靜電場專題分類訓練

1、靜電場專題分類訓練（期末復習1）題型一：靜電平衡及應用1. 三種起電方式：.絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒失去電子帶 ，絲綢得到電子帶 ;毛皮摩擦硬橡膠棒，毛皮失去電子 ，硬橡膠棒得到電子帶 .摩擦起電和感應起電一樣，都是由 的移動引起的，并沒有產(chǎn)生新電荷.接觸起電的電荷分配方式： .如兩小球完全相同，則先 、后例：有A、B、C三個塑料小球，A和B, B和C, C和A間都是相互吸引的，如果 A帶正電，貝U （ ）.B球帶負電，C球帶正電D . B、C球都不帶電，在導體內(nèi)（如導體內(nèi)空腔）或表A. B、C球均帶負電BC. B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電2. 處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點：.整個導

2、體是一個 ，導體表面是一個面移動電荷時，電場力 .靜電荷只分布在導體表面，導體內(nèi)部沒有 ;導體表面，越尖銳的位置， 越大，凹陷的位置，幾乎沒有電荷.導體內(nèi)部的場強處處為 ;表面場強卻不為 ，表面任意一點的場強與表面%.例1:如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷 Q, 一表面絕緣的帶電的小球 （可視為質(zhì)點且不影響 Q的電場），從左 端以初速度vo滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運動到右端，在該運 動過程中（）A .小球做勻速直線運動B .小球做先減速，后加速運動C .小球的電勢能保持不變D .電場力對小球所做的功為零例2:一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電細桿M

3、N，如圖所示，金屬球上感應電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點的場強大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比（）A . Ea最大B . Eb最大C . Ec 最大D . Ea=Eb= Ec例3:如圖所示，一個帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開一小孔，有兩只帶正電的金屬球 B、C,用金屬導線連接，讓B球置于球殼A內(nèi)的空腔中， 與內(nèi)表面接觸后又提起，C球放置在A球殼外，待靜電平衡后正確的判斷是（A. B、C球都帶電B. B球不帶電，C球帶電C. 讓C球接地后，B球帶負電D. C球接地后，球殼 A的空腔中，場強為 03. 尖端放電：.空氣的電離：空氣中的帶電粒子在 的作用下發(fā)生劇烈運動， 使空氣分子的正

4、負電荷，這種現(xiàn)象就叫空氣的電離.尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的電場 ，使得空氣中的分子電離，而電離后那些所帶電荷與導體尖端的電性相反的的粒子，由于被吸引而奔向 ,與尖端上的電荷，這種現(xiàn)象就叫尖端放電4. 靜電屏蔽：外部電荷對內(nèi)部電荷 ;而內(nèi)部電荷卻對外部電荷 例：如圖所示，絕緣支架上有一個導體球殼，A、D是球殼外的兩點，B是球殼內(nèi)一點，C是球殼內(nèi)、外壁之間的一個點。如果在 B點放一個帶正電小球，則 C 點場強 ，D點場強 ，如果將球殼接地， C點場強，D點場強。若將帶正電小球移到 D點，球殼不接地，則C點場強 ，B點場強 ，A點場強 ，再將球殼接地后， C點場強，B點場強 ，A點場強

5、 （以上諸空均填 “為零”或“不為零”）。5 .驗電器和靜電計:（苴 /、，而使驗電器帶電有兩種方式 .接觸帶電：驗電器上面的金屬小球和下面的金屬箔片所帶電荷電性本質(zhì)是電荷的 ），而帶電體移走后，驗電器仍帶電 .感應起電：驗電器上面的金屬小球和下面的金屬箔片所帶電荷電性帶電體移走后，驗電器 .驗電器是用來檢驗帶電體是否帶電的；靜電計是用來測量靜電場中兩導體的 （即電壓）的，可以直接用導線連接兩所測導體，也可以通過接地來測量兩導體的電勢差題型二：庫侖定律及應用1 .三點電荷模型：.平衡模型：.三者在同一直線上.引入的第三個點電荷靠近 .兩端，中間 十,t例：如圖所示，A、B兩點相距0.2m，分別

