人教版高中物理选修3-1电场能的性质的描述(答案)
高中物理学习材料
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电场能的性质的描述（参考答案）
1.解析：由点电荷产生的电场的特点可知：M点电势高于N点电势，即U MN>0,由W=qU知：移动电荷由M到N，若为正电荷，电场力做正功；若移动的是负电荷，电场力做负功，电势能的判断可以用以下三种方法：
方法一据E p=q?判断.
若为正电荷，则E pM>E pN，从M到N电势能降低；若为负电荷，则E pM 方法二利用电场力做功判断. 若为正电荷，电场力做正功，电势能降低；若为负电荷，电场力做负功，电势能升高. 方法三用推论判断. 对正电荷，因?M>?N,故E pM>E pN；对负电荷，E pM 2.解析：方法一利用电场线方向来判断. 由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，从b指向a.而负电荷受电场力的方向和场强方向相反，场强方向应是由a 指向b,因此电场线的方向从a指向b.顺着电场线方向电势越来越低，a点电势比b点电势高. 方法二利用电场力做功公式来判断. 由于电势能增加，电场力一定做负功，即W ab为负值，而q是负电荷，即q 为负值.由W ab=q(?a-?b)得知?a-?b>0，故?a>?b. 方法三利用电势能判断. 正电荷q 为正值，在电势越高的地方电势能越大，而对负电荷q 为负值，在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在a 点电势能较小，故a 点电势高. 3.解析：方法一 在匀强电场中，沿任何方向电势都是均匀降落的，所以U ba =U cd ,即?b -?a =?c -?d ,故c 点的电势?c =8 V,故B 项正确. 方法二利用等势面法.利用等分法在电场中找等势点，是解决此类问题的有效方法：U bd =?b -?d =20 V,连接bd 并将bd 五等分，如右图所示.则e 点电势为20 V ，h 点电势为8 V,由于ae 在同一等势面上，又ae ∥ch,故过c 的等势面过h 点，故?c =8 V. 答案：B 例1解析：比较电势高低，可根据电势的定义进行处理：以无穷远处为电势零点，根据W q ?=的定义求出M 、N 两点的电势，然后进行比较. 根据电势定义式 99 AO MO NO A M N N M W W W 6.0107.010,0.q q q q q ?????---?-?=====得，所以＜＜答案：C 例2解析：负电荷在电场中只受电场力作用而做匀加速直线运动，可知电场是匀强电场，故A 对.由于电场力对负电荷做正功，动能增加，则电势能减小，故D 对.答案：D 例3解析：尽管本题不涉及计算，但对同学们的分析能力要求很高．由于本题中的带电粒子没有告诉你是正还是负，似乎给分析带来一定的难度，但从电场线分布看，场源电荷在左侧，从轨迹看受力指向左侧，即带电粒子与点电荷电性相反，但不能具体判断出带电粒子的电性，A 错.粒子受力指向左 侧，且此力为电场力与电场线共线，可判出粒子在a 、b 两点的受力方向沿电场线向左方，B 正确．若粒子从a 点运动到b 点，则电场力与运动方向间夹角大于90°，电场力做负功，电势能升高εb >εa ，动能减少v a >v b ，所以 C 、 D 都正确．答案：CD 例4解析：等势面3的电势为零，则电势能也为零.由于两相邻等势面的电势差相等，又知E ka ＞E kb ，则a 点的电势能可表示为-2qU(U 为相邻两等势面 的电势差)，b 点的电势能可表示为qU.由于总的能量守恒，则有： E ka +(-2qU)=E kb +qU,即26-2qU=5+qU ，解得qU=7 eV ，则总能量为7 eV+5 eV=12 eV 当电势能为-8 eV 的，动能E k =12-（-8） eV=20 eV.答案：C 随 堂 训 练 1解析：电场强度用电场线叠加分析可知E 、F 两点的电场强度相同.沿电场线方向，电势降低，逆电场线方向电势增加，由等量异种电荷电场线、等势线分布情况可知E 、F 两点电势相等.答案：A 2.解析：由动能定理有：W ab +W 外=ΔE k . W ab =ΔE k -W 外=8.0×10-5 J-6.0×10-5 J=2.0×10-5 J.又W ab =qU ab , 5 4ab ab 9W 2.010U V 1.010V B .q 2.010 --?===??故，正确答案：B 3.解析:放入金属片时,由于静电感应———感应电荷的出现,使原电场发生了变化,使金属片内电荷重新分布,达到静电平衡时,金属片是一个等势体,因此有?A=?O=?B;而取走金属片后,A ?O ?B 处在一个孤立的点电荷产生的电场中,点电荷电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇同心球面.由几何知识可知:在同一个等势面上,电势相等,O 点电场源电荷+Q 较A ?B 近,电势比A ?B 要高,故有?Ａ′＝?Ｂ′＜?Ｏ′．答案：BC 点评：对学科的基础知识和主干知识的考查是高考物理永恒的主题. 4.解析：由电子射入电场后的运动轨迹可知场源点电荷为负点电荷，沿着电场线方向电势降低，即?a ＜?b ＜?c.在点电荷的电场中，虽然ab=bc ，但U ab ≠U bc ，故电子从位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做功W 12≠2W 34，故正确答案选A.答案：A 5.解析：（1）小球在B 点受重力、拉力、电场力三个力作用，三力平衡，则小球所受电场力方向向右，小球带正电.对小球B 进行受力分析如图所示 Fcos θ=mgFsin θ=qE ，解得3mg q 3E = (2)小球从A 到B 电场力做功 313mgL W qEL(1sin 0)qEL 26 =-?== (3)小球从A 到C 由动能定理有mgL-qEL=12 mv 2，在C 点绳对小球拉力为T-mg=2 v m L ，联立得(923mg T -=） 答案： ()()3mg 3mgL (923mg 123-）（） 课时作业三十二电场能的性质的描述 1.解析:从A 到B 再到C 是顺着电场线的方向，电势应逐渐降低，所以?A ＞?B ＞?C,即A 正确.A 、B 、C 三点中A 处电场线最疏，C 处电场线最密，所以E A ＜E B ＜E C ，则B 正确.尽管AB=BC ，但E A ＜E B ＜E C ，所以U AB ＜U BC ,即C 正确，D 错误.答案:ABC 2.解析:由电场的叠加知，E 0为C 点处电荷在O 点产 生的电场，A 、B 处电荷在O 点处产生场强合为零， 故A 错误；由题知r DA =r DB =r DC ，则D 处的场强为 D AD BD CD E E E E 0=++=u u u u r u u u u r u u u u r ，如图所示，故B 正确； 由题知由O 到C 各点处的场强方向沿x 轴负方向，若将电荷+q 从O 移向C ，电场力做正功，电势能减小，故C 错；若将点电荷-q 从O 移向C ，电场力做负功，电势能增加，故D 正确.答案:BD 3.解析:连接圆心O 和c ，并通过b 、a 两点分别作Oc 的平行线，因为Oa=Ob=Oc=R ，所以三条平行线是等电势差的.再过O 点作三条平行线的垂线，交三角形abc 的外接圆于d 、e 两点，则d 点电势最高，e 点电势最低.由ERcos 30°=?b -?c ,ER=?d -?c ,ER=-?c -?e 且?b=(2+3)V,?c =2V 得?d =4V,?e =0V,所以B 正确，ACD 均错误.