靜電場之力學(xué)特點(diǎn)

1、課時(shí)一、靜電場之力學(xué)特點(diǎn)【典型內(nèi)容】1.幾種典型電場的電場線(如下圖)2三個(gè)場強(qiáng)公式的比擬、表達(dá)式X比擬F E=-qE=翠E七公式意義電場強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷決定式勻強(qiáng)電場中E與U關(guān)系式適用范圍任何電場真空點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場決定電場本身決定，與場源電荷Q和場源電荷電場本身決定，d為兩點(diǎn)因素檢驗(yàn)電荷q無關(guān)到該點(diǎn)的距離r共同決定沿場強(qiáng)方向的距離相同點(diǎn)矢量，單位：1 N/C = 1 V/m3.電場的疊加(1)場強(qiáng)是矢量，遵守矢量合成的平行四邊形定那么，當(dāng)空間有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在時(shí), 某點(diǎn)的場強(qiáng)，是各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)的矢量和。兩個(gè)等量點(diǎn)電荷連線及中垂線上場強(qiáng)的比擬比擬等量異種點(diǎn)電荷等量冋種

2、點(diǎn)電荷電場線分布圖1連線中點(diǎn)0處的場強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的場強(qiáng)大小沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由0點(diǎn)向外場強(qiáng)大小0點(diǎn)最大，向外逐漸減小0點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于0點(diǎn)對稱的A與A', B與B'的場強(qiáng)特點(diǎn)等大同向等大反向4.對電場線的理解(1)不閉合：靜電場的電場線起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn))終止于無窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)，即靜電場的電場線不閉合。不中斷、不相交：在沒有電荷的空間，電場線不中斷，兩條電場線也不能相交，這 是因?yàn)殡妶鲋械哪骋稽c(diǎn)，電場強(qiáng)度只有一個(gè)方向。(3)不是運(yùn)動(dòng)軌跡：只有當(dāng)電場線為直線，電荷初速度為零或初速度平行于電場線，電荷所 受合力與電

3、場線平行時(shí)，電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場線平行?！镜湫屠}】例1如下圖，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，0點(diǎn)為半圓弧的圓心，/ MOP = 60°電荷量相等、符號相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分 別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)0點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為 Ei；假設(shè)將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，那么0點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)?E2, Ei與E2之比為()A. 1 : 2B. 2 : 1C. 2 : .3D. 4 : .3例2在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，取 0點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周， 在0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(如下圖，不 計(jì)重

4、力)。問：(1) 勻強(qiáng)電場場強(qiáng)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?檢驗(yàn)電荷+ q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何?例3如下圖，在真空中一條豎直向下的電場線上有a、b兩點(diǎn)。一帶電質(zhì)點(diǎn)在a處由靜止釋放后沿電場線向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。那么下面說法正確的選項(xiàng)是A .該帶電質(zhì)點(diǎn)一定帶正電B .該帶電質(zhì)點(diǎn)一定帶負(fù)電詁C. a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于 b點(diǎn)的電場強(qiáng)度D .質(zhì)點(diǎn)在b點(diǎn)所受到的合力一定為零例4 A、B是一條電場線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在靜電力作用下以一"a定的初速度從 A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)，其速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如下圖。

5、那么此電 場的電場線分布可能是圖中的 XI)離豎直方向的角度為0,假設(shè)兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為qi和q2,30。和45 °那么嚴(yán)為1C. 2,33. 3【限時(shí)練習(xí)】40分鐘1如下圖，一帶正電、電荷量為q的點(diǎn)電荷與均勻帶電的正三角 形薄板相距2d,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。假設(shè)圖中a點(diǎn)處的合電場強(qiáng)度為零，正確應(yīng)用等效和對稱的思維方法求出帶電薄板與點(diǎn)電荷在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度大小為靜電力常量為kkqB.d210kq° 9d22 一負(fù)電荷從電場中 A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運(yùn)動(dòng)到 點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的v-1圖象如下圖。那么A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場線分布

