1、專題突破與題型專練電場力的性質(zhì)專題突破與題型專練電場力的性質(zhì)題型核心題型核心 探究探究題型一題型一: :等量點(diǎn)電荷周圍的電場等量點(diǎn)電荷周圍的電場(1)(1)兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)處兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)處, ,電場線電場線方向從正電荷指向負(fù)電荷方向從正電荷指向負(fù)電荷, ,中點(diǎn)電中點(diǎn)電場強(qiáng)度最小場強(qiáng)度最小, ,越靠近點(diǎn)電荷電場強(qiáng)越靠近點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度越強(qiáng)度越強(qiáng)(2)(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面兩點(diǎn)電荷連線的中垂面( (中垂線中垂線) )上上, ,電場線的方向均相同電場線的方向均相同, ,即電場即電場強(qiáng)度方向均相同強(qiáng)度方向均相同, ,且總與中垂面且總與中垂面( (線線) )垂直垂直(3)(3)沿中垂線從沿中垂

2、線從O O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)點(diǎn)到無窮遠(yuǎn), ,電場電場強(qiáng)度逐漸減弱強(qiáng)度逐漸減弱(1)(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O O處電場強(qiáng)處電場強(qiáng)度為零度為零, ,此處無電場線此處無電場線, ,中點(diǎn)中點(diǎn)O O處附處附近的電場線非常稀疏近的電場線非常稀疏, ,但電場強(qiáng)度但電場強(qiáng)度并不為零并不為零(2)(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面兩點(diǎn)電荷連線的中垂面( (中垂線中垂線) )上上, ,電場強(qiáng)度方向總沿面電場強(qiáng)度方向總沿面( (線線) )遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離O(O(等量正電荷等量正電荷) )或指向或指向O(O(等量負(fù)電等量負(fù)電荷荷) )(3)(3)在中垂面在中垂面( (線線) )上從上從O O點(diǎn)到無窮點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處遠(yuǎn)處, ,

3、電場強(qiáng)度先變強(qiáng)后變?nèi)蹼妶鰪?qiáng)度先變強(qiáng)后變?nèi)酢纠纠? 1】 (2021 (2021廣東博羅中學(xué)高二月考廣東博羅中學(xué)高二月考) )兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,O,O點(diǎn)為兩點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),a,a點(diǎn)在連線的中垂線上點(diǎn)在連線的中垂線上, ,假設(shè)在假設(shè)在a a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子, ,如如下圖下圖, ,關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng), ,以下說法正確的選項(xiàng)是以下說法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.電子在從電子在從a a向向O O運(yùn)動(dòng)的過程中運(yùn)動(dòng)的過程中, ,加速度越來越大加速度越來越大, ,速度越來越大速度越來越大B.B.電子在從電子在從a a向向O

4、 O運(yùn)動(dòng)的過程中運(yùn)動(dòng)的過程中, ,加速度越來越小加速度越來越小, ,速度越來越大速度越來越大C.C.電子運(yùn)動(dòng)到電子運(yùn)動(dòng)到O O時(shí)時(shí), ,加速度為零加速度為零, ,速度最大速度最大D.D.電子通過電子通過O O后后, ,速度越來越小速度越來越小, ,加速度越來越大加速度越來越大, ,一直到速度為零一直到速度為零思路探究思路探究 (1) (1)兩個(gè)等量正電荷的電場中兩個(gè)等量正電荷的電場中, ,在中垂面在中垂面( (線線) )上從無窮遠(yuǎn)處到上從無窮遠(yuǎn)處到O O點(diǎn)點(diǎn), ,電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度大小如何變化大小如何變化? ?(2)(2)電子僅受靜電力作用電子僅受靜電力作用, ,電子的加速度大小與電場強(qiáng)度的大小

5、有什么關(guān)系電子的加速度大小與電場強(qiáng)度的大小有什么關(guān)系? ?答案答案:(1):(1)電場強(qiáng)度由零增加到某一最大值電場強(qiáng)度由零增加到某一最大值, ,然后減小到零然后減小到零. .(2)(2)電子加速度大小與電場強(qiáng)度的大小成正比電子加速度大小與電場強(qiáng)度的大小成正比. .解析解析: :帶等量正電荷的兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上帶等量正電荷的兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上, ,中點(diǎn)中點(diǎn)O O處的電場強(qiáng)度為零處的電場強(qiáng)度為零, ,向中垂線的兩向中垂線的兩邊先變大邊先變大, ,到達(dá)最大值后到達(dá)最大值后, ,再逐漸減小到零再逐漸減小到零. .但但a a點(diǎn)與最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定點(diǎn)與最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定

