(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 靜電場(chǎng) 第1課時(shí) 電場(chǎng)的力的性質(zhì)學(xué)案
《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 靜電場(chǎng) 第1課時(shí) 電場(chǎng)的力的性質(zhì)學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 靜電場(chǎng) 第1課時(shí) 電場(chǎng)的力的性質(zhì)學(xué)案(20頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第1課時(shí) 電場(chǎng)的力的性質(zhì) [考綱要求] 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 備考方略 必考 加試 電荷及其守恒定律 b c 1.本章內(nèi)容在學(xué)考中往往以單選題形式出現(xiàn),主要考查庫(kù)侖定律、電場(chǎng)線及其性質(zhì)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能和電勢(shì)高低的判斷、電容器等知識(shí)。 2. 本章內(nèi)容也可與物體間作用力、運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等其他知識(shí)結(jié)合在學(xué)考中以計(jì)算題形式出現(xiàn)。 3. 本章內(nèi)容在選考中以計(jì)算題形式出現(xiàn),主要考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功,與其他能量知識(shí)結(jié)合。 庫(kù)侖定律 c 電場(chǎng)強(qiáng)度 c c 電勢(shì)能和電勢(shì) b c 電勢(shì)差 b c 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
2、 c 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 b 電容器的電容 b c 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) b d 一、電荷和電荷守恒定律 1.元電荷、點(diǎn)電荷 (1)元電荷:e=1.6×10-19 C,所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。 (2)點(diǎn)電荷:當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對(duì)研究的問(wèn)題影響很小時(shí),可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。 2.靜電場(chǎng) (1)定義:存在于電荷周圍,能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)。 (2)基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用。 3.電荷守恒定律 (1)內(nèi)容:電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體
3、的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過(guò)程中,電荷的總量保持不變。 (2)起電方式:摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電。 (3)帶電實(shí)質(zhì):物體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子。 二、庫(kù)侖定律 1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比。作用力的方向在它們的連線上。 2.表達(dá)式:F=k,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫靜電力常量。 3.適用條件:真空中的點(diǎn)電荷。 三、電場(chǎng)的描述 1.電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng) (1)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值。 (2)定義式:E=。單位:N/C或V/m (3)點(diǎn)電荷的
4、電場(chǎng)強(qiáng)度:真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度:E=k。 (4)方向:規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。 (5)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,遵從平行四邊形定則。 2.電場(chǎng)線 (1)定義:為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向,在電場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線,曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致,曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。 【思考判斷】 1.任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍( √ ) 2.點(diǎn)電荷和電場(chǎng)線都是客觀存在的( × ) 3.根據(jù)F=k,當(dāng)r→0時(shí),F(xiàn)→∞( × ) 4.
5、電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)力的性質(zhì),所以電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比( × ) 5.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向即為正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向( √ ) 6.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式E=中,Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷( √ ) 7.在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,以點(diǎn)電荷為球心的同一球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都相同( × ) 8.電場(chǎng)線的方向即為帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向( × ) 考點(diǎn)一 電荷及電荷守恒定律(b/c) [要點(diǎn)突破] 1.三種起電方式 (1)摩擦起電:電荷得失,玻璃棒與絲綢摩擦,玻璃棒因失去電子而帶正電。 (2)接觸起電:電荷轉(zhuǎn)移,金屬棒與帶正電的物體接觸,金屬