答案:B 4.解析:由电荷的运动轨迹可看出粒子带负电，故A 正确.MN 是等势面，可延伸到无穷远，故粒子在M 点和无穷远处的电势差为零，电场力做功为零，故D 选项正确.答案:AD 5.解析:电容器两板间电势差为U=2?，匀强电场的电场强度U 2E d d ?= =，A 错；沿电场线方向电势逐渐降低，AB 两板间的电势由?到-?逐渐减小，B 对；由于两极间电势差不变，而板间距离d 减小时，电容C 增大，电荷量Q=UC 增大，C 对；因不知电子的初速度方向，所以无法确定电子穿越两板之间时，电场力做功的正负，从而无法判断电势能的变化，D 错.所以答案为BC.答案:BC 6.解析:由速度图象可知，正电荷的加速度逐渐增大，所受电场力逐渐增大，B 处电场强度大于A 处电场强度，选项A 正确；正电荷从A 点运动到B 点，在电场力作用下，正电荷速度增大，电场力做正功，所以D 正确；电势能减小，电荷在A 处的电势能一定大于B 处的电势能，A 处的电势一定大于B 处的电势，选项B 正确，C 错.答案:ABD 7.解析:根据库仑定律：122 q q F k r =库知F 库减小，故A 对；由于电荷Q 电性未知，故无法判定M 、 N 两点的电势高低，故D 错；虽然电荷Q 和小物块的电性都未知，但由题意可判断两者之间必为斥力，故小物块的电势能必然减小（因为电场力对其做正功），故B 错；由动能定理有W G +W 电+W f =0，且W G ＞0，W 电＞0，故W 电＜W f ，即C 对.答案:AC 8.解析:因为?k ＜?L ，且带电粒子在ab 段做减速运动，因此粒子带正电，A 错误；由电场线分布情况可知a 点场强小于b 点场强，因此粒子在a 点的加速度小于在b 点的加速度，B 错误；a 点和e 点处在同一等势面上，因此该粒子在该两点的动能、电势能都相等，C 正确；b 点和d 点处在同一等势面上，b 、d 两点的电势能相等，由于带电粒子在ab 段做减速运动即该阶段电场力做负功，电势能增加，即a 点的电势能小于b 点的电势能，故D 正确. 答案:CD 9.解析:负电荷顺着电场线移动，电势能增加，电场力做负 功.W AB =qU AB =q(U A -U B )=-5×10-9×(15-10)J=-2.5×10-8J. 答案:增大-2.5×10-8 10.解析:(1)根据动能定理.CO ：W 电+W f =nE 0-E 0①，OD ：W 电′+W f =0-nE 0② W f =-μmg L 4 ③，根据题意W 电=-W ′电④，联立①②③④解得μ=2E 0/Lmg ⑤ (2)根据动能定理，O 到D 过程有， qUOD-μmg L 4=O-nE 0⑥， 解⑤⑥得U 0D =0E 2q (1-2n)⑦ (3)由初始C 点至最终停止于O 点，根据动能定理有qU CO -μmgS=0-E 0⑧ U CO =-U OD ⑨，联立⑤⑦⑧⑨解得总路程2n 1)L S 4 +=（⑩ 答案：()()()()002n 1L E 12E /Lmg 212n 32q 4 +-（） 11.解析:(1)因为点电荷在电场中匀速运动.所以F-qE=0 4 7 F 1.510E N /C 500 N /C q 310--?===?，方向与F 的方向相同. U AB =E ·AB ·cos α=500×0.4×0.8 V=160 V. ?B =?A -U AB =100-160=-60 V 电场线和等势线如图所示 （2）电势能的增加量为ΔE ，ΔE=-W 电，ΔE=-qU AB =3×10-7 ×160 J=4.8×10-5 J.答案:(1)如图（2）4.8×10-5 J 12.解析:(1)带电系统开始运动时，设加速度为a 1，由牛 顿第二定律得：12qE qE a 2m m == 当球B 刚进入电场时，带电系统的速度为v 1，有21v =2a 1L,求得12qEL v .m = (2)对带电系统进行分析，假设球A 能到达右边界，电场力对系统做功为W 1，有W 1=2qE ×3L+(-3qL ×2L)=0 故带电系统速度第一次为零时，球A 恰好到达右边界 NQ. 设球B 从静止到刚进入电场时间为t 1，1111v 2mL t t a qE ==则，解得 设球B 进入电场后，带电系统的加速度为a 2，由牛顿第二定律得： 23qE 2qE qE a 2m 2m -+==- 显然，带电系统做匀减速运动.减速所需时间为t 2，则有 带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间 为12220v t ,t a -==求得 12t t t =+=B 球电势能增加了ΔE P =3qE ·2L=6qEL. 答案：( )12 高二物理第一学期选修 3-1 期末考试试卷 1.有一电场的电场线如图1 所示，场中A、B 两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B表示，则[] A.E a＞E b U a＞U b B．E a＞E b U a＜U b C．E a＜E b U a＞U b D．E a＜E w b U a＜U b 2.图2 的电路中C 是平行板电容器，在S 先触1 后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是[ ] A.平行板电容器两板的电势差不变B．平行扳电容器两板的电势差变小C．平行板电容器两板的电势差增大D．平行板电容器两板间的的电场强度不变 3.如图3，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定[] A．A、B、C 分别带什么性质的电荷B．A、B、C 中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C 中哪个电量最大D．A、B、C 中哪个电量最小 4.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图 4 所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A.向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 5.在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m 的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5 所示，那么匀强电场的场强大小为[ ] A.最大值是mgtgθ／q B．最小值是mgsinθ／q C．唯一值是mgtgθ／q D．同一方向上，可有不同的值． 静电场 第一讲 电场力的性质 一、电荷及电荷守恒定律 1、 自然界中只存在两种电荷，一种是正电，例如用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；另一种带负电，用 毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电。 2、 电荷间存在着相互作用的引力或斥力（同性相吸，异性相斥）。 3、 电荷在它的周围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。 元电荷ｅ＝1.6×10－19 C ，所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍。