杨浦区高中补习班新王牌五角场校区高中物理

杨浦五角场新王牌电场力的性质【知识点精析】一、电场强度E=F/q1.电场是存在于电荷周围的特殊物质，静止电荷之间的相互作用是通过电场来实现的。2.公式：E=F/q3.E是矢量，规定E的方向就是正电荷的受力方向。4.真空中点电荷Q所产生场强的计算式：E=kQ/r2。二、电场线1.电场线是为了形象地描述场强而由人假想的一系列曲线2.电场线上各点的切线方向都与该点的场强方向一致。3.电场线的密疏大致能表示电场中各处场强的强弱。4.静电场中，电场线始于正电荷，终止于负电荷。电场线不相交，不相切。【典型例题】例1两个固定的等量异种电荷(电量均为Q)，连线中点处的场强为E，则这两个电荷之间的库仑力为多少？()A、QE/8B、QE/4C、QE/2D、QE例2把质量为m的正点电荷q从电场中某点静止释放，不计重力，下列说法正确的是：()A、该电荷一定由电场线疏处向电场线密处运动B、点电荷的运动轨迹必定和电场线重合C、点电荷的速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致D、点电荷的加速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致例3如图9所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确的是（）A、该电场是匀强电场B、a点的电场强度比b点的大C、b点的电场强度比a点的大D、正电荷在a、b两点受力方向相同例4在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为1.0m和2.0m。已知放在A、B两点的检验电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟检验电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带负电，放在B点的电荷带正电。求：(1)A点的电场强度的大小和方向。(2)试判断点电荷Q的电性，并确定点电荷Q的位置坐标。例5两带电量分别为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场强大小E与x关系的是图（）CQCQBQAABCQCQBQAABQCQBQAABQBQAABQAABAAB例6（多选）在真空中有A、B、C三个点电荷，依次放在同一直线上，都处于平衡状态，若三个点电荷的电量、电荷的正负及相互间距离都未知，根据平衡条件能判断这三个点电荷的情况是：()A、分别带何种电荷B、哪几个同号，哪几个异号C、哪一个电量最小D、电量大小的依次排序例7如图所示，在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球，悬挂于O点而处于平衡状态，重力加速度为g，细线均拉紧，则细线对悬点O的拉力大小为________，两球间的细线中的拉力大小为________。例8光滑绝缘水平面上有一个质量为m、带电荷+q的粒子，以初速度v0从孔O射入金属板右侧光滑区域，该区域内存在方向向左的匀强电场，如图所示。若经过时间t后，电场方向突然改为向右，但场强大小不变，则该粒子恰好能回到小孔O。试求该电场强度的大小。例9带负电的粒子在电场中仅受电场力的作用，做匀速圆周运动，关于该电场下列说法中正确的是()A、一定是一个正点电荷形成的电场B、可能是一个负点电荷形成的电场C、可能是两个等量正点电荷形成的电场D、可能是两个等量异种点电荷形成的电场例10两个带电量均为+q的小球，质量均为m，固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动。直角三角形的直角边长为L。(1)若施加竖直向上的匀强电场E1，使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E1多大？在此电场中，此框架能否停止在竖直平面内任意位置？(2)若改变匀强电场的大小和方向(电场仍与框架面平行)，为使框架的OB边水平、OA边竖直(A在O的正下方)，则所需施加的匀强电场的场强E2至少多大？方向如何？（A）（B）（C）（D）(A)(B)(C)(D)bbbbacacccaaEEEEOtAOtBOtCOtDvvvv(3)若施加竖直向上的匀强电场E3=2mg/q，并将A球的带电量改为-q，其余条件不变，试找出框架所有可能的平衡位置，求出OA边与竖直方向的夹角，并画出所对应的示意图。【课后作业】1．关于电场线，下列说法中，正确的是(只考虑电场)（）A、电场线上任一点的切线方向就是点电荷在该点运动的方向B、电场线上任一点的切线方向就是正电荷在该点的加速度方向C、电场线弯曲的地方是非匀强电场，电场线为直线的地方是匀强电场D、只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场方向运动2．一带正电荷的质点，仅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，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）3．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度-时间图像如图甲所示。则这一电场可能是图乙中的（）4．（多选）如图所示，点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在．CD．．之间．．运动的速度大小v与时间t的关系图像可能是（）5．（多选）如图所示，直线OO′为某电场中的一条电场线，电场方向由O指向O′。一带电粒子沿该电场线运动，途经距离为S的A、B两点过程中，所用的时间为t，经A、B中间位置的速度为v1，经过A、B中间时刻的速度为v2，则下列判断中正确的是（）（A）若OO′为匀强电场中的一条电场线，且粒子带正电，则v1v2vt0甲ABAABBABDABC乙vOO′ABABCD+4Q+QEA（B）若OO′为匀强电场中的一条电场线，且粒子带负电，则v1v2（C）若OO′为位于O点的正点电荷产生的电场中的一条电场线，且粒子带正电，则v1v2（D）若OO′为位于O′点的负点电荷产生的电场中的一条电场线，且粒子带正电，则v1v26．