6、放兩帶電小球，AOB電量分別為 Q=+1.2 X 10-6C、Q=-4.8 X 10-6，若引入第三個電荷 QC后三者均保持平衡，則第三 個電荷 Q帶 電；與球A相距m,帶電量為 C.動力學模型例1:如圖所示，質(zhì)量均為 m的三個帶電小球 A、B C放置在光滑絕緣的水平直槽上，AB間和BC間的距離均為 L.已知A球帶電量為 Q=8q, B球帶電量為 Q=q,若在C球上施加一個水 平向右的恒力F,恰好能使A、B C三個小球保持相對靜止，共同向右加速運動。求：拉力 F 的大??；（2） C球的帶電量 Q.ABC例2:在光滑絕緣水平面上固定A、B、C三個帶電*小球，質(zhì)量之比 ma：mb：mc=1：2:1

7、，同時釋放三個小球的 瞬間，A球加速度為2m/s2,向左；C球加速度為6m/s2，向右；求B球加速度大小和方向提示：.以A、B、C三球為研究對象易知，其合外力為0 .A、B、C三球的合外力等于 A、B、C三球各自合外力的矢量和2. 兩點電荷場強的疊加.兩點電荷的連線上，場強大小相等的點： .有點；.這兩點都靠近 .一處合場強為,另一處合場強為其中一個場強的 倍.若無限制條件，場強大小相等的點有 個，但仍靠近 :例：在x軸上A B兩處分別放有兩個點電荷，A處為Q,B處為+2Q,在x軸上某處,兩個電荷各自產(chǎn)生電場強度數(shù)值為Ea和Eb,則（）"一一 一，A. 在x軸上，Ea=Eb之點,只有

8、一處,該處合場強為0;B. 在x軸上，Ea=Eb之點有兩處,一處合場強為 0,另一處合場強為 2EaC. Ea=Eb之點共有三處,其中兩處合場強為 0；另一處合場強為2EaD.Ea=Eb之點有無窮處，且均靠近小電荷3. 點電荷模型.點電荷是一個理想模型，他有兩個條件：.帶電體的尺寸要 問題涉及的物理范圍的尺寸. 帶電體的電荷分布要 例1:兩帶電小球，半徑分別為 R、F2,帶電量分別為 Q、Q,兩者間距離為L,則： .若L>>兩球半徑R,則兩小球間的作用力F .若不滿足L>>R,但兩小球帶同種電荷，則兩小球間的作用力 .若不滿足L>>R,但兩小球帶異種電荷，則

9、兩小球間的作用力.巧用對稱法例2:如圖所示，一個半徑為R的絕緣球殼上均勻分布有總電荷量為+Q的電荷.另一個電荷量為+q的點電荷固定在該球殼的球心 0處?，F(xiàn)在從球殼最左端挖去一個半 徑為r （r<<R）的小圓孔，則此時位于球心處的點電荷所受庫侖力多大？題型三：勻強電場模型TiJ1 .求電勢：勻強電場中，同一方向上，距離 ，電勢差 !題9：如圖所示，A B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A B 丨IC三點的電勢分別為他 0 A= 15v , 0 B= 3v , 0 C= -3v，貝U 0 C=.2 .整體法已例：如圖1所示，甲、乙兩個帶電小球的質(zhì)量均為m所帶電量分別為 q和

10、-q，兩球間用絕緣細線連接，甲球又用絕緣細線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場，電場強度為E,平衡時細線都被拉緊，則平衡時小球的位置可能是圖1中的（）(A)(C)圖13.細線剪斷模型例1:如圖所示，在場強為E、方向豎直向下的勻強電場中，有兩個質(zhì)量均為 m的帶電小球，電荷量分別為+ 2q和一q,兩小球用長為L的絕緣細線相連，另 用絕緣細線系住帶正電的小球懸掛于0點而處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g,則剪斷下面細線的瞬間，帶正電小球的加速度為 ;帶負電小球的加速度為例2:如圖所示，質(zhì)量為m的小球用絕緣細線懸掛在 O點，放在勻強電場中，在圖示位置處于平衡狀態(tài)勻強電場場強的大小為E,方向

11、水平向右，那么小球的帶電性質(zhì)是 ，其帶電量 q =，此時，將細線剪斷，小球在電場中的運動軌跡是，小球的加速度為4 物體做直線運動的條件例：在勻強電場中，將一個帶電量為q，質(zhì)量為m的小球由靜止釋放，帶電小球的軌跡為一直線，該直線與豎直方向夾角為如圖A 最大值是 mgtan B/ qBC.唯一值是 mgtan 0/ qD5 圓周運動模型.勻速圓周運動模型5所示，那么勻強電場的場強大小為（ 最小值是 mgsin 0 / q同一方向上，可有不同的值.例：如圖所示，在方向向下的勻強電場中,一個帶負電的小球被絕緣細線拴住在豎直面內(nèi)做圓周運動A.小球可能做勻速圓周運動C.運動過程中，機械能守恒，則（）B.當

