第6章第1講 庫侖定律 電場力的性質_第1頁
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文檔簡介

考點一考點二考點三限時自測練出高分1.點電荷有一定的電荷量,忽略

的一種理想化模型.2.電荷守恒定律(1)起電方式:摩擦起電、接觸起電、

起電.(2)帶電實質:物體帶電的實質是

.(3)內容:電荷既不會創生,也不會消滅,它只能從一個物體

,或者從物體的一部分

;在轉移過程中,電荷的總量

.3.庫侖定律(1)內容:

中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的

成正比,與它們的

成反比,作用力的方向在

.(2)表達式:F=

,式中k=

N·m2/C2,叫做靜電力常量.(3)適用條件:

中的

.形狀和大小感應得失電子轉移到另一個物體轉移到另一部分保持不變真空電荷量的乘積距離的二次方它們的連線上

9.0×109真空點電荷【考點逐項排查】答案計算兩個帶電小球之間的庫侖力時,公式中的r一定是指兩個球心之間的距離嗎?為什么?[思維深化]答案不一定.當兩個小球之間的距離相對于兩球的直徑較小時,兩球不能看做點電荷,這時公式中的r大于(帶同種電荷)或小于(帶異種電荷)兩個球心之間的距離.答案1.如圖所示,兩個質量均為m的完全相同的金屬球殼a與b,其殼層的厚度和質量分布均勻,將它們固定于絕緣支架上,兩球心間的距離為l,l為球殼外半徑r的3倍.若使它們帶上等量異種電荷,電荷量的絕對值均為Q,那么,a、b之間的萬有引力F1與庫侖力F2為(

)lr<l

√【題組階梯突破】解析答案213

CABQ+q-2qF2rr

√解析答案2133.如圖所示,豎直平面內有一圓形光滑絕緣細管,細管截面半徑遠小于半徑R,在中心處固定一電荷量為+Q的點電荷.一質量為m、電荷量為+q的帶電小球在圓形絕緣細管中做圓周運動,當小球運動到最高點時恰好對細管無作用力,求當小球運動到最低點時對管壁的作用力是多大?解析答案213F庫mgFmgF庫①最高點時恰好對細管無作用力②最低點③小球從最高點運動到最低點的過程中,只有重力做功所以:機械能守恒[審題指導]

213

[規律總結]返回內容呈現1.電場(1)定義:存在于電荷周圍,能傳遞電荷間

的一種特殊物質.(2)基本性質:對放入其中的電荷有

.2.電場強度(1)定義:放入電場中某點的電荷受到的電場力F與它的

的比值.(2)定義式:

.(3)單位:

.(4)矢量性:規定

在電場中某點所受

的方向為該點電場強度的方向.

相互作用力的作用電荷量qN/CV/m正電荷電場力【考點逐項排查】答案3.場強公式的比較三個公式

適用于_____電場與試探電荷是否存在無關適用于_______產出的電場Q為場源電荷的電荷量適用于______電場U為兩點間的電勢差,d為沿電場方向兩點間的距離任何點電荷勻強4.電場的疊加(1)電場疊加:多個電荷在空間某處產生的電場強度為各電荷單獨在該處所產生的電場強度的

和.(2)運算法則:

定則.矢量平行四邊形答案5.等量同種和異種點電荷的電場強度的比較比較項目等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布圖連線中點O處的場強連線上O點場強最小,指向負電荷一方為零連線上的場強大小(從左到右)沿連線先變小,再變大沿連線先變小,再變大沿中垂線由O點向外場強大小O點最大,向外逐漸減小O點最小,向外先變大后變小關于O點對稱的A與A′、B與B′的場強等大同向等大反向

[思維深化]×√√×答案

解析電場中某點場強的大小和方向由電場本身決定,與試探電荷的受力情況及電荷性質無關.√【題組階梯突破】解析答案54675.如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷.已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)(

)

EQ

由于b、d關于圓盤對稱

√解析答案5467

√解析答案54677.直角坐標系xOy中,M、N兩點位于x軸上,G、H兩點坐標如圖.M、N兩點各固定一負點電荷,一電荷量為Q的正點電荷置于O點時,G點處的電場強度恰好為零.靜電力常量用k表示.若將該正點電荷移到G點,則H點處場強的大小和方向分別為(

)

