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1、试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 第 25 讲电场力的性质 考情剖析 考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求 静电场电场线电 势能电势等势面、电 场强度点电荷的场 强 、 13 年 T3选择， 考查电场强 度的叠加 T6选择，考查点电荷 周围电场强 度的大小比较 14 年 T4选择， 考查电场的 叠加 15 年 T8选择， 考查电场的 基本性质 16 年 T3选择， 考查点电荷 周围电场强度 的大小比较 17 年 T8选择， 考查点电场 强度及电场力 , 理解、推理 弱项清单,1. 求电场强度时对对称的思想和叠加的方法掌握不到位； 2等量同种电荷以及等量异种电荷电场的电场线分布特点容易混
2、淆 知识整合 一、电场 1定义：电场是存在于_ 周围的一种特殊物质 2电场的基本性质是对放入其中的电荷_ 二、电场强度 1定义式：E_ ，适用于_ 2比值定义法：电场中某点的电场强度与试探电荷_ ，只由电场本身决定 3矢量性： 规定 _ 在电场中某点所受静电力的方向即为该点的电场强度的方向 4点电荷的场强E _ ，适用于_ 5电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 的_ 三、电场线 1定义：电场线是为了形象地描述电场而_ 线 2特点： (1) 电场中电场线始于_ 或无穷远，止于无穷远或_ ，它不封闭，也不中 断 (2) 电
3、场线的_ 反映电场强度的大小 (3) 电场线上每点的_ 方向就是该点电场强度的方向电场线_ 是电荷在 电场中的运动轨迹 (4) 任意两条电场线_ 方法技巧 考点 1 电场强度 1电场强度的三个表达式 三个公式 E F/q 适用于一切电场 与检验电荷无关，由电场本身决定 E kQ/r 2 适用于点电荷的电场 由场源电荷Q和场源电荷到 该点的距离共同决定 E U/d 适用于匀强电场 U 为两点间的电势差，d为两点沿 电场线方向的距离 2电场的叠加 (1) 叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷在该处所产生的电场场强 的矢量和 (2) 运算法则：平行四边形定则 3计算电场强度常用的方法
4、(1) 电场叠加合成的方法 (2) 对称法：利用带电体电荷分布具有对称性，或带电体产生的电场具有对称性的特点 求合场强的方法 (3) 补偿法：题给条件建立的模型A 不是一个完整的标准模型，这时需要给原来的问题 补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型A 与模型B 恰好组 成一个完整的标准模型，这样求解模型A 的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B 的差值问题 【典型例题1】(17 年南通模拟) 如图所示，电荷量为q1和 q2的两个点电荷分别位于P 点和 Q点已知在P 、 Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR 2RQ.则 ( ) A q12q 2 B q1 4q2
5、C q1 2q2Dq1 4q2 1.(17年南通模拟) 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 中于球心处产生的电场如图所示，在半球面AB 上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面 半径为R， CD为通过半球顶点与球心O 的轴线，在轴线上有M、N 两点，OM ON 2R，已知 M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( ) A. kq 4R 2 B. kq 2R 2 E C. kq 4R 2 E D. kq 2R 2 E 2. 在某平面上有一个半径为r ，单位长度带电量为q(q0)的绝缘均匀带电 圆环上有一个很小的缺口l( 且 l ? r) ，如图所示，
6、则圆心处的场强为多少？ 考点 2 电场线 1几种典型电场的电场线 2孤立点电荷的电场 (1) 正 ( 负 ) 点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外( 内 ) (2) 离点电荷越近，电场线越密( 场强越大) ； (3) 以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等， 但方向不同3. 两种等量点电荷的电场比较 比较等量异种点电荷等量同种点电荷 电场线分布图 电荷连线上的电场强度 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 沿连线先变小后变大 O点最小，但不为零O点为零 中垂线上的电场强度,O 点最大，向外逐渐减小,O 点最小，向外先变大后变小 关于 O点对称 位置的电场强度,
7、A与 A、 B 与 B、 C与 C 等大同向, 等大反向【典型例题2】( 多选 ) 用电场线能很直观、很方便地比较电 场中各点的强弱如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是 电荷连线的中点，E、F 是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和 A、D 也相对O对称则 ( ) 甲乙 A B、 C 两点场强大小和方向都相同 B A、 D 两点场强大小相等，方向相反 C E、 O、 F 三点比较，O点场强最强 D B、 O、 C三点比较，O点场强最弱 3.( 多选 ) 如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B( 可视为点电荷) ，被固 定在光滑绝缘水平面上P、N 是小球A、B 连线
8、的垂直平分线上的点，且PO ON.现将一个 电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点) ，由 P 点静止释放，在小球C 向 N点运动的过程 中，关于小球C 的速度图象中，可能正确的是( ) A B 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 C D 考点 3 电场力作用下物体的运动 1电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系 一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条 件时，两者才会重合 (1) 电场线为直线； (2) 电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行； (3) 电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行 2只在电场力作用下物体做曲线运动时，电场力总是沿着电