12、小球運動到最低點時D.當小球運動到最高點時,電勢能最大,電勢能最大（2）.禾I用向心力公式和動能定律求解例：如圖，半徑為R的光滑圓環(huán)，豎直置于場強為E的水平方向的勻強電場中，今有質(zhì)量為 m帶電量為+q的空心小球穿在環(huán)上，求當小球由 頂點A從靜止開始下滑到與圓心0等高的位置B時，小球?qū)Νh(huán)的壓力？6 電勢差與電場強度的關(guān)系例1:如圖所示，A B兩板間的勻強電場 E=1.2 X 108N/C，兩板相距5cm, P1離A板0.5cm , P2離B板0.5cm。若B板帶正電荷且接地，則 R點的電勢為 v, P2點的電勢為 v。若有一電荷q =-2X 10-6C從P1移到P2,電勢能（填“增加”或“減少”

13、）了J。例2 :圖中A、B、C三點都在勻強電場中。已知ACL BC, / ABC=60, BC=28m把一個q=10-5C的正電荷從A移到B,電場力做功為零；從 B移到C,電場力做功為 -1.73 X 10-3J，則該勻強電場的場強大小和方向是：A.865 V/ m,垂直 AC向左B.865 V/m,垂直 AC向右C.1000V/ m,垂直 ab斜向上D.1000V/m,垂直 ab斜向下例3:兩平行金屬板A、B相距d= 3cm ,接在電壓12V的電池組上，電池組的中點接地,1 .計算兩板間場強；2. 在距A板d'=1cm處，平行板面插入一塊薄金屬片C,若c板不接地, 計算AC CB兩區(qū)

14、域的場強及 AC CB間電勢差3. 若c板接地，計算 AC CB兩區(qū)域的場強及 AC CB間電勢差例4:如圖所示，A、B、C為一等邊三角形的三個頂點，某勻強電場的電場線平行于該三角形平面，現(xiàn)將電荷量為10-8C的正點電荷從 A點移到B點,電場力做功為3XlO-6J，將另一電荷量為10-8C的負點電荷從A點移到C點，克服電場力做功3X 10-6J.（1）求電場線的方向及UB、Uac、UBc的值. 若AB邊長為2 ；3cm,求電場強度.題型四：非勻強電場模型1.等量同種電荷及等量異種電荷的電場.等量同種電荷： 其電場線上下、左右 ，且離電荷越近場強 .兩點電荷的連線上，中點的場強最 ，為 .兩點電

15、荷的中垂線上，由中心點到無窮遠處，場強 .兩點電荷的中垂線不是等勢線，由中心點到無窮遠處，電勢變 例：如圖所示，P、Q是電量相等的兩個正電荷，它們的連線中點是B是PQ連線的中垂線上的兩點， OA< OB 兩點的場強和電勢，則（）A.Ea 一定大于Eb,$ a 一定大于$ B C. Ex一定大于Eb,$ a不一定大于$（2）.等量異種電荷：.B.Eb D.Eo, A用Ea、Eb、$ a、$ b分別表示A、BA不一定大于 Eb,$ A 定大于$ BA不一定大于Eb,$ A不一定大于$ B©P. 例： 用 Eo、Ep、其電場線上下、左右 ,兩點電荷的連線上，中點場強最 兩點電荷的中垂

16、線上，由中心點到無窮遠處，場強變 兩點電荷的中垂線是等勢線，且電勢為 如圖所示，o為兩個等量異號點電荷連線中點，p為連線中垂線上的任意一點,$ 6$且離電荷越近場強_，但并不為分別p表示O P兩點的場強和電勢，則( Eo> EpB. $ o=$Eo> EpD.$ o>$ p,)p, Eo> EpEo= EpA. $ o>$C. $ o<$ p,2 能量守恒問題例：圖中，虛線表示電場中的等勢面，相鄰兩等勢面間的電 勢差相等，有一帶正電的粒子在電場中運動，軌跡如圖中實線所示。不計 重力，粒子在a點時的動能為20ev，運動到b點時，動能為2ev, 為零勢能點，則粒