6、, ,當(dāng)當(dāng)a a點(diǎn)在最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的上方時(shí)點(diǎn)在最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的上方時(shí), ,電子在從電子在從a a點(diǎn)向點(diǎn)向O O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中, ,加速度先增大后減小加速度先增大后減小; ;當(dāng)當(dāng)a a點(diǎn)在最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的下方時(shí)點(diǎn)在最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的下方時(shí), ,電子的加速度那么一直減小電子的加速度那么一直減小, ,故故A,BA,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;但不管但不管a a點(diǎn)的點(diǎn)的位置如何位置如何, ,電子在向電子在向O O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中, ,都在做加速運(yùn)動(dòng)都在做加速運(yùn)動(dòng), ,所以電子的速度一直增加所以電子的速度一直增加, ,當(dāng)?shù)竭_(dá)當(dāng)?shù)竭_(dá)O O點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), ,加速度為零加速度為零, ,速度到達(dá)最大值速

7、度到達(dá)最大值,C,C正確正確; ;通過通過O O點(diǎn)后點(diǎn)后, ,電子的運(yùn)動(dòng)方向與電場強(qiáng)度的方電子的運(yùn)動(dòng)方向與電場強(qiáng)度的方向一樣向一樣, ,與所受靜電力方向相反與所受靜電力方向相反, ,故電子做減速運(yùn)動(dòng)故電子做減速運(yùn)動(dòng), ,由能量守恒定律得由能量守恒定律得, ,當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到a a點(diǎn)點(diǎn)關(guān)于關(guān)于O O點(diǎn)對稱的點(diǎn)對稱的b b點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí), ,電子的速度為零電子的速度為零. .同樣因同樣因b b點(diǎn)與最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定點(diǎn)與最大電場強(qiáng)度點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定, ,故加速度大小的變化不能確定故加速度大小的變化不能確定,D,D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .答案答案:C:C【針對訓(xùn)練【針對訓(xùn)練1 1】 (202

8、1 (2021北京師大附中高二期中北京師大附中高二期中) )兩帶電荷量分別為兩帶電荷量分別為q q和和-q-q的點(diǎn)電荷放在的點(diǎn)電荷放在x x軸上軸上, ,相距為相距為L,L,能正確反映兩電荷連線上電場強(qiáng)度大小能正確反映兩電荷連線上電場強(qiáng)度大小E E與與x x關(guān)系的是關(guān)系的是( ( ) )A A解析解析: :由等量異種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的關(guān)系可知由等量異種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的關(guān)系可知, ,在兩電荷連線中點(diǎn)處電在兩電荷連線中點(diǎn)處電場強(qiáng)度最小場強(qiáng)度最小, ,但不是零但不是零, ,從兩點(diǎn)電荷向中點(diǎn)電場強(qiáng)度逐漸減小從兩點(diǎn)電荷向中點(diǎn)電場強(qiáng)度逐漸減小, ,故故A A正確正確. .題型二題型二: :電場線與帶電粒

9、子運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析電場線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合分析1.1.幾個(gè)矢量的方向幾個(gè)矢量的方向(1)(1)速度方向速度方向: :沿軌跡的切線方向沿軌跡的切線方向. .(2)(2)合力方向合力方向: :指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè)指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè). .(3)(3)靜電力方向靜電力方向: :正電荷的方向沿電場線的切線方向正電荷的方向沿電場線的切線方向. .2.2.分析方法分析方法(1)(1)由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定靜電力的方向由軌跡的彎曲情況結(jié)合電場線確定靜電力的方向. .(2)(2)由靜電力和電場線的方向可判斷電荷的正負(fù)由靜電力和電場線的方向可判斷電荷的正負(fù). .(3)(3)由電場線的疏密程度可確定靜