6、棒上部分電子轉(zhuǎn)移到物體上,金屬棒帶正電。 (3)感應(yīng)起電:靜電感應(yīng),同種電荷在電場(chǎng)力的作用下遠(yuǎn)離帶電體,異種電荷在電場(chǎng)力的作用下靠近帶電體。 2.點(diǎn)電荷的理解 (1)點(diǎn)電荷客觀不存在,是一種帶電體的理想化模型,不考慮其大小和分布情況,把電荷量看作集中于一點(diǎn)的電荷。 (2)當(dāng)討論帶電體之間的相互作用時(shí),帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì),這些帶電體就可以看作是點(diǎn)電荷。 (3)點(diǎn)電荷不能理解為體積很小的電荷,也不能理解為電荷量很少的電荷。 [典例剖析] 【例1】 毛皮與橡膠棒摩擦后,毛皮帶正電,這是因?yàn)? ) A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上 B.毛皮上的一些正
7、電荷轉(zhuǎn)移到橡膠棒上 C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到毛皮上 D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上 解析 摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,電中性的物體若缺少了電子帶正電,多了電子就帶負(fù)電。由于毛皮的原子核束縛電子的本領(lǐng)比橡膠棒弱,在摩擦的過(guò)程中毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上,缺少了電子的毛皮帶正電,而原子核內(nèi)的質(zhì)子帶正電荷,不能自由移動(dòng),所以選項(xiàng)A正確。 答案 A 【例2】 完全相同的金屬小球A、B,A球帶電荷量為+16Q,B球帶電荷量為-8Q,現(xiàn)將A與B接觸后分開(kāi),則A、B兩球的帶電荷量分別為( ) A.-8Q,+16Q B.+8Q,+8Q C.+4Q,+4Q
8、 D.-4Q,-4Q 解析 因兩球帶異種電荷,所以A與B接觸后應(yīng)是先中和,后把剩余的電荷量平分,即A、B兩球的帶電荷量都為q==4Q,選項(xiàng)C正確。 答案 C [針對(duì)訓(xùn)練] 1.如圖所示,在真空中,把一個(gè)絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近,關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷,下列說(shuō)法中不正確的是( ) A.兩端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多 B.兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷 C.兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷 D.兩端的感應(yīng)電荷電荷量相等 解析 由于導(dǎo)體內(nèi)有大量可以自由移動(dòng)的電子,當(dāng)慢慢靠近帶負(fù)電的球P時(shí),由于同種電荷相互排斥,導(dǎo)體上靠近P的一端的電子被排斥到遠(yuǎn)端,從而顯出正電荷,遠(yuǎn)離P的一端帶上了等量的負(fù)電
9、荷。導(dǎo)體離P球距離越近,電子被排斥得越多,感應(yīng)電荷越多。 答案 B 2.關(guān)于元電荷,下列說(shuō)法中不正確的是( ) A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身 B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍 C.元電荷的值通常取e=1.60×10-19C D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 解析 科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量,人們把這個(gè)最小的電荷量叫做元電荷。質(zhì)子所帶的電荷量與它相同,但符號(hào)相反。實(shí)驗(yàn)得出,所有帶電體的電荷量或者等于e,或者是e的整數(shù)倍,這就是說(shuō),電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的。 答案 A
10、 考點(diǎn)二 庫(kù)侖定律(c/-) [要點(diǎn)突破] 庫(kù)侖定律應(yīng)用 1.在用庫(kù)侖定律公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷,均代入電荷量的絕對(duì)值計(jì)算庫(kù)侖力的大小。 2.作用力的方向判斷:同性相斥,異性相吸,作用力的方向沿兩電荷連線方向。 3.兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用力滿足牛頓第三定律,大小相等、方向相反。 [典例剖析] 【例1】 兩個(gè)相同的金屬小球(視為點(diǎn)電荷),帶電荷量大小之比為1∶7,相距為r,兩者相互接觸后再放回到原位置上, 則相互作用力可能是原來(lái)的( ) A. B. C. D. 解析 設(shè)兩小球帶電荷量大小分別為q和7q,則原來(lái)相距r時(shí)相互作用力F=k=7k,由于電性未
11、知,需分兩種情況討論: (1)兩球電性相同,相互接觸時(shí)電荷量均分,每球帶電荷量為=4q,放回原處后的相互作用力為F1=k=16k,故=; (2)兩球電性不同,相互接觸時(shí)電荷先中和再均分,每球的帶電荷量為=3q,放回原處后的相互作用力為F2=k=9k,故=。 答案 C 【例2】 (2015·浙江10月學(xué)考)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為Q的小球A系在長(zhǎng)為l的絕緣輕繩下端,另一電荷量也為Q的小球B位于懸掛點(diǎn)的正下方(A、B均視為點(diǎn)電荷),輕繩與豎直方向成30°角,小球A、B靜止于同一高度。已知重力加速度為g,靜電力常量為k,則兩球間的靜電力為( ) A. B. C.mg D