9、场线的切线的方向且指向 轨迹曲线的内侧 【典型例题3】( 多选 ) 一带电粒子从电场中的A点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示， 电场线如图中实线所示，不计粒子所受重力，则( ) A粒子带正电荷 B粒子加速度逐渐减小 C粒子在A 点的速度大于在B 点的速度 D粒子的初速度不为零 【典型例题4】如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R 的半圆形，固定在竖直面 内，管口B、C的连线水平质量为m的带正电小球从B 点正上方的A 点自由下落，A、B 两 点间距离为4R 从小球 ( 小球直径小于细圆管直径) 进入管口开始，整个空间中突然加上一个 斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，
10、大小与重力相等， 结果小球从管口C 处离开圆管后，又能经过A 点设小球运动过程中电荷量没有改变，重力 加速度为g，求： (1) 小球到达B 点时的速度大小； (2) 小球受到的电场力大小； (3) 小球经过管口C 处时对圆管壁的压力 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 当堂检测1. 如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷， 在垂直 于圆盘且过圆心c 的轴线上有a、b、 d 三个点，a 和 b、 b 和 c、 c 和 d 间的距离均为R，在 a 点处有一电荷量为q(q0) 的固定点电荷已知 b 点处的场强为零，则 d 点处场强的大小为 (k 为静电力常量)( ) 第 1 题图
11、 A k 3q R 2 B k 10q 9R 2 C k Q q R 2 D k 9Qq 9R 2 2一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运 动的 v-t图象如图所示，则A、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( ) 第 2 题图 3 (17 年南京模拟) 沿不带电金属球直径的延长线放置一均匀带电细杆NM ，如图所示， 金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、 b、c 三点场强大小分别为Ea、 Eb、 Ec，三者 相比较 ( ) 第 3 题图 A Ea最大BEb最大 C Ec最大DEaEb Ec 4 ( 多选 ) 如图所示，把A、B 两个相同的
12、导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂 于 O A 和 OB两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点O B移到 OA 点固定两 球接触后分开，平衡时距离为0.12 m已测得每个小球质量是8.0 10 4 kg，带电小球可 视为点电荷，重力加速度g 取 10 m/s 2 ，静电力常量k9.0 10 9 Nm 2 /C 2 ，则 ( ) 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 第 4 题图 A两球所带电荷量相等 BA 球所受的静电力为1.0 10 2 N CB 球所带的电荷量为4610 8 C D A、 B 两球连线中点处的电场强度为0 5如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点
13、O，用一根长度为l 0.40 m的 绝缘细线把质量为m 0.20 kg，带有q6.0 10 4 C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球 静止在B 点时细线与竖直方向的夹角为37，求： (1) 将小球拉至位置A 使细线水平后由静止释放，小球通过最低点C 时细线对小球的拉 力 F 的大小 (2) 如果要使小球能绕O点做完整的圆周运动，则小球在A 点时沿垂直于OA方向运动的 初速度v 0的大小 (g 取 10 m/s 2 ，sin37 0.60 ，cos37 0.80) 第 5 题图 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 第 25 讲电场力的性质 知识整合 基础自测 一、 1. 电荷2. 产生力的作用
14、二、 1. F q 一切电场2. 无关3. 正电荷4. kQ r 2点电荷5. 矢量和 三、 1. 假想的2. (1)正电荷负电荷 (2) 疏密(3) 切线不(4) 不会相交 方法技巧 典型例题1【解析】由于R处的合场强为0，故两点电荷的电性相同，各自的 分场强大小相等，结合点电荷的场强公式E k q r 2可 r 1 2r2，故 q1 4q2，本题选B. 变式训练1 B 【解析】把半个带正电荷的球面等效为整个带正电荷的球面跟半 个带负电荷球面叠加在一起整个带正电荷的球面在N点的场强E1k 2q （2R） 2k q 2R 2，半个 带负电荷球面在N点的场强E2E，N点的场强E NE1 E2k
15、q 2R 2E，则 B 项正确 变式训练2k ql r 2方向由圆心O指向缺口【解析】可以把均匀带电圆环视为 由很多点电荷组成，若将缺口补上，再根据电荷分布的对称性可得，圆心O处的合场强为零， 由于有缺口的存在，圆心O处的电场即为缺口相对圆心O的对称点产生的电场，其电场强度 为该处电荷( 可视为点电荷) 在O点的电场强度( 包括大小和方向) 其电场强度的大小为E kq l r 2，方向由圆心O指向缺口 典型例题2 ACD 【解析】由对称性可知，B、C两点场强大小和方向均相同，A 正确；A、D两点场强大小相同，方向也相同，B 错误；在两电荷连线的中垂线上，O点场强 最强，在两点电荷连线上，O点场
16、强最弱，故C，D 确 变式训练3 AB 【解析】P、N两点电势相等，从P到N电场力做功为零，所以N 点动能与P点动能相等都为零，但运动过程中加速度的变化情况有两种可能，所以答案选 AB. 典型例题3 BCD 【解析】粒子带负电，在电场中某点的受力方向为电场线切线 方向，粒子做曲线运动，运动轨迹应该夹在速度与力之间，并且弯向力的方向从A到B 力与速度方向成钝角，电场力做负功，速度逐渐减小 典型例题4(1)8gR(2)2mg (3)3mg方向水平向右【解析】(1) 小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机 械能守恒，故mgR 1 2 mv 2 B，到达 B点时速度大小vB8gR； (2) 设电场力的竖直分力为 Fy，水平分力为Fx，则Fymg，小球从B运动到C的过程中，由动能定理得Fx2R 1 2mv 2 C 1 2 mv 2 B，小球从管口 C处脱离管后，做类平抛运动，由于经过A点，所以有y 4RvCt，x 2R 1 2at 2F x 2m t 2 ，联立解得Fxmg：电场力的大小为qEF 2 x F 2 y2mg；(3) 小球经过管口 C 试题、试卷、习题、复习、教案精选资料 处时，向
