1.4_電場中的導(dǎo)體學(xué)案及答案

1、第一章 靜電場 1.4電場中的導(dǎo)體學(xué)案及答案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 知道場強(qiáng)疊加原理，會應(yīng)用它進(jìn)行簡單的計算。2 知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因。3 知道靜電平衡狀態(tài)，并且知道靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外外表上。4 知道靜電屏蔽及其實(shí)際應(yīng)用。5 學(xué)習(xí)科學(xué)家為科學(xué)勇于獻(xiàn)身的科學(xué)精神，有將科學(xué)效勞于人類的意識?！局R掃描】場強(qiáng)疊加原理1.場強(qiáng)疊加原理：如果幾個點(diǎn)電荷同時存在， 電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于這幾個點(diǎn)電荷各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的 電場強(qiáng)度的 ?？筛鶕?jù)場強(qiáng)的定義和庫侖力的可疊加性進(jìn)行證明。2 場強(qiáng)的疊加遵從 3有形狀的帶電體非點(diǎn)電荷電場的計算：如果帶電體上的電荷分布，就可以根據(jù)與，求出電

2、場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度。由上述理論，特殊地，一孤立的均勻帶電金屬球或球殼在其外部產(chǎn)生的電場與 的電場相同。4電場是一種特殊形態(tài)的 ，它具有可 性，即幾個電場可以同時存在于一個空間，這是電場與平常所說的實(shí)體物質(zhì)的一重要區(qū)別。【例題精析】一、同一直線上場強(qiáng)的疊加例1.在真空中，帶電量均為 Q的兩點(diǎn)電荷A、B相距為L。1 如兩電荷為等量同種電荷，均帶負(fù)電，求兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)C的場強(qiáng)；2 如兩電荷為等量異種電荷，A帶正電，B帶負(fù)電，求兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn) D的場強(qiáng)。、不在一條直線上的場強(qiáng)疊加例2.在真空中，帶電量均為 Q的兩點(diǎn)電荷A、B相距為L。1 如兩電荷為等量同種電荷，均帶正電，求到兩點(diǎn)電荷距離均為L的點(diǎn)

3、D的場強(qiáng)。2 如兩電荷為等量異種電荷，A帶正電，B帶負(fù)電，求到兩點(diǎn)電荷距離均為L的點(diǎn)C的場強(qiáng);三、有形狀帶電體非點(diǎn)電荷電場的計算真空點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式與場強(qiáng)疊加原理的綜合例3帶電金屬球殼均勻帶電圓環(huán)半徑R，帶電量一Q。今在其上剪去極短一段圓弧P,長L<<R。求剩余圓環(huán)在圓心0處產(chǎn)生的場強(qiáng)。例4 .一均勻球體半徑為 R，從中挖去一球體，如下圖。假設(shè)剩余局部均勻帶有正電荷，電荷體密度單 位體積帶有的電量為 q。求離球心0點(diǎn)為2R的點(diǎn)P處的場強(qiáng)。一* 1,0)【根底訓(xùn)練】1正電荷Q位于如下圖的坐標(biāo)原點(diǎn)，另一負(fù)電荷一 2Q放在何處才能使 P (1,0)點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零 A .位于x軸上，x&g

4、t;1B.位于x軸上，x<0C .位于x軸上，0<x<1D.可以不在 x軸上2.如圖，A、B、C三點(diǎn)為一直角三角形的三個頂點(diǎn)，/B = 30°,現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)放置兩點(diǎn)電荷 qA、qB，測得C點(diǎn)場強(qiáng)的方向與 AB平行， 貝H qA 帶電，qA : qB=3. 圖中a、b是兩個點(diǎn)電荷，它們的電量分別為 1 連線的中垂線，P是中垂線上的一點(diǎn)。以下哪中情況能使 左側(cè)？()A . Q1、Q2都是正電荷，且 Q1<Q2B . Q1是正電荷，Q2是負(fù)電荷，且 Q1>|Q2|C. Q1是負(fù)電荷，Q2是正電荷，且|Q1 |<Q2D . Q1、Q2都是負(fù)電荷，且|Q1

5、|>|Q2|4. 如圖，帶電量為+ q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距通過板的幾何中心。假設(shè)圖中a點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為 ，方向_。 b點(diǎn)實(shí)際場強(qiáng)為力常量為k)5. 在x軸上有兩個點(diǎn)電荷，一個帶正電荷和E2分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)的人小，那么在軸上：A . Ei=E2之點(diǎn)只有一處，該處合場強(qiáng)為零B . Ei=E2之點(diǎn)共有兩處，一處合場強(qiáng)為零，另一處合場強(qiáng)為C . Ei=E2之點(diǎn)共有三處，其中兩處合場強(qiáng)為零，另一處合場強(qiáng)為D . Ei=E2之點(diǎn)共有三處，其中一處合場強(qiáng)為零，另兩處合場強(qiáng)為6 .如圖，位置固定的電荷 A、B,其電荷量分別為+ Q、+

