電場力的性質(zhì)

1、電場力的性質(zhì)1.對電場強(qiáng)度的理解關(guān)于電場強(qiáng)度的概念，下列說法正確的是()A.由E=q-可知，某電場的場強(qiáng) E與q成反比，與F成正比B.正、負(fù)試探電荷在電場中同一點(diǎn)受到的電場力方向相反，所以某一點(diǎn)場強(qiáng)方向與放 入試探電荷的正負(fù)有關(guān)C.電場中某一點(diǎn)的場強(qiáng)與放入該點(diǎn)的試探電荷的正負(fù)無關(guān)D.電場中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí)，該點(diǎn)場強(qiáng)等于零 答案 C2 .電場強(qiáng)度的矢量合成在如圖所示的四個(gè)電場中，均有相互對稱分布的a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電勢和場強(qiáng)都相同的是()答案 C3 .對電場線性質(zhì)和特點(diǎn)的理解 以下關(guān)于電場和電場線的說法中正確的是()A.電場、電場線都是客觀存在的物質(zhì)，因此電場線不僅能在空間相交，也能

2、相切B.在電場中，凡是電場線通過的點(diǎn)，場強(qiáng)不為零，不畫電場線區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)場強(qiáng)為零C.同一試探電荷在電場線密集的地方所受電場力大D.電場線是人們假想的，用以形象表示電場的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在答案 CD4.應(yīng)用電場線分析電場性質(zhì) 如圖是某靜電場的一部分電場線分布情況，下列說法中正確的是()A.這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場B. A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于 B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C. A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不相同D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力的方向沿B點(diǎn)切線方向答案 BC、電場強(qiáng)度1 .靜電場(1)電場是存在于電荷周圍的一種物質(zhì)，靜電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場.(2)電荷間的相互作用是通過 電場實(shí)現(xiàn)的.電場的基本性質(zhì)

3、是對放入其中的電荷有 力的作2 .電場強(qiáng)度(1)物理意義：表示電場的 強(qiáng)弱_和五瓦.(2)定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)(3)定義式： E=.(4)標(biāo)矢性：電場強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向, 電場強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則.二、電場線1 .定義：為了直觀形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱必出，在電場中畫出一系列的曲線, 使曲線上各點(diǎn)的切線互向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方面而線而疏密表正曳場強(qiáng)度的大小.2 .特點(diǎn)：(1)電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)處出發(fā),終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)處;(2)電場線在電場中不相交；(3)在同一電場里，電場線

4、越 餐的地方場強(qiáng)越 火；(4)電場線上某點(diǎn)的 切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向；沿電場線方向 電勢逐漸降低：(6)電場線和等勢面在相交處互相垂直句妣電場5.電場線與帶電粒子軌跡問題分析 如圖所示，圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn) 生的電場線，虛線是某帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可以作出的正確判斷是()A.帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大答案 BCD6 .帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)分析 一負(fù)電荷從電場中的 A點(diǎn)由靜止釋放，

5、只受電場力作用, 沿電場線運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的速度 一時(shí)間圖象如圖4所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場 線分布情況可能是下列圖中的( )答案 C解答電場線與粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問題的方法:1 .由軌跡彎曲方向判斷電場力的方向.2 .由電場線的疏密判斷加速度的大小.3 .根據(jù)動(dòng)能定理分析速度的大小 .考點(diǎn)一電場強(qiáng)度的疊加與計(jì)算1 .場強(qiáng)的公式F適用于任何電場E = 一q與檢驗(yàn)電荷是否存在無關(guān)三個(gè)公式 E=krr適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場Q為場源電荷的電荷量適用于勻強(qiáng)電場U為兩點(diǎn)間的電勢差，d為沿電場方向兩點(diǎn)間的距離2 .電場的疊加(1)電場疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場

6、強(qiáng) 度的矢量和.(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則.1在電場弓II度為E的勻強(qiáng)電場中，取 。點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在 O點(diǎn)固定一電荷量為+ Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直 的兩條直線和圓周的交點(diǎn).當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷+ q放在d點(diǎn)恰好平衡(如圖5所示，不計(jì)重力).問：(1)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度 E的大小、方向如何？(2)檢驗(yàn)電荷+ q放在點(diǎn)c時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？(3)檢驗(yàn)電荷+ q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何?解析(1)對檢驗(yàn)電荷受力分析如圖所示，由題意可知：QqFi=堂F2= qE由 Fi=F2,即 qE= k2q,解得E= kQ勻強(qiáng)電場方向沿db方向.(2)由圖知，檢驗(yàn)電荷

