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1、第9讲复习“电场的力的性质和能的性质”应该抓什么高考热点1电场力的性质2电场能的性质3带电体在电场中运动的分析一、电场力的性质1对于电场强度的三个公式：E，Ek，E.要注意区分各公式的适用范围，涉及到电场的叠加问题时应灵活应用平行四边形定则2课本上出现的典型电场线的分布要熟悉，应用电场线方向可判断该点场强的方向，电场线的疏密反映场强的大小，进而可判断电场力的大小和加速度的大小例1如图1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
2、d点处场强的大小为(k为静电力常量)()图1Ak Bk Ck Dk变式1如图2所示，a、b两点处分别固定有等量异种点电荷Q和Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是()图2AFd、Fc、Fe的方向都是水平向右BFd、Fc的方向水平向右，Fe的方向竖直向上CFd、Fe的方向水平向右，Fc0DFd、Fc、Fe的大小都相等规律总结1对称思维是物理解题的重要方法，如例1中，均匀带电圆盘在其左右两侧产生的电场是对称的，再比如带电荷量均匀的圆环，圆心处的电场强度为0.2等量异种点电荷
3、连线上场强大小沿连线先变小再变大，中点O处场强最小，方向指向负电荷一方，中垂线由O点向外场强逐渐减小，等量同种点电荷连线上场强大小也是先变小后变大，但中点O处场强为0，O点两侧方向相反，中垂线上，O点场强最小，向外先变大后变小二、电场能的性质1电势、电势能的高低的判断方法有多种，选择哪种方法要根据具体情况而定但最基本的方法是：沿电场线方向，电势越来越低；电场力做正功，电荷的电势能减小，电场力做负功，电荷的电势能增大2电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹问题是高考的热点，要熟练掌握电场强度、电势、电势能及电场力做功的判断方法例2(2016全国卷20)(多选)如图3，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动
4、，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称忽略空气阻力由此可知()图3AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小变式2(2016全国卷15)如图4，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则()图4Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcva Dabacaa，va
5、vcvb规律总结需要熟练掌握的知识和规律1带电粒子所受合力(往往仅为电场力)指向轨迹曲线的内侧2某点速度方向为轨迹上该点处的切线方向3电场线或等差等势面密集的地方场强大4电场线垂直于等势面5沿着电场线电势降低最快6电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大有时还要用到牛顿第二定律、动能定理等知识三、带电体在电场中运动的分析带电粒子在电场中运动问题的研究方法与解决力学问题的方法相同，它同样遵循力学规律，要善于将电学问题转化为力学问题在分析求解带电粒子的运动问题时应充分应用，力学的两大基本规律体系运动和力的关系(牛顿运动定律)和功能关系，能够从带电粒子的受力产生加速度及能量转化两条途径进行
6、分析和研究例3如图5所示，在E1103 V/m且竖直向下的匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN平滑连接，半圆形轨道平面与电场线平行，P为半圆QN的中点，其半径R40 cm，带正电为q1104C的小滑块质量为m10 g，与水平轨道间的动摩擦因数0.15，位于N点右侧1.5 m处，取g10 m/s2，求：图5(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q，则滑块应以多大的初速度v0向左运动？(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大？变式3(多选)如图6所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则
7、在此过程中，该粒子()图6A所受重力与电场力平衡B电势能逐渐增加C动能逐渐增加D做匀变速直线运动规律总结分析带电体在电场中运动的基本思路题组1电场力的性质的理解1如图7所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30角关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是()图7AEaEb BEaEbCEaEb DEa3Eb2.如图8所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为q外，其余各点处的电荷量均为q，则圆心O处()图8A场强大小
8、为k，方向沿OA方向B场强大小为k，方向沿AO方向C场强大小为2k，方向沿OA方向D场强大小为2k，方向沿AO方向3(多选)如图9所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，据此可知()图9A三个等势面中，a的电势最高B带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大C带电质点通过M点时的动能比通过N点时的大D带电质点通过M点时的加速度比通过N点时的大4.如图10所示，Q1、Q2是真空中的两个等量正点电荷，O为它们连线的中点，a、b是位于其连线的中垂线上的两点，现用
9、EO、Ea、Eb分别表示这三点的电场强度大小，用O、a、b分别表示这三点的电势高低，则()图10AEOEaEb BEOEaEbCOab DOab题组2电场能的性质的理解与应用5(多选)如图11所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点下列说法中正确的是()图11AA点的电场强度等于B点的电场强度BB、D两点的电场强度及电势均相同C一电子由B点沿BCD路径移至D点，电势能先增大后减小D一电子由C点沿COA路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功6.如图12所示，实线表示匀强电场的电场线，虚线表示一个带电粒子射入该电场后的运
10、动轨迹，a、b是轨迹上的两个点不计重力下列说法中正确的是()图12A该带电粒子一定是从下向上通过该匀强电场的B该匀强电场的场强方向一定是从左向右的C该带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能D该带电粒子在a点的动能一定大于在b点的动能7.在点电荷Q的电场中，一个电子通过时的轨迹如图13所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是()图13AQ为负电荷B运动时，电子总是克服电场力做功C电子经过两等势面的动能EkbEkaD电子在两等势面上的电势能EpaEpb8如图14所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在
11、壳外产生的电场一样一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是()图14题组3带电体在电场中运动的分析与计算9如图15所示，质量为m、带电荷量为q的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为()图15A继续匀速下滑B将加速下滑C将减速下滑D上述三种情况都有可能发生10如图16所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动设斜面足够长，则在Q向上运动过程中()图16A物块Q的动能一直增大B物块Q的电势能一直
12、增大C物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D物块Q的机械能一直增大11(多选)如图17所示，在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中60，规定电场中P点的电势为零则在Q形成的电场中()图17AN点电势高于P点电势BP点电场强度大小是N点电场强度的2倍CN点电势为D检验电荷在N点具有的电势能为mv212.如图18所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8.求：图18(1)水平向右电场的电场强度的大小；(2)若将电场强度减小为原来的，物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后物块下滑距离为L时的动能第9讲复习“电场的力的性质和能的性质”应该抓什么备考指导例1B电荷q产生的电场在b处的场强Eb，方向水平