√返回解析答案54671.電場力方向正電荷受力方向與場強方向

,負電荷受力方向與場強方向

.2.平衡條件帶電體所受各力的

為0.3.庫侖力作用下電荷的平衡問題與力學中物體的平衡問題相同,可以將力進行

.4.恰當選取研究對象,用“

法”或“

法”進行分析.5.對研究對象進行受力分析,注意比力學中多了一個庫侖力.6.列平衡方程,注意電荷間的庫侖力與電荷間的

有關.相反相同合力合成與分解整體隔離距離【考點逐項排查】答案同一直線上三個自由點電荷平衡時有何規律?答案(1)三個自由點電荷僅在它們系統的靜電力作用下處于平衡狀態時,滿足的規律是:兩同夾異、兩大夾小、近小遠大(中間電荷靠近電荷量較小的端電荷).(2)每個點電荷都是二力平衡.[思維深化]答案8.(多選)如圖所示,可視為點電荷的小球A、B分別帶負電和正電,B球固定,其正下方的A球靜止在絕緣斜面上,則A球受力個數可能為(

)A.可能受到2個力作用B.可能受到3個力作用C.可能受到4個力作用D.可能受到5個力作用ACF庫mgFNFfF庫mg【題組階梯突破】解析答案981011129.(多選)一根套有細環的粗糙桿水平放置,帶正電的小球A通過絕緣細線系在細環上,另一帶正電的小球B固定在絕緣支架上,A球處于平衡狀態,如圖所示.現將B球稍向右移動,當A小球再次平衡(該過程A、B兩球一直在相同的水平面上)時,細環仍靜止在原位置,下列說法正確的是(

)A.細線對帶電小球A的拉力變大B.細線對細環的拉力保持不變C.細環所受的摩擦力變大D.粗糙桿對細環的支持力變大

FBAmg

FTFBAFfMgFNAC解析答案9810111210.兩個可自由移動的點電荷分別放在A、B兩處,如圖所示.A處電荷帶正電荷量Q1,B處電荷帶負電荷量Q2,且Q2=4Q1,另取一個可以自由移動的點電荷Q3,放在AB直線上,欲使整個系統處于平衡狀態,則(

)A.Q3為負電荷,且放于A左方B.Q3為負電荷,且放于B右方C.Q3為正電荷,且放于A、B之間D.Q3為正電荷,且放于B右方兩大夾小兩同夾異√√解析答案9810111211.如圖,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上;a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負電.整個系統置于方向水平的勻強電場中.已知靜電力常量為k.若三個小球均處于靜止狀態,則勻強電場場強的大小為(

)

合場強為0EEaEbE合

E合=2Eacos30°

√解析答案9810111212.(多選)如圖所示,用兩根長度相同的絕緣細線把一個質量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點,A上帶有Q=3.0×10-6C的正電荷.兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總質量為0.2kg(重力加速度g取10m/s2;靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,A、B球可視為點電荷),則(

)A.支架對地面的壓力大小為2.0NB.兩線上的拉力大小F1=F2=1.9NC.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時兩線上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0ND.將B移到無窮遠處,兩線上的拉力大小F1=F2=0.866N98101112A.支架對地面的壓力大小為2.0NB.兩線上的拉力大小F1=F2=1.9NC.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時兩線上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0ND.將B移到無窮遠處,兩線上的拉力大小F1=F2=0.866NmAg

F庫FNmBgFN=mg-F庫=1.1NF1=F2=mAg+F庫=1.9N√解析答案解析答案98101112A.支架對地面的壓力大小為2.0NB.兩線上的拉力大小F1=F2=1.9NC.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時兩線上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0ND.將B移到無窮遠處,兩線上的拉力大小F1=F2=0.866N

30°

mAgF庫′F2′=1.0NF1′-F庫′=1.0N,F1′=1.225N60°60°√將B移到無窮遠,則F庫″=0,可求得F1″=F2″=1N√解析答案98101112解決平衡問題的兩種方法1.建立直角坐標系利用正交分解方法;2.利用合成方法.合成方法適用于三力平衡問題,通常利用力三角形與幾何三角形的相似解決問題,正確作圖畫出力三角形,再進一步找到它與哪個幾何三角形相似是解決問題的關鍵.[方法指導]返回內容呈現

√解析答案21345

√解析答案21345

√解析答案213454.如圖,電荷量為q1和q2的兩個點電荷分別位于P點和Q點,已知在P、Q連線上某點R處的電場強度為零,且PR=2RQ.則(

)A.q1=2q2 B.q1=4q2C.q1=-2q2 D.q1=-4q2

F√解析答案213455.(多選)如圖所示,水平地面上固定一個光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質絕緣細線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個帶電小球A,細線與斜面平行.小球A的質量為m、電荷量為q.小球A的右側固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點電荷.小球A靜止在斜面上,則(

)

FNmgF

斜面對小球A的支持力始終不為零AC返回解析答案213451.靜電現象在自然界中普遍存在,我國早在西漢末年已有對靜電現象的記載,《春秋緯·考異郵》中有“玳瑁吸”之說,但下列不屬于靜電現象的是(