12、.mg 解析 根據(jù)庫(kù)侖定律公式得 F==,A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤; 由于小球A、B均靜止,對(duì)球A受力分析如圖所示。 則由平衡條件得 Tsin 30°=F,Tcos 30°=mg, 聯(lián)立解得F=mg,C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 A 【例3】 如圖所示,在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B,A的電荷量為+Q,B的電荷量為-9Q。現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C,恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷處于平衡狀態(tài),問(wèn):C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電?應(yīng)放于何處?所帶電荷量為多少? 解析 根據(jù)平衡條件判斷,C應(yīng)帶負(fù)電,放在A的左邊且和A、B在一條直線上。設(shè)C帶電荷量為-q,與A點(diǎn)相距為x,則以A為研究對(duì)象,由平衡條
13、件有: k=k① 以C為研究對(duì)象,則 k=k② 解①②得x=r=0.2 m,q=Q 故C應(yīng)帶負(fù)電,放在A的左邊0.2 m處,所帶電荷量為-Q。 答案 負(fù)電 放在A的左邊0.2 m處 -Q 【方法總結(jié)】 三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題處理方法 三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡實(shí)質(zhì)是每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等,方向相反,或者兩個(gè)點(diǎn)電荷在第三個(gè)點(diǎn)電荷處的合場(chǎng)強(qiáng)為零。該模型滿足以下規(guī)律: (1)“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上; (2)“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔; (3)“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小; (4)“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。 [
14、針對(duì)訓(xùn)練] 1.A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,AB∶BC=1∶2,B點(diǎn)位于A、C之間,在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為+q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場(chǎng)力為F;移去A處電荷,在C處放一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力為( ) A. B. C.-F D.F 解析 設(shè)A、B間距離為x,則B、C間距離為2x,根據(jù)庫(kù)侖定律有F=k,在C處放一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力為F′=k=,考慮電場(chǎng)力方向易知B正確。 答案 B 2.電荷量分別為q1、q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷,相距r時(shí)相互作用力為F,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.如果q1、q2恒定,當(dāng)距離變?yōu)闀r(shí)作用力
15、將變?yōu)?F B.如果其中一個(gè)電荷的電荷量和它們的距離都減半時(shí),作用力變?yōu)?F C.如果將它們的電荷量和距離都加倍時(shí),作用力變?yōu)?F D.如果它們的電荷量都加倍,距離變?yōu)閞時(shí),作用力變?yōu)?F 解析 根據(jù)公式F=,當(dāng)距離減少為原來(lái)的時(shí),相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,A錯(cuò)誤;若其中一個(gè)電荷的電荷量和它們的距離都減半時(shí),作用力變?yōu)?F,B錯(cuò)誤;如果將它們的電荷量和距離都加倍時(shí),作用力不變,C錯(cuò)誤;如果它們的電荷量都加倍,距離變?yōu)閞時(shí),作用力變?yōu)?F,選項(xiàng)D正確。 答案 D 考點(diǎn)三 電場(chǎng)強(qiáng)度(c/c) [要點(diǎn)突破] 1.幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線(如圖所示)。 2.等量同種和異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
16、強(qiáng)度的比較 比較項(xiàng)目 等量異種點(diǎn)電荷 等量同種點(diǎn)電荷 電場(chǎng)線分布圖 連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng) 連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小,指向負(fù)電荷一方 為零 連線上的場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小 O點(diǎn)最大,向外逐漸減小 O點(diǎn)最小,向外先變大后變小 關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng) 等大同向 等大反向 [典例剖析] 【例1】 (2017·杭州期中)如圖所示,M、N為兩個(gè)等量同種正電荷Q,在其連線的中垂線上任意一點(diǎn)P自由釋放一個(gè)負(fù)電荷q,不計(jì)重力影響,關(guān)于點(diǎn)電荷q的運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是( ) A.從P→O