10、電力的大小由電場線的疏密程度可確定靜電力的大小, ,再根據(jù)牛頓第二定律再根據(jù)牛頓第二定律F=maF=ma進(jìn)而可判斷電荷加速度的大小進(jìn)而可判斷電荷加速度的大小. .【例【例2 2】 ( (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )如下圖如下圖, ,為某一點(diǎn)電荷所形成的一簇電場線為某一點(diǎn)電荷所形成的一簇電場線,a,b,c,a,b,c三三條虛線為三個(gè)帶電粒子以一樣的速度從條虛線為三個(gè)帶電粒子以一樣的速度從O O點(diǎn)射入電場的運(yùn)動(dòng)軌跡點(diǎn)射入電場的運(yùn)動(dòng)軌跡, ,其中其中b b虛虛線為一圓弧線為一圓弧,AB,AB的長度等于的長度等于BCBC的長度的長度, ,且三個(gè)粒子的電荷量大小相等且三個(gè)粒子的電荷量大小相等, ,不計(jì)不計(jì)粒子

11、重力粒子重力, ,那么以下說法正確的選項(xiàng)是那么以下說法正確的選項(xiàng)是( () )A.aA.a一定是正粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是正粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,b,b和和c c一定是負(fù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是負(fù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡B.aB.a粒子的動(dòng)能增加粒子的動(dòng)能增加,c,c粒子的動(dòng)能減少粒子的動(dòng)能減少,b,b粒子的動(dòng)能不變粒子的動(dòng)能不變C.aC.a虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越小虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越小,c,c虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越大大,b,b虛線對應(yīng)的粒子的加速度大小不變虛線對應(yīng)的粒子的加速度大小不變D.bD.b虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c c虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)

12、量虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖 答案答案: :CDCD電場線與運(yùn)動(dòng)軌跡問題的分析方法電場線與運(yùn)動(dòng)軌跡問題的分析方法(1)(1)由軌跡的彎曲方向判斷靜電力的大致方向由軌跡的彎曲方向判斷靜電力的大致方向. .(2)(2)由電場線的疏密判斷靜電力及加速度大小的變化由電場線的疏密判斷靜電力及加速度大小的變化. .(3)(3)由靜電力與速度之間夾角情況判斷速度的變化情況由靜電力與速度之間夾角情況判斷速度的變化情況. .規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)【針對訓(xùn)練【針對訓(xùn)練2 2】 ( (多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )如下圖如下圖, ,帶箭頭的線表示某一電場中的電場線的帶箭頭的線表示某一電場中的電場線的分布情況分布情況.

13、.一帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中虛線所示一帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中虛線所示. .假設(shè)不考慮其他假設(shè)不考慮其他力力, ,那么以下判斷中正確的選項(xiàng)是那么以下判斷中正確的選項(xiàng)是( ( ) )A.A.假設(shè)粒子是從假設(shè)粒子是從A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B,B,那么粒子帶正電那么粒子帶正電; ;假設(shè)粒子是從假設(shè)粒子是從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,那么粒那么粒子帶負(fù)電子帶負(fù)電B.B.不管粒子是從不管粒子是從A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B,B,還是從還是從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,粒子必帶負(fù)電粒子必帶負(fù)電C.C.假設(shè)粒子是從假設(shè)粒子是從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,那么其加速度減小那么其加速度減小D.D.假設(shè)粒子是從假設(shè)

14、粒子是從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,那么其速度減小那么其速度減小BCBC解析解析: :根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)可知粒子所受靜根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)可知粒子所受靜電力與電場線的方向相反電力與電場線的方向相反, ,所以不管粒子是從所以不管粒子是從A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B,B,還是從還是從B B運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A,A,粒子必帶負(fù)電粒子必帶負(fù)電, ,應(yīng)選項(xiàng)應(yīng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤,B,B正確正確; ;電場線密的地方電場強(qiáng)度大電場線密的地方電場強(qiáng)度大, ,所所以粒子在以粒子在B B點(diǎn)受到的靜電力大點(diǎn)受到的靜電力大, ,在在B B點(diǎn)時(shí)的加速度較大點(diǎn)時(shí)的加速度較大. .假設(shè)粒子是從假

