高中電學典型題解法與訓練第一講 電場中的力學問題一、電荷、電荷守恒、庫侖定律（1）自然界中存在兩種電荷：正電荷和負電荷。（2）元電賀：電量為1.610-19C。（3）點電荷：（4）電荷守恒。（5）點電荷之間的相互作用服從庫侖定律。1有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則 AB、C球均帶負電 BB球帶負電，C球帶正電CB、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電 DB、C球都不帶電2真空中有兩個固定的帶正電的點電荷，其電量Q1Q2，點電荷q置于Q1、Q2連線上某點時，正好處于平衡，則 Aq一定是正電荷 Bq一定是負電荷 Cq離Q2比離Q1遠Dq離Q2比離Q1近3如圖1所示，用兩根絕緣絲線掛著兩個質量相同不帶電的小球A和B，此時，上、下絲線受的力分別為TA、TB；如果使A帶正電，B帶負電，上、下絲線受力分別為TATB,則 4如圖3所示，把質量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為410-8庫的小球B靠近它，當兩小球在同一高度相距3cm時，絲線與豎直夾角為45，此時小球B受到的庫侖力F_，小球A帶的電量qA_二、電場、電場強度(1)電荷之間的相互作用是通過電場發生的。(2)電場可以從力的角度來研究，電場強度就是反映電場的力的性質的物理量。知道了電場強度E，就可以知道電荷q在電場中所受的力F= 。從力的角度研究電場，電場強度E是電場本身的一種特性，與檢驗電荷存在與否無關E是矢量要區別公式E=F/q(定義式)、E=kQ/r2(點電荷電場)、E=U/d(勻強電場)的物理意義和適用范圍E既然是矢量，那么如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？可以用多種方法判斷，請歸納1下列關于電場強度的敘述正確的是 A電場中某點的場強在數值上等于單位電荷受到的電場力B電場中某點的場強與該點檢驗電荷所受的電場力成正比C電場中某點的場強方向就是檢驗電荷在該點所受電場力的方向D電場中某點的場強與該點有無檢驗電荷無關2圖表示一個電場中a、b、c、d四點分別引入檢驗電荷時，測得檢驗電荷所受電場力與電量間的函數關系圖像，那么下列說法中正確的是 A該電場是勻強電場B這四點場強的大小關系是EdEaEbEcC這四點場強的大小關系是EaEbEcEdD無法比較這四點場強大小關系3長為L的導體棒原來不帶電，將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端R處，如圖9所示，當達到靜電平衡后棒上感應的電荷在棒內中點處產生的場強的大小等于_三、電場線1、電場可以用電場線和等勢面形象地表示出來。2、電場線在解題中的應用:（1）判斷電場的強弱和方向;（2）判斷電勢的高低;（3）利用電場線可以判斷電勢能的變化與電場力做功問題;（4）利用電場線可以分析平行板電容器問題;（5）利用電場線可以判斷靜電感應中導體各部分所帶電荷的正負或電荷移動方向;（6）利用電場線判斷受力情況。例題4：如圖1所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點，用EA、EB表示A、B兩處的場強，則 ( )AA、B兩處的場強方向相同B因為A、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以EAEBC電場線從A指向B，所以EAEBD不知A、B附近電場線的分布情況，EA、EB的大小不能確定四、電場中的導體、靜電平衡1在一個導體球殼內放一個電量為Q的點電荷，用Ep表示球殼外任一點的場強，則 A當Q在球殼中央時，Ep0B不論Q在球殼內何處，Ep一定為零C只有當Q在球心且球殼接地時，Ep0D只要球殼接地，不論Q在球殼內何處，Ep一定為零2一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導線連接，讓B球置于球殼A的空腔中與內表面接觸后又提起到圖3位置，C球放A球殼外離A球較遠，待靜電平衡后，正確的說法是 AB、C球都帶電 BB球不帶電，C球帶電C讓C球接地后，B球帶負電 