17、的過(guò)程中,加速度越來(lái)越大,速度也越來(lái)越大 B.從P→O的過(guò)程中,加速度越來(lái)越小,到O點(diǎn)速度達(dá)到最大值 C.點(diǎn)電荷越過(guò)O點(diǎn)時(shí)加速度為零,速度達(dá)到最大值 D.點(diǎn)電荷越過(guò)O點(diǎn)后,速度越來(lái)越小,加速度越來(lái)越大,直到速度為零 解析 如圖所示,根據(jù)電場(chǎng)疊加原理知:O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,從O點(diǎn)沿中垂線向外,場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小。點(diǎn)電荷從P→O的過(guò)程中,靜電力可能是先變大后變小,加速度隨之先變大后變小;也可能靜電力一直變小,加速度一直變小,關(guān)鍵是P點(diǎn)位置的不確定性。不過(guò),在到達(dá)O點(diǎn)之前,靜電力一直表現(xiàn)為引力,速度一定是一直變大的,在O點(diǎn)時(shí)加速度是零,速度最大,該電場(chǎng)關(guān)于直線MN對(duì)稱,電荷越過(guò)O點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)也不一定是
18、單調(diào)變化的。有些粗心的同學(xué)容易認(rèn)為從P→O電荷距離兩個(gè)場(chǎng)源電荷越來(lái)越近,靜電力就會(huì)越來(lái)越大而錯(cuò)選A。其實(shí),點(diǎn)電荷與場(chǎng)源電荷的兩個(gè)靜電力確實(shí)是變大的,只是兩個(gè)靜電力的合力未必變大,這要看電場(chǎng)的矢量合成情況。 答案 C 【例2】 如圖中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q、+q、-q,則該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為( ) A.,方向由O指向C B.,方向由C指向O C.,方向由C指向O D.,方向由O指向C 解析 O點(diǎn)是三角形的中心,到三個(gè)電荷的距離為r=asin 60°=a,三個(gè)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E0=k,根據(jù)對(duì)稱性和幾何知識(shí)得知:兩個(gè)+q在
19、O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為E1=k,再與-q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成,得到O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E=E1+E0=2k=2k=,方向由O指向C,故選項(xiàng)A正確。 答案 A 【例3】 如圖甲所示,在一個(gè)點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中,Ox坐標(biāo)軸與它的電場(chǎng)線重合,坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0 m和5.0 m。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同,電場(chǎng)力的大小跟試探電荷所帶電荷量的關(guān)系圖象如圖乙中直線a、b所示,放在A點(diǎn)的電荷帶正電,放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。求: (1)B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向; (2)試判斷點(diǎn)電荷Q的電性,并說(shuō)明理由; (3)點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)。 解析 (1)由圖可知
20、,兩直線的斜率分別表示A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),即B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是EB= N/C=2.5 N/C,因放入B點(diǎn)的是負(fù)電荷,電場(chǎng)力方向與規(guī)定的x軸的正方向相同,而負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,故B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)指向x軸負(fù)方向。 (2)由第(1)問(wèn)的分析同理可知,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是EA= N/C=40 N/C,方向指向x軸正方向。故點(diǎn)電荷Q應(yīng)位于A、B兩點(diǎn)之間,且是負(fù)電荷。 (3)設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x,由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E=k和數(shù)學(xué)關(guān)系可知:兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系滿足==,解得x=2.6 m(x=1 m舍去)。 答案 (1)2.5 N/C 方向沿x軸負(fù)方向 (2)負(fù)電荷,理由見(jiàn)解析 (3)2.6
21、m 【方法總結(jié)】 三個(gè)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)公式比較 三個(gè)公式 [針對(duì)訓(xùn)練] 1.(2017·紹興模擬)真空中有一個(gè)點(diǎn)電荷+Q1,在距其r處的P點(diǎn)放一電荷量為+Q2的試探電荷,試探電荷受到的靜電力為F,則下列判斷中正確的是( ) A.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 B.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于也等于 C.試探電荷的電荷量變?yōu)?Q2時(shí),Q2受到的靜電力將變?yōu)?F,而P處的場(chǎng)強(qiáng)為 D.若在P點(diǎn)不放試探電荷,則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0 解析 由場(chǎng)強(qiáng)定義式E=得E=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式知E=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度與放入電場(chǎng)中的電荷無(wú)關(guān),無(wú)論有無(wú)放入試探電荷、試探電荷的電荷量如何,電場(chǎng)強(qiáng)度都不變,選項(xiàng)C正確,