17、子的電勢能為一6ev時，它的動能為（）A. 16ev B. 14ev C. 6ev D. 4ev3 帶電粒子在電場中的軌跡P,D.01I取c點例1:帶電粒子在電場中的軌跡如圖中實線所示，圖中未標明方向的一組虛線為等勢線, ）則下列說法正確的判斷是（A. a點動能較大BC. a點的場強大于b點的場強例2:在點電荷Q的電場中， 個等勢面，則下列判斷中正確的是b點電勢能較小a點的電勢高于 b點的電勢（帶正電）通過時的軌跡如圖實線所示,A. Q可能為正電荷，也可能為負電荷 C.a粒子經(jīng)過兩等勢面的動能D 一個a粒子（）.B .運動中.粒子總是克服電場力做功Eka> Ekb D.a粒子在兩等勢面上

18、的電勢能Epa> Epb題型五：電容器模型1 電容器參量的變化例1:如圖所示 平行板電容器經(jīng)開關(guān) S與電源連接，S閉合一段時間后 斷開，a處固定一帶電量很小的正點電荷，0 a表示a點電勢，F(xiàn)a表示點電荷受的電場力，&a表示在a點的電勢能，現(xiàn)將電容器B板向下移動一小段距離使板間距離增大，則（）A. 0 a變小，F(xiàn)a變大,Epa變小B.0a變大，F(xiàn)a不變，Epa變大C. 0 a不變，F(xiàn)a變小，Epa不變D.0a不變，F(xiàn)a不變，Epa不變例2:如圖所示，兩板間距為d的平行板電容器與電源連接，電鍵x閉合。電容器兩板間有一質(zhì)量為 m帶電量為q的微粒靜止不動。下列各敘述中正 確的是：A. 微

19、粒帶的是正電B. 電源電動勢大小為 mgd/qC. 斷開電鍵k,微粒將向下做加速運動D. 保持電鍵k閉合，把電容器兩板距離增大，微粒將向下做加速運動E2例3:上題中，如在線路中串一個二極管，請分析上極板上下移動時微粒的運動情況2 含容電路的分析例：在如圖所示的電路中，電源的電動勢 E=3.0V,內(nèi)阻r=1.0;電阻 Ri=10 , Rz=10 , R3=30 , R4=35 ;電容器的電容 C=100 口 F。 電容器原來不帶電。求接通電鍵 S后流過F4的總電量。題型六：電場力做功問題1 .利用動力學知識求解例：在與x軸平行的勻強電場中，一帶電量為 1.0 x lO-3C，質(zhì)量為2.0 x l

20、O-3 kg的物體在光 滑水平面上沿著x軸作直線運動，其位移與時間的關(guān)系是 x = 0.16t - 0.02t 2,式中x以米為 單位，t以秒為單位。而從開始運動到5s末物體所經(jīng)過的路程為多少？克服電場力做功為多少？2利用電勢能的變化或電勢差求解例：一平行板電容器的電容為 C,兩板間的距離為 d,帶電量為Q,兩個帶異號電荷的小球 用一絕緣剛性桿相連，其電量分別為+q和-q，桿長為L （ L v d）?，F(xiàn)將它們從無窮遠處移到電容器的兩板之間，并處于圖示的靜止狀態(tài)（桿與板面垂直）。在此過程中，電場力對兩個小球 所做總功的大小等于多少？（設兩球移動過程中極板上電荷分布情況不變）O-q3.利用動能定律

21、求解例1: 一個帶正電的質(zhì)點，電量q=2.0 x I0-9,在靜電場中由a點移到b點，在這過程中，除55電場力外，其他力作的功為6.0 x I0，質(zhì)點的動能增加了8.0 x I0，貝U ab兩點間的電勢差為多少？例2:如圖所示：傾角為300的直角三角形的底邊 BC長為2L,底 邊處在水平位置，斜邊AC為光滑絕緣導軌?，F(xiàn)在底邊中點 0處方一正 點電荷Q,讓一個帶正電的小球從斜面頂端 A滑下（始終不脫離導軌）， 已測得它滑到底端 C點時的速度大小為 v,加速度大小為a,求它滑到 斜邊的垂足D處的速度和加速度的大小。型七：帶電粒子在電場中的運動1 .帶電粒子的偏轉(zhuǎn)例1:如圖所示，相距為 0.2m的平行金屬板 A B上加電壓 U=40V,在兩板正中沿水平方向射入一帶負電小球，經(jīng)0.2s小球到達B板，若要小球始終沿水平方向運動而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A、B兩板間的距離應調(diào)節(jié)為多少？ （ g取10