DC球接地后，A球殼空腔中場強為零3如圖4所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡時，下敘說法正確的是 AA、B兩點場強相等，且都為零 BA、B兩點的場強不相等 D當電鍵K閉合時，電子從大地沿導線向導體移動4如圖8，在真空中有兩個點電荷A和B，電量分別為Q和2Q，它們相距L，如果在兩點電荷連線的中點O有一個半徑為r（2rL）的空心金屬球，且球心位于O點，則球殼上的感應電荷在O點處的場強大小_方向_五、力電綜合問題【例題5】把一個帶正電荷q的小球用細線懸掛在兩塊面積很大的豎直平行板間的O點小球質量m=2g，懸線長L=6cm，兩板間距離d=8cm當兩板間加上U=2103V的電壓時，小球自懸線水平的A點由靜止開始向下運動到達O點正下方的B點時的速度剛好為零如圖4所示以后一直在A、B 間來回擺動(取g=10m/s2)求：(1)小球所帶的電量(2)擺動過程中小球的最大速度圖9-13【例題6】一個質量為m，帶有電荷-q的小物體，可在傾角為0的絕緣斜面上運動，斜面底端有一與斜面垂直的固定絕緣擋板，斜面頂端距底端的高度為h，整個斜面置于勻強電場中，場強大小為E，方向水平向右，如圖9-13小物體與斜面的動摩擦因數為，且小物體與檔板碰撞時不損失機械能求：(1)為使小物體能從靜止開始沿斜面下滑，q、E、p各量間必須滿足的關系(2)小物體自斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑到停止運動所通過的總路程AB1、有一勻強電場，其場強為E，方向豎直向下。把一個半徑為r的光滑絕緣環，豎直置于電場中，環面平行于電場線，環的頂點A穿有一個質量為m、電量為q(q0)的空心小球，如圖7所示。當小球由靜止開始從A點下滑到最低點B時，小球受到環的壓力多大？2如圖所示， A、B兩個帶異種電荷的小球分別被兩根絕緣細線系在一放在水平支持面上的木盒內的底部和頂部，木盒對地面的壓力為N，細線對B拉力為F。若將系B的細線斷開，下列說法正確的是（）A、剛斷開時，木盒對地面的壓力等于NB、剛斷開時，木盒對地面的壓力等于（N+F）C、剛斷開時，木盒對地面的壓力等于（N-F）D、在B向上運動過程中木盒對地壓力逐漸增大3如圖10，一個質量m，帶電荷q的小物體，可在水平絕緣軌道ox上運動，OR端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處于勻強電場中，場強大小為E，方向沿Ox正向小物體以初速v0從位置x0沿Ox軌道運動，受到大小不變的摩擦力f作用，且fqE設小物體與墻壁碰撞時不損失機械能，且電量保持不變，求它在停止運動前所通過的總路程【創關訓練】1關于點電荷的說法，正確的是 A只有體積很小的帶電體，才能作為點電荷B體積很大的帶電體一定不能看作點電荷C點電荷一定是電量很小的電荷D兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理2如圖6，一帶電小球用絲線懸掛在水平方向的勻強電場中，當小球靜止后把懸線燒斷，則小球在電場中將作 A自由落體運動 B曲線運動C沿著懸線的延長線作勻加速運動D變加速直線運動3、如圖，在光滑水平面上固定三個等質量的帶電小球（均可視為質點），A、B、C三球排成一直線。若釋放A球（另兩球仍固定）的瞬時，A球的加速度大小為1m/s2，方向向左；若釋放C球（另兩球仍固定）的瞬時，C球的加速度大小為2m/s2，方向向右；則釋放B的瞬時，B球的加速度大小為_m/s2，方向向_4有一絕緣空心金屬球A，帶有410-6C的正電荷，一個有絕緣柄的金屬小球B，帶有210-6C的負電荷若把B球跟A球的內壁相接觸，如圖6所示，則B球上電量為_C，A球上電量為_C，分布在_7在一個水平面上建立 軸，在過原點垂直于軸的平面的右側空間有一勻強電場，場強大小610/，方向與 軸正方向相同，在 處放一個帶電量 510，質量 10g的絕緣物塊，物塊與水平面間的動摩擦因數0.2，沿 軸正方向給物塊一個初速度 m/s，如圖8所示，求物塊最終停止時的位置。（ 取10/s）EV0參考答案:XO1、D2、C3、1 m/s2 左提示：對A：FBA+FCA=ma1 ； 對C：FAC+FBC=ma2 ；