22、D錯(cuò)誤。 答案 C 2.如圖所示,一電子沿等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線由A→O→B勻速飛過(guò),電子重力不計(jì),則電子除受電場(chǎng)力外,所受另一個(gè)力的大小和方向的變化情況是( ) A.先變大后變小,方向水平向左 B.先變大后變小,方向水平向右 C.先變小后變大,方向水平向左 D.先變小后變大,方向水平向右 解析 作出描述等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布情況的電場(chǎng)線,如圖所示。由圖可見(jiàn),A→O→B直線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向均水平向右,大小為先增大后減小,因此電子所受電場(chǎng)力的方向始終水平向左,先增大后減小,所受另外一個(gè)力與電場(chǎng)力大小相等,方向相反,B正確。 答案 B 1.(2015·浙江1月學(xué)
23、考)如圖所示,摩擦過(guò)的塑料刻度尺能夠吸引輕小的紙片,這是由于它們之間存在( ) A.靜電力 B.安培力 C.洛倫茲力 D.彈力 答案 A 2.兩個(gè)可視為點(diǎn)電荷的金屬小球帶有等量同種電荷q,當(dāng)它們相距為5r時(shí),它們之間相互作用的靜電力的大小為( ) A.F=k B.F=k C.F=k D.條件不足,無(wú)法判斷 解析 由庫(kù)侖定律可得F=k,F(xiàn)=k=k,故選A。 答案 A 3.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.由E=知,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比 B.公式E=和E=k對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的 C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向即檢驗(yàn)電
24、荷在該點(diǎn)的受力方向 D.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于,但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電荷量無(wú)關(guān) 解析 E=是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,采用比值法定義,E與檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力F、電荷量q無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤,D正確;公式E=對(duì)于任何靜電場(chǎng)都適用,而E=只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng),故B錯(cuò)誤;電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向即正檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向,與負(fù)檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向相反,故C錯(cuò)誤。 答案 D 4.(2017·溫州模擬)在如圖所示各種電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是( ) 解析 電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)強(qiáng)度相同指大小相等、方向相同。故答案為C。 答案 C 5.如圖所示,關(guān)于a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及
25、方向,下表述正確的是( ) A.Ea>Eb方向相同 B.Ea>Eb方向不同 C.Ea<Eb方向相同 D.Ea<Eb方向不同 解析 電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,a點(diǎn)電場(chǎng)較強(qiáng);電場(chǎng)線的切線方向表示電場(chǎng)方向,a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)方向不相同,B正確。 答案 B 6.如圖所示,豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個(gè)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)強(qiáng)度E=3×104 N/C。在兩板間用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量m=5×10-3 kg的帶電小球,靜止時(shí)小球偏離豎直方向的夾角θ=60°(g取10 m/s2),則( ) A.小球帶負(fù)電,電荷量為×10-6 C B.小球帶正電,電荷量為5×
26、10-6 C C.小球帶負(fù)電,繩子拉力為0.1 N D.小球帶正電,繩子拉力為0.1 N 解析 由題意可知,小球所受的電場(chǎng)力方向向右,故帶正電,受力分析如圖所示。由平衡條件有Eq=mgtan θ,解得q=×10-6 C,故A、B錯(cuò)誤;由平衡條件得F=,解得F=0.1 N,故C錯(cuò)誤,D正確。 答案 D [基礎(chǔ)過(guò)關(guān)] 1.如圖所示,一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱,O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn),且OM=MN。P點(diǎn)在y軸右側(cè),MP⊥MN。則O、M、N、P四點(diǎn)中電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是( ) A.O點(diǎn) B.M點(diǎn) C.N點(diǎn) D.P點(diǎn) 解析 電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)大