点电荷 4、 使物体带电叫做起电。使物体带电的方法有三种：(1)摩擦起电；(2)接触带电；(3)感应起电。 5、 电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一 部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。这叫做电荷守恒定律。 【重点理解】（１）摩擦起电；（２）接触带电；（３）感应起电 当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电,这就是摩擦起电. 当一个带电体靠近导体,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷,这就是感应起电,也叫静电感应. 接触起电指让不带电的物体接触带电的物体，则不带电的物体也带上了与带电物体相同的电荷，如把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触，验电器就带上了负电，且金属箔片会张开；带正电的物体接触不带电的物体，则是不带电物体上的电子在库仑力的作用下转移到带正电的物体上，使原来不带电的物体由于失去电子而带正电。 实质：电子的得失或转移 二、库仑定律 １、内容：在真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 ２、公式：2 2 1r Q Q k F ，Ｆ叫库仑力或静电力，也叫电场力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫静电力常量，公式中各量均取国际单位制单位时，Ｋ＝9.0×109 N ·m 2 /C 2 高中物理选修3-1《电场》全套同步练习 第01节 电荷及其守恒定律 [知能准备] 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种： （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电． （2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另 一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全 相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同 种电荷的总电荷量平均分配在两球上． 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部 分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体 的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早 由美国科学家 用实验测得的． 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值 m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111?=． [同步导学] 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷． 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变． 例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） A ．物体所带的电荷量可以为任意实数 B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值 C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正 确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球 都带电的是 （ ） A ．先把两球分开，再移走棒 B ．先移走棒，再把两球分开 C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷， 乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先 移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下 其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球 图1—1—1 最新人教版高中物理选修3-1综合测试题全套及答案 综合评估检测卷(一)静电场 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．每小题至少一个答案正确) 1. 图中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是() A．两点的场强等大、反向 B．P点电场更强 C．两点电势一样高 D．Q点的电势较低 答案： C 2．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变A、B两极板带的电荷量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度() A．一定增大B．一定减小 C．一定不变D．可能不变 解析：极板带的电荷量Q不变，当减小两极板间距离，同时插入电介质，则电容C一定增大．由U＝Q C可 知两极板间电压U一定减小，静电计指针的偏转角也一定减小，选项B正确． 答案： B 3. 如图所示中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用E a、E b分别表示a、b 两点的场强大小，则() A．a、b两点场强方向相同 B．电场线从a指向b，所以E a＞E b C．电场线是直线，所以E a＝E b D．不知a、b附近的电场线分布，E a、E b大小不能确定 解析：由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故A正确．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应讨论如下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有E a＞E b；若此电场线为负点电荷电场中的，则有E a＜E b；若此电场线是匀强电场中的，则有E a＝E b；若此电场线是等量异种点电荷电场中那一条直的电场线，则E a和E b的关系不能确定．故正确选项为A、D. 答案：AD 4. 如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，电场力做正功W1，若由c经b移到d，电场力做正功W2，则() A．W1>W2φ1>φ2 B．W1 高中物理电场总结试题及答案 一. 教学内容： 电场考点例析 电场是电学的基础知识，是承前启后的一章。通过这一章的学习要系统地把力学的“三大方法”复习一遍，同时又要掌握新的概念和规律。这一章为历年高考的重点之一，特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和熟练程度。