7、放在 c點(diǎn)時(shí)：Ec=，Ei2+E2 = V2E = V2kQ5所以 Fc=qEc= ，2kQq方向與ac方向成45角斜向左下.(3)由圖知，檢驗(yàn)電荷放在 b點(diǎn)時(shí)：QEb= E2+E=2E=2k所以 Fb = qEb= 22,方向沿db方向.答案(1)日方向沿db方向 r(2) ；2犁 方向與ac成45角斜向左下(3)2kQ2q方向沿db方向電場疊加問題的求解方法：1 .確定要分析計(jì)算的位置；2 .分析該處存在幾個(gè)分電場，先計(jì)算出各個(gè)分電場電場強(qiáng)度的大小，判斷其方向;3 .利用平行四邊形定則作出矢量圖，根據(jù)矢量圖求解.1AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O.將電荷量分別為+ q和一q的兩

8、點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對稱且距離等于圓的半徑，如圖6所示.要使圓心處的電場強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q,則該點(diǎn)電荷Q ()A.應(yīng)放在A點(diǎn)，Q=2qB.應(yīng)放在B點(diǎn)，Q=- 2qC.應(yīng)放在C點(diǎn)，Q=-qD.應(yīng)放在D點(diǎn)，Q = -q答案 C考點(diǎn)二 兩個(gè)等量點(diǎn)電荷電場的分布特點(diǎn)1 .電場線的作用(1)表示場強(qiáng)的方向電場線上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致.(2)比較場強(qiáng)的大小電場線的疏密程度反映了場強(qiáng)的大小，即電場的強(qiáng)弱.同一幅圖中，電場線越密的地方 場強(qiáng)越大，電場線越疏的地方場強(qiáng)越小.判斷電勢的高低在靜電場中，順著電場線的方向電勢越來越低.深化拓展：一般情況下，帶電粒子在

9、電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會與電場線重合,以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會重合：(1)電場線為直線；(2)電荷初速度為零或速度方向與電場線平行；(3)電荷僅受電場力或所受其他力的合力的方向與電場線平行.2 .等量點(diǎn)電荷的電場線比較：比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖連線中點(diǎn)。處的場強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的場強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小，冉變大沿連線先變小，冉變大沿中垂線由。點(diǎn)向外場強(qiáng)大小。點(diǎn)最大，向外逐漸減小。點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于。點(diǎn)對稱的A與A、B與B的場強(qiáng)等大同向等大反向只有同時(shí)滿足2如圖所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷+ Q和一Q, c是線段ab的中點(diǎn)，d是a

10、c的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一 點(diǎn)，將一個(gè)正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場力分別為Fd、Fc、Fe,則下列說法中正確的是 （）A. Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B. Fd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上短也C. Fd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c=00D. Fd、Fc、Fe的大小都相等o dcb解析 根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，等量異種點(diǎn)電荷連線及中垂線上的電場7線分布如圖所示，d、c、e三點(diǎn)場強(qiáng)方向都是水平向右，正點(diǎn)電荷在*各點(diǎn)受電場力方向與場弓II方向相同可得到A正確，B、C錯(cuò)誤；連 一，線上場強(qiáng)由A到B先減小后增大，中垂線上由。到無窮遠(yuǎn)處逐漸減.-小，因此。點(diǎn)場強(qiáng)是連線上

11、最小的（但不為0）,是中垂線上最大的，故FdFcFe,故D錯(cuò)誤. 答案 A2量正點(diǎn)電荷，O為它們連線的中點(diǎn)， Eb分別表示這三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，用a、如圖8所示，Qi、Q2是真空中的兩個(gè)等b是位于其連線的中垂線上的兩點(diǎn)，現(xiàn)用Eo、Ea、歸、8、()b分別表示這三點(diǎn)的電勢高低，則A .B.C.D.（）Eo= Ea= EbEoV Ea Eb歸 姻 他（）O =（|a =（|）b.r匕”Qi r QiIII答案 C解析中垂線上場強(qiáng)的方向是從Eo= 0,從O點(diǎn)到兩邊無窮遠(yuǎn), 不確定；只有C正確.O開始，沿中垂線指向兩邊.故 必 加；場強(qiáng)大小E先增后減，峰值E的位置不確定，故Ea與Eb的大小也帶電體的力