27、小,由此可知場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)為O點(diǎn),故選項(xiàng)A正確。 答案 A 2.關(guān)于電場(chǎng)線的說(shuō)法,正確的是( ) A.電場(chǎng)線越密的地方,同一電荷所受電場(chǎng)力一定越大 B.正電荷只在電場(chǎng)力作用下一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) C.電場(chǎng)線的方向,就是電荷受力的方向 D.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的 解析 電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,則同一電荷所受電場(chǎng)力一定越大,選項(xiàng)A正確;正電荷只在電場(chǎng)力作用下不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線、只受電場(chǎng)力以及速度與電場(chǎng)線共線時(shí),電荷才沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的方向,就是正電荷受力的方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不是閉合的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。 答案 A 3.關(guān)于電場(chǎng)力和
28、電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是( ) A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟電場(chǎng)力的方向一致 B.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小總是跟電場(chǎng)力的大小成正比 C.電荷受到的電場(chǎng)力的方向跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一致 D.同一個(gè)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越大,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就越大 解析 據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向的規(guī)定,正電荷所受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,故A、C錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度取決于電場(chǎng)本身,與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān);場(chǎng)強(qiáng)公式E=,采用比值法下的定義,并不是場(chǎng)強(qiáng)的大小跟電場(chǎng)力的大小成正比,故B錯(cuò)誤;據(jù)場(chǎng)強(qiáng)公式E=知,同一個(gè)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越大,該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大,故D正確。 答案 D 4.如圖所示為某電場(chǎng)的
29、電場(chǎng)線,關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,下列判斷正確的是( ) A.大小不等,方向相同 B.大小不等,方向不同 C.大小相等,方向相同 D.大小相等,方向不同 解析 由圖可判斷電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),故兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同。 答案 C 5.真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力F=,若兩電荷間距離不變,兩電荷電荷量都增大為原來(lái)的2倍,下列判斷正確的是( ) A.F增大為原來(lái)的2倍 B.F增大為原來(lái)的4倍 C.F增大為原來(lái)的6倍 D.F增大為原來(lái)的8倍 解析 根據(jù)公式F=得F′=k=4·=4F,選項(xiàng)B正確。 答案 B 6.真空中保持一定距離的兩個(gè)點(diǎn)電荷,若其中一
30、個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增加了,但仍然保持它們之間的相互作用力不變,則另一點(diǎn)電荷的電荷量一定減少了( ) A. B. C. D. 解析 根據(jù)庫(kù)侖定律,點(diǎn)電荷間的靜電力與電荷量乘積成正比,與距離平方成反比,當(dāng)距離不變時(shí),則q1q2=q1′q2′=q1q2′,q2′=q2,C正確。 答案 C 7.(2017·紹興模擬)如圖所示,絕緣水平面上有A、B、C、D四點(diǎn),依次相距L,若把帶電金屬小球甲(半徑遠(yuǎn)小于L)放在B點(diǎn),測(cè)得D點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;現(xiàn)將不帶電的相同金屬小球乙與甲充分接觸后,再把兩球分置于A、C兩點(diǎn),此時(shí)D點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( ) A.E B.E C.E
31、 D.E 解析 由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算式E=k得E=k,兩球接觸后,電荷量平分,有Q1=Q2=,ED=k+k,聯(lián)立得ED=E,所以應(yīng)選D。 答案 D 8.如圖所示,水平天花板下用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)的兩個(gè)相同的帶電小球A、B,左邊放一個(gè)帶正電的固定球+Q時(shí),兩懸線都保持豎直方向,小球A與固定球+Q的距離等于小球A與小球B的距離。下列說(shuō)法中正確的是( ) A.A球帶正電,B球帶負(fù)電,并且A球帶電荷量較大 B.A球帶負(fù)電,B球帶正電,并且A球帶電荷量較小 C.A球帶負(fù)電,B球帶正電,并且A球帶電荷量較大 D.A球帶正電,B球帶負(fù)電,并且A 球帶電荷量較小 解析 根據(jù)電荷
32、間的相互作用可知,A應(yīng)該帶負(fù)電,B帶正電,A才能受到+Q的向左的吸引力和B球向右的吸引力而平衡,B球受到+Q向右的排斥力和A球向左的吸引力而平衡;所以選項(xiàng)A、D均錯(cuò)誤;對(duì)于A球來(lái)說(shuō),兩邊帶電球的間距相等,故帶電荷量也相等,即B球帶電荷量與+Q球的電荷量相等;對(duì)于B球來(lái)說(shuō),因?yàn)锳離B較近,故要想與+Q球產(chǎn)生相等的力,A球的電荷量比+Q球的電荷量較少就可以了,所以A球所帶的電荷量較小,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤。 答案 B 9.(2015·浙江理綜)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(duì)平行放置。工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬板中間