只要同学们在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线”，实现知识的系统化，找出它们的有机联系，做到融会贯通，在高考得到本章相应试题的分数是不困难的。 二. 夯实基础知识 1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。 （1）库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即： 其中k为静电力常量， k=×10 9 N m2/c2 成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r）。 （2）电荷守恒定律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。 2. 深刻理解电场的力的性质。 电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。 （1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。 （2）点电荷周围的场强公式是：，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。 （3）匀强电场的场强公式是：，其中d是沿电场线方向上的距离。 3. 深刻理解电场的能的性质。 （1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。 ①电势定义为φ=，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高。 ②电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。 ③当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和。 ④电势差，A、B间电势差U AB =Φ A －Φ B ；B、A间电势差U BA =Φ B －Φ A ，显然U AB =－ U BA ，电势差的值与零电势的选取无关。 （2）电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。 ①电势能可用E=qФ计算。 ②由于电荷有正、负，电势也有正、负（分别表示高于和低于零电势），故用 E=qФ计算电势能时，需带符号运算。 （3）电场线的特点： ①始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）； ②不相交，不闭合； 物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e ＝1.60×10-19 C ）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F K Q Q r =12 2 （真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； k:静电力常量k ＝9.0×109 N ?m 2 /C 2 ；Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)； 作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E F q =（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q ：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E KQ r =2 ｛r ：源电荷到该位置的距离（m ），Q ：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强AB U E d = ｛U AB :AB 两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F ＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB ＝φA -φB ，U AB ＝W AB /q ＝q P E Δ 减 8.电场力做功：W AB ＝qU AB ＝qEd ＝ΔE P 减｛W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减 ：带电体由A 到B 时势能的减少量｝ 9.电势能：E PA ＝q φA ｛E PA :带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA :A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔE P 减＝E PA -E PB ｛带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P 减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C ＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd ＝（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo ＝0)：W ＝ΔE K 增或2 2 mVt qU ＝ 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ： 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：d U E ＝ 垂直电场方向:匀速直线运动L ＝V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d ＝， F qE qU a m m m ＝＝＝ 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷 的总量平分； 一、选择题(本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的4个选项中，至少有一项是正确的。全部选对的给4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选的得0分) 1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是（ ） A.5 F /9 B.4F /5 C.5F /4 D.9F /5 2.点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和Q ，在AB 连线上，如图1-69所示，电场强度为零的地方在 ( ) A ．A 和 B 之间 B ．A 右侧 C ．B 左侧 D ．A 的右侧及B 的左侧 3．如图1-70所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ） A ．保持S 闭合，将A 板向 B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变 C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大 D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变 4．