15、設(shè)粒子是從B B運(yùn)運(yùn)動(dòng)到動(dòng)到A,A,那么其加速度減小那么其加速度減小, ,應(yīng)選項(xiàng)應(yīng)選項(xiàng)C C正確正確; ;從從B B到到A A過程中靜電力與速度方過程中靜電力與速度方向成銳角向成銳角, ,即做正功即做正功, ,動(dòng)能增大動(dòng)能增大, ,速度增大速度增大, ,應(yīng)選項(xiàng)應(yīng)選項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .題型三題型三: :靜電力與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用靜電力與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用1.1.同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題(1)(1)同一直線上的三個(gè)自由點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí)同一直線上的三個(gè)自由點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí), ,每個(gè)電荷受到的合力均每個(gè)電荷受到的合力均為零為零. .(2)(2)

16、根據(jù)平衡方程可得點(diǎn)電荷間的關(guān)系為根據(jù)平衡方程可得點(diǎn)電荷間的關(guān)系為:“:“兩同夾異兩同夾異“兩大夾小兩大夾小“近小近小遠(yuǎn)大遠(yuǎn)大. .2.2.不共線力作用下的平衡問題不共線力作用下的平衡問題(1)(1)帶電體在多個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)帶電體在多個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài), ,物體所受合外力為零物體所受合外力為零. .選取研究對象選取研究對象時(shí)時(shí), ,要注意整體法和隔離法的靈活運(yùn)用要注意整體法和隔離法的靈活運(yùn)用. .(2)(2)處理平衡問題常用的數(shù)學(xué)知識和方法有直角三角形、相似三角形和正交分處理平衡問題常用的數(shù)學(xué)知識和方法有直角三角形、相似三角形和正交分解法解法. .3.3.帶電粒子在電場中的加速問題帶

17、電粒子在電場中的加速問題與力學(xué)問題分析方法完全一樣與力學(xué)問題分析方法完全一樣, ,帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律帶電體的受力仍然滿足牛頓第二定律, ,在進(jìn)展在進(jìn)展受力分析時(shí)不要漏掉靜電力受力分析時(shí)不要漏掉靜電力. .【例【例3 3】 (2021 (2021四川成都市高三測試四川成都市高三測試) )如下圖如下圖, ,光滑斜面光滑斜面( (足夠長足夠長) )傾角為傾角為3737, ,一帶正電的小物塊質(zhì)量為一帶正電的小物塊質(zhì)量為m,m,電荷量為電荷量為q,q,置于斜面上置于斜面上, ,當(dāng)沿水平方向加如當(dāng)沿水平方向加如下圖的勻強(qiáng)電場時(shí)下圖的勻強(qiáng)電場時(shí), ,帶電小物塊恰好靜止在斜面上帶電小物塊恰好靜止

18、在斜面上, ,從某時(shí)刻開場從某時(shí)刻開場, ,電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度變化為原來的變化為原來的 ,(sin 37 ,(sin 37=0.6,cos 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2)=0.8,g=10 m/s2)求求: :(1)(1)原來的電場強(qiáng)度的大小原來的電場強(qiáng)度的大小; ;(2)(2)小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度; ;(3)(3)小物塊小物塊2 s2 s末的速度大小和末的速度大小和2 s2 s內(nèi)的位移大小內(nèi)的位移大小. .12思路探究思路探究 (1) (1)在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài), ,任意兩個(gè)力的合力與任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力有什么關(guān)系第三個(gè)力有什么關(guān)系? ?(2)(2)小物塊沿斜面向下加速小物塊沿斜面向下加速, ,對其所受重力、靜電力如何處理才能快捷對其所受重力、靜電力如何處理才能快捷求出小物塊受到的合外力求出小物塊受到的合外力? ?答案答案:(1):(1)等大反向等大反向. .(2)(2)先將重力、靜電力在沿斜面方向與垂直斜面方向進(jìn)展正交分解先將重力、靜電力在沿斜面方向與垂直斜面方向進(jìn)展正交分解, ,然然后在這兩個(gè)方向上求合力后在這兩個(gè)方向上求合力. .解決帶電體在電場中綜合問題的根本思路解決帶電體在電場中綜合問題的根本思路(1)(1)處于平衡狀態(tài)的帶電體先進(jìn)展受力分析處于平衡狀態(tài)的帶電體先