（多选）如图所示，带正电物体A在固定的绝缘斜面上下滑，若在斜面上方所在空间加一个竖直向下的匀强电场，且电场强度E随时间t均匀增加，则下列说法正确的是（）（A）若A在无电场时是匀速运动的，则加了电场后仍为匀速运动（B）若A在无电场时是匀速运动的，则加了电场后A物将变加速下滑（C）若A在无电场时是匀加速下滑，则加了电场后仍匀加速下滑（D）若A在无电场时是匀加速下滑，则加了电场后将变加速下滑，加速度逐渐增大7．（多选）图为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）(A)到达集尘极的尘埃带正电荷．(B)电场方向由集尘极指向放电极．(C)带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同．(D)同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大．8．已知电荷q均匀分布在半球面AB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，如图所示，M是位于CD轴线上球面外侧，且OM=ON=L=2R。已知M点的场强为E，则N点的场强为（）（A）E（B）2Lkq（C）ELkq2（D）ERkq229．如图所示，光滑绝缘、互相垂直的固定墙壁PO、OQ竖立在光滑绝缘地面上，地面上方有一平行地面的匀强电场E，场强方向水平向左且垂直于墙壁PO，质量相同且带同种正电荷的A、B两小球（可看作质点）放置在光滑水平绝缘地面上，当A球在平行于墙壁PO的水平推力F作用下，A、B两小球均紧靠墙壁而处于静止状态，这时两球之间的距离为L。若使小球A在水平推力F的作用下沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后，小球A与B重新处于静止状态，则与原来比较（两小球所带电荷量保持不变）（）A．A球对B球作用的静电力增大B．A球对B球作用的静电力减小C．墙壁PO对A球的弹力增大D．两球之间的距离减小，力F增大10．如图所示，A、B为带等量异种电荷的两个点电荷，电荷电量都是Q，相距为L，电场中的P点与两个点电荷的距离相等，PB与AB夹角为450，则P点的电场强度大小为___，并在图上画出P点电场的方向。11．如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O。将等电量的正、直流高压电源带电尘埃集尘极放电极APFBOQApdwlicyhDOAB+q–qE负点电荷分别放在圆周上、它们的位置关于AC对称。则圆心O处的电场强度的方向为________，要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电量的正点电荷+Q，则该点电荷+Q应放在圆周上的_________点。12．如图，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为________，方向________。(静电力恒量为k)13．ab是长为l的均匀带电绝缘细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示。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P1、P2处电场强度方向（填“相同”或“相反”）。若将绝缘细杆的右边l/2截掉并移走（左边l/2电量、位置不变），则P2处的场强大小为。14．在匀强电场中，有一固定的O点，连有长度都为L的绝缘细线，细线的另一端分别系住一个带电小球A、B、C（不计重力，带电小球之间的作用力不能忽略），其中QA带负电、电量为Q，三个小球目前都处于如图所示的平衡状态，静电力恒量为k，则匀强电场的大小为E＝___________；若已知QA与QB的电量大小之比为1︰2，则为维持三个小球平衡，细绳需承受的可能的最大拉力为___________。15．有一方向竖直向上的匀强电场，质量为m的电荷P正好静止于电场中，若场强大小不变，而方向改为水平，同时为使电荷P匀速向上移过距离s，需加一个方向______、大小为______的外力，此过程中该外力作功____。16．如图所示，M，N是水平放置的一对正对平行金属板，其中M板中央有一小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场，AB是一根长为9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带电小球（小球直径略小于孔），每个小球带电荷量为q，质量为m，相邻小环间的距离为L，小球可视为质点，不考虑带电小球之间库仑力。现将最下端的小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动过程中始终保持竖直，经观察发现，在第二个小球进入电场到第三个小球进入电场前这一过程中，AB做匀速直线运动。已知MN两板间距大于细杆长度。试求：（1）两板间电场场强度的大小；（2）上述匀速运动过程中速度大小；（3）若AB以初动能Ek0从O处开始向下运动，恰好能使第10个小球过O点，求Ek0的大小。17．如图所示，绝缘轻杆长L＝0.9m，两端分别固定着带等量异种电荷的小球A、B，质量分别为mA＝4×10-2kg，mB＝8×10-2kg，A球带l41l41ab1P2POQAQBQCEOABMN正电，B球带负电，电荷量q＝6.0×10-6C。轻杆可绕过O点的光滑水平轴转动，OB＝2OA。一根竖直细线系于杆上OB中点D使杆保持水平，整个装置处在水平向右的匀强电场中，电场强度E＝5×104N/C。不计一切阻力，取g＝10m/s2，求：（1）细线对杆的拉力大小；（2）若将细线烧断，当轻杆转过90°时，A、B两小球电势能总的变化量；（3）细线烧断后，在杆转动过程中小球A的最大速度。