6、情況可能是圖中的例5如下圖，懸掛在 O點(diǎn)的一根不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電 荷量不變的小球 A。在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球懸線偏當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)0的正下方并與 A在同一水平線上 A處于受力平衡時(shí),ABCD3在光滑絕緣的水平地面上放置著四個(gè)相同的金屬小球，小球A、B、C位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，小球D位于三角形的中心，如下圖。1A.3B.D. ,；34.一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c,質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場強(qiáng)度E的方向，圖中可能正確的選項(xiàng)是虛線是曲線在b點(diǎn)的切線A.B.C!>.現(xiàn)讓小球A、B、C帶等量的正電荷 Q,讓小球D帶負(fù)電荷q，

7、使四個(gè)小 球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么 Q與q的比值為5. ab是長為I的均勻帶電細(xì)桿，Pi、P2是位于ab所在直線上的兩 點(diǎn)，位置如下圖。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在 Pi處的場強(qiáng)大小為 Ei,在P2處的場強(qiáng)大小為 E2,那么以下說法正確的選項(xiàng)是 A .兩處的電場方向相同，Ei>E2B .兩處的電場方向相反，Ei>E2C .兩處的電場方向相同，Ei<E2D .兩處的電場方向相反，Ei<E26如下圖，有兩個(gè)完全相同的帶電金屬球A、B，B固定在絕緣地板上。A在離B高H的正上方由靜止釋放。 與B正碰后回跳高度為 h，設(shè)整個(gè)過 程只有重力、彈力和庫侖力，且兩球相碰時(shí)無能量損失，那么A

8、.假設(shè)A、B帶等量同種電荷，h>HB .假設(shè)A、B帶等量同種電荷，h= HC .假設(shè)A、B帶等量異種電荷，h>HD .假設(shè)A、B帶等量異種電荷，h= H7 .有兩個(gè)完全相同的小球 A、B，質(zhì)量均為m，帶等量異種電荷, 其中A帶電荷量為+ q，B帶電荷量為一q?，F(xiàn)用兩長度均為L、間加上一個(gè)方向水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場。如下圖，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧位于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角為0= 60°那么彈簧的彈力為靜電力常量為k,重力加速度為gA.kq2L2B.fmg+ 巻D*g +Eq8.三個(gè)相同的金屬小球 1、2、3分別置于絕緣支架上， 各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。

9、 球1的帶電荷量為 q,球2的帶電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn)，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為 F?，F(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為 F，方向不變。由此可知A . n = 3B. n = 4C. n = 5D . n= 69如下圖，兩質(zhì)量均為 m的小球A和B分別帶有+ q和一q的電量，被絕緣 細(xì)線懸掛，兩球間的庫侖引力小于球的重力mg?，F(xiàn)加上一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場，待兩小球再次保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是A .懸線0A向右偏，0A中的張力大于 2mgB 懸線0A向左偏，0A中的張力大于2mgC 懸線0A不發(fā)生偏離，0A中

10、的張力等于2mgD .懸線AB向左偏，AB線的張力比不加電場時(shí)要大10如圖，在水平面上的箱子內(nèi)，帶異種電荷的小球 a、b用絕緣細(xì)線分 別系于上、下兩邊，處于靜止?fàn)顟B(tài)。地面受到的壓力為Fn，球b所受細(xì)線的拉力為F。剪斷連接球b的細(xì)線后，在球 b上升過程中地面受到的壓力A .小于F nB .等于FnC .等于Fn + FD .大于Fn + F11. 如下圖，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為+ Q的物體A和BA、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，它們間的距離為r，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為仏求：1A受的摩擦力為多大？-V' AJS2如果將A的電荷量增至+ 4Q ,兩物體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí)，A、B各運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)距離？12. 如下圖，有一水平向左的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E= 1.25X 104 N/C, 根長L= 1.5 m、與水平方向的夾角 0= 37°勺光滑絕緣細(xì)直桿 MN固定在電場中，桿的下端M固定一個(gè)帶電小 球A,電荷量Q = + 4.5 XIO 6 C;另一帶電小球 B穿在桿上可自由滑動(dòng)，電荷量q = + 1.0 XIO一6 C,質(zhì)量m = 1.0X102 kg。現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球 B開始運(yùn)動(dòng)。(靜電 力常量 k= 9.0X109 n m2/C2，取 g = 10 m/s2, sin 37 = 0.6,