如图1-71所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（ ） A ．自由落体运动 B ．曲线运动 C ．沿着悬线的延长线作匀加速运动 D ．变加速直线运动 5.如图是表示在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（ ） A ．这个电场是匀强电场 B ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E d >E a >E b >E c C ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E b >E c >E d D ．无法确定这四个点的场强大小关系 6．以下说法正确的是（ ） A ．由q F E =可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式q E P = φ可知电场中某点的电势φ与q 成反比 图1-69 B A Q 4Q 图1-70 图1-71 山东省诸城一中课时教(学)案 学科物理级部高三班级 _________ 姓名_________ 使用时间________ 年_____ 月____日编号 （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. 5、 场强的方向判断： （1） 根据定义式判断：E 的方向就是正（负）电荷在该点所受电场力的方向（反 方向） （2） 点电荷的电场分布情况：正点电荷场强方向沿 ，负点电荷场强 方向沿 ____________ （3） 电势 最快的方向 （4） 电场线的 方向 6. 画出几种典型电场的电场线 一个点电荷、两个等量点电荷、匀场电场 学生笔 学 案 内 容 课） 【疑难点拨】 一、三个自由点电荷的平衡问题 例1、如图所示，在光滑绝缘的水平面上，若三个点电荷 q 2、q 3都为自由电荷，要 使三者均处于平衡状态，须满足什么条件？即对电荷的位置、电性和电荷量有什么要 求？ 【总结】（1）条件：两个点电荷在第三个点电荷处的 合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反. A. 4q 4q C. 9q — 4q 36q 二、电场强度的叠加与计算 例2、.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由 O f B 匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和 记（备 （2）规律：“三点共线” 三个点电荷分布在同一直线上; 正负电荷相互间隔； “两大夹小” 中间电荷的电荷量最小; “近小远大” 中间电荷靠近电荷量较小的电荷. 【跟踪练习】 1、下列各组共线的三个自由点电荷，可以平衡的是 B . 4q — 5q 3q D . — 4q 2q — 3q 4q 高中物理选修3-1电场公式总结 物理选修3-1电场公式 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电 体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中) {F：点电荷间的作用力(N)，k：静电力常量k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2：两点电荷的电量(C)，r：两点电荷间的距离(m)，方向在它们 的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式) {E：电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的 电量(C)｝ 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r：源电荷到该位置的距 离(m)，Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB：AB两点间的电压(V)，d：AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F=qE{F：电场力(N)，q：受到电场力的电荷的电量 (C)，E：电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd {WAB：带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q：带电量(C)，UAB：电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E：匀 强电场强度,d：两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA=qφA{EA：带电体在A点的电势能(J)，q：电量 (C)，φA：A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C：电容(F)，Q：电量(C)，U：电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S：两极板正对面积，d：两极板间的垂直距离，ω：介电常数) 常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2， Vt=(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平抛垂直电场方向：匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d) 运动平行电场方向：初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2， a=F/m=qE/m 注：(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律：原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; (3)常见电场的电场线分布要求熟记; 高中物理选修3-2测试题 第I 卷(选择题12小题 共 36分) 一选择题(本题包括12小题,每小题3分，共36分。每小题给出的四个选项中,有的只有一 个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全对的得2分,有选错的或不答的得0分) 1.关于电磁场理论,下列说法正确的是:( ) A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B. 变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的 C. 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D. 振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 2.质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它们的圆周半径恰好相等,这说明它们在刚进入磁场时:( ) A.