高三专题电场力的性质

电场力的性质专题1几种典型电场的电场线2三个场强公式考向一：库仑定律与平衡问题[例1]如图6－1－3所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：C应带什么性质的电？应放于何处？所带电量为多少？1．半径相同的两个金属小球A、B带有大小相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开，这时两球之间的相互作用力大小是(A)A．F/8B．F/4C．3F/8D．3F/4表达式比较E＝FqE＝kQr2E＝Ud公式意义电场强度定义式真空中点电荷决定式匀强电场中E与U关系式适用范围任何电场①真空②点电荷匀强电场决定因素电场本身决定，与检验电荷q无关场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定电场本身决定，d为两点沿场强方向的距离相同点矢量，单位：1N/C＝1V/m三个点电荷平衡问题的求解方法“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。2．下列说法中，正确的是(B)A．在一个以点电荷为中心、r为半径的球面上，各处的电场强度都相同B．E＝kQ/r2仅适用于点电荷形成的电场C．电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向D．当初速度为零时，放入电场中的电荷在电场力作用下的运动轨迹一定与电场线重合3.如图6－1－7所示，在真空中一条竖直向下的电场线上有a、b两点。一带电质点在a处由静止释放后沿电场线向上运动，到达b点时速度恰好为零。则下面说法正确的是(BC)A．该带电质点一定带正电B．该带电质点一定带负电C．a点的电场强度大于b点的电场强度D．质点在b点所受到的合力一定为零4.如图6－1－10所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2q1为(C)图6－1－10A．2B．3C．23D．335.如图8所示，两质量均为m的小球A和B分别带有＋q和－q的电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg。现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是(CD)A．悬线OA向右偏，OA中的张力大于2mgB．悬线OA向左偏，OA中的张力大于2mgC．悬线OA不发生偏离，OA中的张力等于2mgD．悬线AB向左偏，AB线的张力比不加电场时要大考向二：电场强度及叠加[例2]在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点。当把一检验电荷＋q放在d点恰好平衡(如图6－1－4所示，不计重力)。问：图6－1－4(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)检验电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？(3)检验电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？[变式训练]6均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R．已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（A）A．ERkq22B．24kqRC．24kqERD．24kqER7如图6－1－5所示，用长为l的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙且d≪r，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度8．ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图5所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2，则以下说法正确的是(D)A．两处的电场方向相同，E1E2B．两处的电场方向相反，E1E2C．两处的电场方向相同，E1E2+++++++OMNCDRABD．两处的电场方向相反，E1E29图甲中，MN为很大的薄金属板（可理解为无限大），金属板原来不带电。在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是点电荷右侧，与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案（答案中k为静电力常量），其中正确的是（A）甲乙A．289kqdB．2kqdC．234kqdD．2109kqd课后练习1．(2012·锦州模拟)在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图3所示。现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为(D)A.13B.33C．3D.32．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，图4中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(D)3如图6－1－6所示，图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图能做出正确的判断的是(BCD)图6－1－6A．带电粒子所带电荷的正负B．带电粒子在a、b两点受力方向C．带电粒子在a、b两点加速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大4.如图5所示，a、b为两个固定的带正电q的点电荷，相距为L，通过其连线中点O作此线段的垂直平分面，在此平面上有一个以O为圆心，半径为32L的圆周，其上有一个质量为m，带电荷量为－q的点电荷c做匀速圆周运动，求c的速率。（答案q3k2mL）