12、電綜合問題的分析方法1 .基本思路：2 .運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況(1)物體靜止(保持)：F合=0.(2)做直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)合=0.變速直線 運(yùn)動(dòng):F合W0,且F合與速度方向 共線.(3)做曲線運(yùn)動(dòng)：F合W0, F合與速度方向不在一條直線上，總指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹的一側(cè).(4)F合與v的夾角為 加速運(yùn)動(dòng)：0 v ”90 減速運(yùn)動(dòng)：90 0）和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為l,兩電荷連線上電場強(qiáng)度E與x的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（）A . q20 且 q1 = q2p8 - q20 且 q1q2%D. q20 且 q1|q2|I ：|答案 A?題組3等量點(diǎn)電荷電場特點(diǎn)分析8 .如圖所示，兩

13、個(gè)帶等量正電荷的小球 A、B（可視為點(diǎn)電荷），被固定在光滑的絕緣水平面 上.P、N是小球連線的中垂線上的兩點(diǎn)，且 PO= ON.現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶負(fù)電的小球C（可視為質(zhì)點(diǎn)）,由P點(diǎn)靜止釋放，在小球 C向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，下列關(guān)于小球 C的速度、加速度的圖象中，可能正確的是()強(qiáng)大小，下列說法中正確的是A.唯一值是B.最大值是C.最小值是mgtan 0qmgtan 0qmgsin 0qD.不可能是答案 Cmgq答案 BC9 .用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的強(qiáng)弱.如圖7甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點(diǎn)：O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩

14、點(diǎn)，B、C和A、D也相對O對稱.則（）A. B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同 B. A、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向相反 C. E、0、F三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場強(qiáng)最強(qiáng) D. B、0、C三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場強(qiáng)最弱答案 ACDI二?題組4應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn)分析帶電體的運(yùn)動(dòng)問題10 .在勻強(qiáng)電場中，有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電小球靜止在 0點(diǎn)，然后從0點(diǎn)自由釋放，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，直線與豎直方向的夾角為0,如圖，那么關(guān)于勻強(qiáng)電場的場勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小； （2）小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力.11 .一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為 m,帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中, 如圖所示，絲線與豎直方向成

15、37。角，現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)樨Q直向下且大小不變，不考慮因電場的改變而帶來的其他影響（重力加速度為g, cos 37 =0.8, sin 37 =0.6）,求：答案34mg （2）29mg解析（1）小球靜止在電場中的受力分析如圖所示：顯然小球帶正電，由平衡條件得：mgtan 37 = Eq坨匚3mg故用4q(2)電場方向變成豎直向下后，小球開始做圓周運(yùn)動(dòng)，重力、電場力對小球做正功.12小球由靜止位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得:(mg+ qE)l(1 cos 37 )= -mv2由圓周運(yùn)動(dòng)知識，在最低點(diǎn)時(shí)，v2F 向=Ft(mg+qE)= m-p49聯(lián)立以上各式，解得：FT = 40mg.1

16、2 .如圖所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為 R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口 B、C的 連線水平.質(zhì)量為 m的帶正電小球從 B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R. 從小球(小球直徑小于細(xì)圓管直徑 )進(jìn)入管口開始，整個(gè)空間中突然加上一個(gè)斜向左上方的勻大小與重力相等，結(jié)果小球從管口C處離開圓管后，又能經(jīng)過A點(diǎn).設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量沒有改變，重力加速度為g,求:(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)小球受到的電場力大?。?3)小球經(jīng)過管口 C處時(shí)對圓管壁的壓力.答案 (1)J8gR (2)V2mg (3)3mg,方向水平向右解析(1)小球從開始自由下落至到達(dá)管口1 c mg 4R=2mv層 到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為(2)設(shè)電場力的豎直分力為 Fy,水平分力為1 C 1中，由動(dòng)能定理得：一Fx2R=2mv(2-2mB的過程中機(jī)械能守恒，故有:vB=48gRFx,則Fy=mg,小球從B運(yùn)動(dòng)