速率相等 B.带电量相等 C.动量大小相等 D.质量相等 3.矩形线圈ABCD 位于通电直导线附近,如图所示,线圈和导线在同一平面内,且线圈的两个边与导线平行,下列说法正确的是:( ) A.当线圈远离导线移动时,线圈中有感应电流 B.当导线中的电流I 逐渐增大或减小时,线圈中无感应电流 C.当线圈以导线为轴转动时,线圈中有感应电流 D.当线圈以CD 为轴转动时,线圈中有感应电流 4.若在磁场是由地球表面带电产生的,则地球表面带电情况是: ( ) A.正电 B.负电 C.不带电 D.无法确定 5.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是: ( ) A. 启动器触片接通时,产生瞬时高压 B. 日光灯正常工作时,镇流器起降压限流以保证日光灯正常工作 C.日光灯正常工作时, 日光灯管的电压稳定在220V D.镇流器作用是将交流电变为直流电 6.矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是: ( ) A.线圈中的磁通量为零 B. 线圈中的感应电动势最大 C. 线圈的每一边都不切割磁感线 D.线所受到的磁场力不为零 B C D A I 高中物理学案：电场能的性质 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.进一步理解电势、电势差的概念、公式，知道电场力做功与电势能变化的关系是一种普遍的功能关系.2.理解E－x、φ－x图象的意义，并会分析有关问题. 科学思维：1.通过分析电势、电势能及电场力做功的综合问题，提高逻辑思维和科学思维能力.2.通过方法的迁移，找到解决E－x、φ－x图象与其他图象问题共性的东西. 一、电场综合问题分析 例1(多选)在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图1所示.若将一个带负电的粒子置于b点由静止自由释放，粒子将沿着对角线bd 往复运动.粒子从b点运动到d点的过程中( ) 图1 A.先做匀加速运动，后做匀减速运动 B.先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C.电势能与机械能之和保持不变 D.电势能先减小，后增大 答案CD 解析a、c两点固定相同的正点电荷，则bd为等量正点电荷连线的中垂线，由电场线分布情况可知带电粒子不可能做匀加速或匀减速运动，故A错误；等量正点电荷连线的中垂线的中点电势最高，带负电的粒子从b点运动到d点的过程中，先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，故B错误；带负电粒子从b点运动到d点的过程中所受电场力先由b指向d，后由d指向b，所以电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小，后增大，故D正确；只有电场力做功，电势能与机械能之和保持不变，故C正确. 例2(多选)(郑州一中高二期中)如图2所示，在一个匀强电场(图中未画出)中有一个四边形ABCD，其中，M为AD的中点，N为BC的中点.一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为W AB ＝2.0×10－9J；将该粒子从D点移动到C点，电场力做功为W DC＝4.0×10－9J.则以下分析正确的是( ) 图2 A.若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功为W MN＝3.0×10－9J B.若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功W MN有可能大于4.0×10－9J C.若A、B之间的距离为1cm，该粒子的电荷量为2×10－7C，则该电场的场强一定是E＝1V/m D.若该粒子的电荷量为2×10－9C，则A、B之间的电势差为1V 答案AD 高中物理学习材料 作业 电场 电场强度 一、选择题(每小题5分，共50分) 1.A 下列说法中，正确的是( ) A.由公式q F E = 知，电场中某点的场强大小与放在该点的电荷所受电场力的大小成正比，与电荷的电荷量成反比 B.由公式q F E = 知，电场中某点的场强方向，就是置于该点的电荷所受电场力的方向 C.在公式q F E = 中，F 是电荷q 所受的电场力，E 是电荷q 产生的电场的场强 D.由F=qE 可知，电荷q 所受电场力的大小，与电荷的电荷量成正比，与电荷所在处的场强大小成正比 答案:D 2.A 下列关于点电荷的场强公式2r Q k E =的几种不同的理解，不正确的是( ) A.在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r 2 成反比 B.当r →0时，E →∞；当r →∞时，E →0 C.点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷Q D.以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上各处的场强相等 答案:BCD 3.A 电场中a 、b 、c 三点的电场强度分别为C N 1E C N 4E C N 5E c b a -==-=、、，那么这三点的电场强度由强到弱的顺序是( ) A.a 、b 、c B.b 、c 、a C.c 、a 、b D.a 、c 、b 答案:A 4.B 在电场中某点放人电荷量为q 的正电荷时，测得该点的场强为E ，若在同一点放入电荷量q ′=-2q 的负电荷时，测得场强为E ′，则有( ) A.E ′=E ，方向与E 相反 B.E ′=2E ，方向与E 相同 C.E 2 1 E ='，方向与E 相同 D.E ′=E ，方向与E 相同 答案:D 高中物理选修3-1试题 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确 .全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.) 1.某静电场的电场线分布如图,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为P E 和Q E ,电势分别为P ?和Q ?,则（ ） A.P Q E E >，P Q ??< B.P Q E E <，P Q ??> C.P Q E E <，P Q ??< D.P Q E E >，P Q ??> 2.关于电势与电势能的说法正确的是( ) A.电荷在电场中电势高的地方电势能大 B.在电场中的某点,电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大 C.正电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大 D.负电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小 3.图中水平虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两带电小球M 、N 质量相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a 、b 、c 为实线与虚线的交点,已知O 点电势高于c 点.