33、,則( ) A.乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷 B.乒乓球受到擾動(dòng)后,會(huì)被吸在左極板上 C.乒乓球共受到電場(chǎng)力、重力和庫(kù)侖力三個(gè)力的作用 D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開(kāi)后乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞 解析 兩極板間電場(chǎng)由正極板指向負(fù)極板,鍍鋁乒乓球內(nèi)電子向正極板一側(cè)聚集,故乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,A錯(cuò)誤;乒乓球不可能吸在左極板上,B錯(cuò)誤;庫(kù)侖力就是電場(chǎng)力,C錯(cuò)誤;乒乓球與右極板接觸后帶正電,在電場(chǎng)力作用下向負(fù)極運(yùn)動(dòng),碰到負(fù)極板正電荷與負(fù)極板上的負(fù)電荷中和后帶負(fù)電,在電場(chǎng)力作用下又向正極板運(yùn)動(dòng),這樣會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞,D正確。 答案 D 10.如圖所示,質(zhì)量為m、帶電
34、荷量為q的小球B用絕緣細(xì)線懸掛,處于固定的帶電體A產(chǎn)生的電場(chǎng)中,A可視為點(diǎn)電荷,B為試探電荷。當(dāng)B靜止時(shí),A、B等高,細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。已知重力加速度為g。則A在B處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為( ) A. B. C. D. 解析 對(duì)B受力分析,由平衡條件得qE=mgtan θ,解得A在B處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為,A正確。 答案 A [能力提升] 11.如圖所示,把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的絕緣水平桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B,現(xiàn)給小球B一個(gè)垂直A、B連線方向的速度v0,使其在水平桌面上運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.若A、B帶同種電荷,B球可能做速度減小
35、的曲線運(yùn)動(dòng) B.若A、B帶同種電荷,B球一定做加速度增大的曲線運(yùn)動(dòng) C.若A、B帶異種電荷,B球一定做類平拋運(yùn)動(dòng) D.若A、B帶異種電荷,B球可能做速度大小和加速度大小都不變的曲線運(yùn)動(dòng) 解析 若A、B帶同種電荷,則A對(duì)B有斥力作用,且斥力方向和速度方向夾角越來(lái)越小,速度增大,A、B間距離越來(lái)越大,庫(kù)侖力越來(lái)越小,加速度越來(lái)越小,A、B錯(cuò)誤;若A、B帶異種電荷,B受到的庫(kù)侖力指向A,庫(kù)侖力可能等于B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力,C錯(cuò)誤,D正確。 答案 D 12.(2016·浙江10月選考)如圖所示質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正
36、下方絕緣柱上。其中O點(diǎn)與小球A的間距為l,O點(diǎn)與小球B的間距為l,當(dāng)小球A平衡時(shí),懸線與豎直方向夾角θ=30°,帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則 A.A、B間庫(kù)侖力大小F= B.A、B間庫(kù)侖力大小F= C.細(xì)線拉力大小FT= D.細(xì)線拉力大小FT=mg 解析 A的受力如圖所示,幾何三角形OAB與力三角形相似,對(duì)應(yīng)邊成比例=,則FT=,由余弦定理得AB==l,則FT=F==,故B正確。 答案 B 13.如圖所示,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O點(diǎn)為半圓弧的圓心,∠MOP=60°。電荷量相等、電性相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn),這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度
37、的大小為E1;若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn),則O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)镋2,E1與E2之比為( ) A.2∶1 B.1∶2 C.2∶ D.4∶ 解析 如圖所示,不妨設(shè)M、N處分別放置電荷量為+q、-q的電荷,則E1= ,E2=,E1∶E2=2∶1,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 答案 A 14.如圖甲所示,在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫(huà)出),O、A、B為x軸上的三點(diǎn)。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的靜電力跟其所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示,則( ) A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2 N/C B.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×103 N/C C.點(diǎn)電荷Q在AB之間 D.點(diǎn)電荷Q在OB之間 解析 設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、EB,根據(jù)題中圖象乙信息可知,圖線的斜率即為電場(chǎng)強(qiáng)度,則EA=2×103 N/C,EB=-500 N/C,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。由點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn)知,該點(diǎn)電荷應(yīng)放在A、B之間。故選項(xiàng)C正確。 答案 C 20
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