀铝乒乓球内电子向正极板一侧聚集 故乒乓球的右侧感应出负电荷 A错误 乒乓球不可能吸在左极板上 B错误 库仑力就是电场力 C错误 乒乓球与右极板接触后带正电 在电场力作用下向负极运动 碰到负极板正电荷与负极板上的负电荷中和后带负电 在电场力作用下又向正极板运动 这样会在两极板间来回碰撞 D正确 答案D 图10 答案B 冲刺训练 1 如图11所示 质量为m 带电荷量为q的小球B用绝缘细线悬挂 处于固定的带电体A产生的电场中 A可视为点电荷 B为试探电荷 当B静止时 A B等高 细线与竖直方向的夹角为 已知重力加速度为g 则A在B处所产生的场强大小为 图11 答案A 2 2016 9月绍兴适应性考试 如图12所示 绝缘水平面上有A B C D四点 依次相距L 若把带电金属小球甲 半径远小于L 放在B点 测得D点处的电场强度大小为E 现将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后 再把两球分置于A C两点 此时D点处的电场强度大小为 图12 答案D 3 如图13所示 实线是电场线 一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中 其速度 时间图象是选项中的 图13 解析电场力的方向指向轨迹的凹侧且沿与电场线相切的方向 因此粒子从A运动到B的过程中电场力方向与速度方向的夹角大于90 粒子做减速运动 电场力越来越小 加速度越来越小 故B项正确 答案B 4 一负电荷从电场中A点由静止释放 只受静电力作用 沿电场线运动到B点 它运动的速度 时间图象如图14所示 则A B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的 图14 解析由速度 时间图象可知 电荷的速度越来越大 且加速度也是越来越大 故电荷在运动过程中 应受到逐渐增大的静电力作用 所以电场线的方向应由B指向A 由于加速度越来越大 所以静电力越来越大 即B点的电场强度应大于A点的电场强度 即B点处电场线应比A点处密集 所以选项C正确 答案C