则( ) A.M 带负电荷,N 带正电荷 B.M 在从O 点运动至b 点的过程中,动能不变 C.N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功 D.N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相等 4.下列说法正确的是( ) A.带电粒子仅在电场力作用下做“类平抛”运动,则电势能一定减小. B.带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,其运动轨迹一定与电场线重合. C.带电粒子在电场中运动,如只受电场力作用,其加速度方向一定与电场线方向相同. D.一带电小球在匀强电场中在电场力和重力的作用下运动,则任意相等时间内动量的变化量相同. 5.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,ε表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( ) A.U 变小,E 不变 B.E 变大,ε变大 第1题图 Q P q +q + 高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 肥西中学高二《静电场》诊断性测试物理卷 一、单选题共10小题，每小题4分，共40分。 1．带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的：（ ） A ．2.4×10-19C B ．－6.4×10-19 C C ．－1.6×10-19C D ．4×10-17C 2.下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ） A .公式q F E =只适用于真空中点电荷产生的电场 B .由公式q F E = 可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成 正比 C .在公式22 1r Q Q k F =中，22r Q k 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；21 r Q k 是 点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强大小 D .由公式2r kQ E =可知，在离点电荷非常靠近的地方（r →0），电场强度E 可达无穷大 3．如图所示，中子内有一个电荷量为 e 32+的上夸克和两个电荷量为e 31-的下夸克，3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（ ） A ．2r ke B ．23r ke C ．29r ke D ．2 32r ke 4．在匀强电场中，将一个带电量为q ，质量为m 的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5所示，那么匀强电场的场强大小为 （ ） A ．最大值是mgtg θ／q B ．最小值是mgsin θ／q C ．唯一值是mgtg θ／q D ．同一方向上，可有不同的值． 5．如右图在点电荷Q 产生的电场中，虚线表示等势面，实线表示α粒子（带 正电）穿过电场时的轨迹，A 、B 为轨迹与两等势面的交点，则下列说法正 确的是: （ ） A ．Q 可能是正电荷，也可能是负电荷 B ．电势φA >φB ，粒子动能E kA >E kB C ．电势φA <φB ，粒子电势能E PA >E PB D ．场强 E A 静电场重点题型复习 题型一、利用电场线判断带电粒子运动情况 1.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N， 以下说法正确的是（） A.粒子必定带正电荷 B.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能 C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能 2.如图所示，a、b带等量异种电荷，MN为a、b连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v射出，开始时一段轨迹如图中实线所示，不考虑粒子的重力，则在飞越该电场的过程中（） A．该粒子带正电 B．该粒子的动能先增大，后减小 C．该粒子的电势能先减小，后增大 D．该粒子运动到无穷远处后，速率大小一定仍为v 3.某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( ) A．c点场强大于b点场强 B．c点电势高于b点电势 C．若将一试电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 D．若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电 势能减小 4.如图所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球A、B，带电荷量为-q（q＞0），质量都为m，小球可当作质点处理．现固定B球，在B球正上方足够高的地方释放A球，则从释放A球开始到A球运动到最低点 的过程中（） A小球的动能不断增加 B．小球的加速度不断减小 C．小球的机械能不断减小 D．小球的电势能不断减小 5.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点运动到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为10V，则（） A．B点电势为零 B．电场线方向向左 C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线① D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线② 高中物理选修3-1期末测试题（三） 班级： 姓名： 一，选择题（本题共10小题，共40分，每题有一个或多个选项符合题意，全部选对得4分，不全的得2分，有错项的得0分） 1．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A ．电场强度的定义式q F E =适用于任何电场 B ．由真空中点电荷的电场强度公式2r Q k E ?=可知，当r →0时，E →无穷大 C ．由公式IL F B =可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场 D ．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向 2．甲、乙两个点电荷在真空中的相互作用力是F ，如果把它们的电荷量都减小为原来的2 1，距离增加到原来的 2倍，则相互作用力变为（ ） A ．F 8 B ．F 21 C ．F 41 D ．F 16 1 3．如图所示，在真空中有两个等量的正电荷q 1和q 2，分别固定在A 、B 两点，DCE 为AB 连线的中垂线，现将一个正电荷q 由c 点沿CD 移到无穷远，则在此过程中（ ） A ．电势能逐渐减小 B ．电势能逐渐增大 C ．q 受到的电场力逐渐减小 D ．q 受到的电场力先逐渐增大后逐渐减小 4．