6、 4Q, 求它們連線中點(diǎn) C的場強(qiáng)； 求場強(qiáng)為零的點(diǎn)d的位置；q_女口 B為負(fù)電荷，其它均不變，求場強(qiáng)為零的點(diǎn)P的位置。如引入一個試探電荷 D,那么D在何處能夠保持平衡？ D的電量和電性有何特點(diǎn)?Qi、Q2, MN 是 abP點(diǎn)場強(qiáng)方向指向MN的2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線b點(diǎn)(靜電Q1, 一個帶負(fù)電荷-Q2, Q1=2Q2，用Ei (2E2E2E2相距為r。(1)(2)(3)(4)4q(1) 定性分析，等量異種電荷連線及中垂線上的場強(qiáng)分布。(2) 定性分析，等量同種電荷連線及中垂線上的場強(qiáng)分布(正、負(fù)電荷分別討論)【綜合提升】1關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的選項(xiàng)是A.B .C.D.2 .如圖處的場

7、強(qiáng)，貝U ( )只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷 體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷 點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷 兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理 1所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，)Ea、Eb表示A、B兩0點(diǎn)為圓心的同7. M、場線從A.B.C.D.N是一條電場線上的兩點(diǎn)。在M點(diǎn)由靜止釋放一個 a粒子帶正電，粒子僅在電場力的作用，沿著電M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)。粒子的速度隨時間變化的規(guī)律如下圖。以下判斷正確的選項(xiàng)是該電場可能是勻強(qiáng)電場M點(diǎn)到N點(diǎn)，a粒子的動能逐漸增大a粒子在M點(diǎn)所受電場力大于在 N點(diǎn)所受電場力M點(diǎn)的加速度小于 N點(diǎn)

8、的加速度A . A、B兩處的場強(qiáng)方向相同B .因?yàn)锳、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以Ea= EbC .電場線從A指向B,所以Ea > EbD .不知A、B附近電場線的分布情況，Ea、Eb的大小不能確定3 .以下關(guān)于電場強(qiáng)度的表達(dá)正確的選項(xiàng)是A .電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場力B .電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與該點(diǎn)檢驗(yàn)電荷所受的電場力成正比C .電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向D .電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與該點(diǎn)有無檢驗(yàn)電荷無關(guān)4 .下面說法中錯誤的選項(xiàng)是：A .在一個以點(diǎn)電荷 Q為中心，r為半徑的球面上，各處的電場強(qiáng)度相同B .在點(diǎn)電荷Q的電場中的某一點(diǎn)，放

9、入帶電量為 q的另一點(diǎn)電荷，貝U q受到的電場力為kQq，該點(diǎn)的電r場強(qiáng)度為k-Q2rC .電場強(qiáng)度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，它僅由電場自身決定D .點(diǎn)電荷在電場中所受到的電場力的大小和方向，除了和電場有關(guān)外，還與該點(diǎn)電荷所帶電量和性質(zhì)有關(guān)5. 如圖12中是一簇未標(biāo)明方向、由單一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌 跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，假設(shè)帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可判斷出該帶電粒子A電性與場源電荷的電性相同B 在a、b兩點(diǎn)所受電場力大小 Fa>FbC在a、b兩點(diǎn)時速度大小Va>VbD 在a、b兩點(diǎn)的加速度大小 aa ab6. 一帶電

10、粒子射入固定在0點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場中，粒子軌跡如圖虛線心圓弧，不計重力，可以判斷A .粒子受到靜電排斥力的作用B .粒子速度VbVaC .粒子動能EkaEkcD .粒子aa ab【自助餐】8.如下圖，三個點(diǎn)電荷 ql, q2, q3固定在一條直線上，q2與q3的距離為qi與q2的距離的2倍，每個電荷所受第3頁共5頁靜電力的合力均為零。由此可以判定，三個電荷的電量之比qi:q2：q3可能為：A.-94-36B.9:4:36C.-32-6D.3:2:69如所示，豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣兩個帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面，且處于同一豎直平面內(nèi)，假設(shè)用圖示方向的水平推力 F作用于小球B ,那么兩球靜止于圖示位置. 如果將小球向左推動少許，并待兩球重新到達(dá)平衡時，跟原來相比A .兩小球間距離將增大，推力F將增大B .兩小球間距離將增大，推力F將減小C .兩小球間距離將減小，推力F將增大D .兩小球間距離將減小，推力F將減小10.有兩個帶有等量異種電荷的小球，用絕緣細(xì)線相連后懸起，并置于水平方向勻強(qiáng)電場中.當(dāng)兩小球都處于平 衡時其可能位置是圖中的哪一個？答案例題:CEb8