)A.梳過頭發的塑料梳子吸起紙屑B.帶電小球移至不帶電金屬球附近,兩者相互吸引C.小線圈接近通電線圈過程中,小線圈中產生電流D.從干燥的地毯上走過,手碰到金屬把手時有被電擊的感覺解析用塑料梳子梳頭發時相互摩擦,塑料梳子會帶上電荷吸引紙屑,選項A屬于靜電現象;帶電小球移至不帶電金屬球附近,由于靜電感應,金屬小球在靠近帶電小球一端時會感應出與帶電小球異號的電荷,兩者相互吸引,選項B屬于靜電現象;小線圈接近通電線圈過程中,由于電磁感應現象,小線圈中產生感應電流,選項C不屬于靜電現象;從干燥的地毯上走過,由于摩擦生電,當手碰到金屬把手時瞬時產生較大電流,人有被電擊的感覺,選項D屬于靜電現象.213456789101112C解析答案2.如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對平行放置.工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在兩金屬板中間,則(

)A.乒乓球的左側感應出負電荷B.乒乓球受到擾動后,會被吸在左極板上C.乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個力的作用D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞解析兩極板間電場由正極板指向負極板,鍍鋁乒乓球內電子向正極板一側聚集,故乒乓球的右側感應出負電荷,A錯誤;庫侖力就是電場力,乒乓球受到重力、細線拉力和電場力三個力的作用,C錯誤;乒乓球與右極板接觸后帶正電,在電場力作用下向負極運動,碰到負極板正電荷與負極板上的負電荷中和后帶負電,在電場力作用下又向正極板運動,這樣會在兩極板間來回碰撞,D正確;乒乓球不可能吸在左極板上,B錯誤.D213456789101112解析答案3.如圖所示,在水平向右、大小為E的勻強電場中,在O點固定一電荷量為Q的正電荷,A、B、C、D為以O為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點,B、D連線與電場線平行,A、C連線與電場線垂直.則(

)A213456789101112答案4.均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場.如圖所示,在半球面AB上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,CD為通過半球頂點與球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點,OM=ON=2R,已知M點的場強大小為E,則N點的場強大小為(

)B213456789101112解析答案5.如圖所示,光滑絕緣細桿與水平面成θ角并固定,桿上套有一帶正電小球,質量為m、電荷量為q,為使小球靜止在桿上,可加一勻強電場,所加電場的場強滿足什么條件時,小球可在桿上保持靜止(

)213456789101112解析答案答案B213456789101112解析若所加電場的場強垂直于桿斜向上,對小球受力分析可知,其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場力和垂直于桿方向的支持力,在這三個力的作用下,小球沿桿方向上不可能平衡,選項A、C錯誤;6.(多選)用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的場強強弱.如圖甲是等量異種點電荷形成電場的電場線,圖乙是場中的一些點:O是電荷連線的中點,E、F是中垂線連線上關于O對稱的兩點,B、C和A、D也關于O對稱.則(

)A.B、C兩點場強大小和方向都相同B.A、D兩點場強大小相等,方向相反C.E、O、F三點比較,O點場強最強D.B、O、C三點比較,O點場強最弱ACD213456789101112答案解析B球受重力及A、C對B球的庫侖力而處于平衡狀態,則A與C球對B球的庫侖力的合力應與重力大小相等,方向相反,而庫侖力的方向只能沿兩電荷的連線方向,故可知A對B的庫侖力應指向A,C對B的作用力應指向B的左側,則可知B、C都應帶負電,故A正確,B錯誤;由受力分析可知,A對B的庫侖力應為C對B的庫侖力的2倍,故C帶電荷量應為A帶電荷量的一半;同理分析C可知,B帶電荷量也應為A帶電荷量的一半,故B、C帶電荷量相等,故C錯誤,D正確.7.(多選)如圖所示,用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在天花板.三個帶電小球質量相等,A球帶正電,平衡時三根絕緣細線都是直的,但拉力都為零,則(

)A.B球和C球都帶負電荷B.B球帶負電荷,C球帶正電荷C.B球和C球所帶電荷量不一定相等D.B球和C球所帶電荷量一定相等AD213456789101112解析答案8.(多選)如圖所示,兩質量均為m的小球A和B分別帶有+q和-q的電荷量,被絕緣細線懸掛,兩球間的庫侖引力小于球的重力mg.現加上一個水平向右的勻強電場,待兩小球再次保持靜止狀態時,下列結論正確的是(

)A.懸線OA向右偏,OA中的張力大于2mgB.懸線OA向左偏,OA中的張力大于2mgC.懸線OA不發生偏離,OA中的張力等于2mgD.懸線AB向左偏,AB線的張力比不加電場時要大CD213456789101112解析答案A213456789101112解析答案10.(多選)用等長的絕緣絲線分別懸掛兩個質量、電荷量都相同的帶電小球A、B(均可視為質點且不計兩球之間的萬有引力),兩線上端固定在同一點O,把B球固定在O點的正下方,當A球靜

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