如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为1m 的正六边形的六个顶点，A 、B 、C 三点电势分别为10V 、20V 、30V ，则下列说法正确的是（ ） A ． B 、E 一定处在同一等势面上 B ．匀强电场的场强大小为10V/m C ．正点电荷从E 点移到F 点，则电场力做负功 D ．电子从F 点移到D 点，电荷的电势能减少20eV 5．一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过电阻横截面的电荷量q 随时间变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（ ） A ．U B ．R C ．R U D ．R 1 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 电场答案 一、电场力的性质 例1【解析】A 、B 两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，因而它们的带电量分别为±q ．当第三个不带电的C 球与A 球接触后，A 、C 两球带电量平分，假设每球带电量为2 q q +='．当再把C 球与B 球接触后，两球的电荷先中和，再平分，每球带电量4 q q -=''．由库仑定律2 21r Q Q k F =知，当移开C 球后由 于r 不变．所以A 、B 两球之间的相互作用力的大小是8F F = '． 例2【解析】⑴因每个电荷都处于平衡状态，则对q 1而言，q 3对q 1的作用力应与q 2对q 1的作用大小相等，方向相反，所以q 3与q 2电性必相反，即q 3应为负电荷；同理，就q 3受力平衡而言，也必有q 1与q 2电性相反，即q 1也为负电荷。 ⑵由q 1受力平衡得：22 11321 2)(L L q kq L q kq += ① 由q 3受力平衡得： 2213122 32)(L L q kq L q kq += ② 联立①②得：.)(:1:))( ::2 1 2122221321L L L L L L q q q ++= 例3【解析】等量异种电荷电场分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 到0电场线由疏到密；从O 到B 电场线由密到疏，所以从A →0→B ，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图(b)所示，由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所子受电场力大小相等方向相反．电子受电场力与场方 向水平向左，电子从A →O →B 过程中，电场力由小先变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其右，大小应先变大后变小，所以选项B 正确． 例4【解析】中学物理只讲点电荷场强及匀强电场场强的计算方法，一个不规则带电体(如本题的缺口带电环)所产生的场强，没有现成公式可用，但可以这样想：将圆环的缺口补上，并且它的电荷密度与缺了口的环体原有电荷密度一样，这样就形成了一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分可看成两个相对应的点电荷，它们产生的电场在圆心O 处叠加后场强为零．根据对称性可知，带电圆环在圆心O 处的总场强E=0．至于补上的带电小段，由题给条件可视作点电荷，它在圆心O 处的场强E 1是可求的．若题中待求场强为E 2，则由021==+E E E 便可求得E 2．设原缺口环所带电荷的线密度为σ，d r Q -=πσ2，则补上的金属小段带电量d Q σ='，它在O 处的场强为 C N r d r Qd r Q k E /109)2('2221-?=-==π。 设待求的场强为2E ，由021=+E E 可得C N E E /1092 12-?--＝＝， 负号表示1E 与2E 方向相反，即2E 的方向向左，指向缺口。 例5【解析】因为两个小环完全相同，它们的带电情况可以认为相同，令每环电荷电量为q ，既是小环，可视为点电荷。斥开后如图所示，取右面环B 为研究对象，且注意到同一条线上的拉力F 1大小相等，则右环受力情况如图，其中库仑斥力F 沿电荷连线向右，根据平衡条件： 竖直方向有 mg F =?30cos 1 ① 水平方向有 22 1130sin l kq F F F ==?+ ② 两式相除得 2 233kq mgl =，所以.32 k mgl q = 巩固练习 1.B C 2.D 3.C 4.A 5.B 6.C 7.C 8.②，7.5V/m 9.匀速圆周运动，1：4 10.1：3，1：3，1：3 11.解析：电场E 水平向右时，小球受力如右图1所示 ∴θtan mg qE =……① 电场E 逆时针转过β＝450时，小球受力如右图2所示，设绳子与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件得 mg T qE =+θβcos sin ……② θβsin cos T qE =……③ q 1 q 2 q 3 图2 图 T α qE T β qE θ 高中物理 【电场力的性质】典型题 1．关于电场力和电场强度，以下说法正确的是( ) A ．一点电荷分别处于电场中的A 、 B 两点，点电荷受到的电场力大，则该处场强小 B ．在电场中某点如果没有试探电荷，则电场力为零，电场强度也为零 C ．电场中某点场强为零，则试探电荷在该点受到的电场力也为零 D ．一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r 的球面上各点所受电场力相同 解析：选C ．一点电荷分别处于电场中的A 、B 两点，根据场强的定义式 E ＝F q 得知， 电荷受到的电场力大，则场强大，故选项A 错误；在电场中某点没有试探电荷时，电场力为零，但电场强度不一定为零，电场强度与试探电荷无关，由电场本身决定，故选项B 错误；电场中某点场强E 为零，由电场力公式F ＝qE 可知，试探电荷在该点受到的电场力也一定为零，故选项C 正确；一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r 的球面上各点所受电场力大小相等，但方向不同，所以电场力不同，故选项D 错误． 2．两个分别带有电荷量－Q 和＋5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r 2，则两球间库 仑力的大小为( ) A ．5F 16 B ．F 5 C ．4F 5 D ． 16F 5 解析：选D ．两球相距r 时，根据库仑定律F ＝k Q ·5Q r 2，两球接触后，带电荷量均为2Q ， 则F ′＝k 2Q ·2Q ??? ? r 22 ，由以上两式可解得F ′＝16F 5，选项D 正确． 3．(多选)如图所示，点电荷Q 固定，虚线是带电荷量为q 的微粒的运动轨迹，微粒的重力不计，a 、b 是轨迹上的两个点，b 离Q 较近．下列说法正确的是( ) A ．Q 一定是带正电荷，q 一定是带负电荷 B ．不管Q 带什么性质的电荷，a 点的场强一定比b 点的小 C ．微粒通过a 、b 两点时，加速度方向都是指向Q(完整)高中物理选修31期末测试题及答案(2),推荐文档
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