2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第六單元 電場(chǎng)第1節(jié) 電場(chǎng)力的性質(zhì)學(xué)案 新課標(biāo)(北京專版)
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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第六單元 電場(chǎng) 第1節(jié) 電場(chǎng)力的性質(zhì)學(xué)案 新課標(biāo)(北京專版) 回扣一 點(diǎn)電荷、電荷守恒定律 1.判斷正誤 (1)元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身 ( ) (2)所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍 ( ) (3)當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀和大小對(duì)它們間相互作用的影響可忽略時(shí),這兩個(gè)帶電體就可看成點(diǎn)電荷 ( ) 解析:(1)元電荷是物體所帶的最小電荷量,不是實(shí)際的物質(zhì)粒子; (2)物體所帶電荷量為元電荷的整數(shù)倍; (3)如果帶電體的大小和形狀可以忽略,則帶電體可以看成點(diǎn)電荷。 答案:(1
2、) × (2)√ (3)√ 2. 如圖6-1-1所示,左邊是一個(gè)原來(lái)不 帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來(lái)靠近的 帶正電的導(dǎo)體球,若用絕緣工具沿 圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi),分導(dǎo)體為A、B兩部分, 這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB, 則下列結(jié)論正確的是 ( ) 圖6-1-1 A.沿虛線d切開(kāi),A帶負(fù)電,B帶正電,且QA>QB B.只有沿虛線b切開(kāi),才有A帶正電,B帶負(fù)電,且QA=QB C.沿虛線a切開(kāi),A帶正電,B帶負(fù)電,且QA<QB D.沿任意一條虛線切開(kāi),都有A帶正電,B帶負(fù)電,而 QA、 QB的值與所切的位置有
3、關(guān) 解析:導(dǎo)體原來(lái)不帶電,只是在C所帶正電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng),使B部分多了電子而帶負(fù)電;A部分少了電子而帶正電。根據(jù)電荷守恒可知,A部分轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目和B部分多出的電子數(shù)目是相同的,因此無(wú)論從哪一條虛線切開(kāi),兩部分的電荷量總是相等的,不過(guò)從不同位置切開(kāi)時(shí),QA、QB的值是變化的,故只有D正確。 答案:D 答案:D 回扣三 靜電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng) 4. 如圖6-1-2是表示在一個(gè)電場(chǎng) 中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入檢 驗(yàn)電荷時(shí),測(cè)得的檢驗(yàn)電荷的 電荷量跟它所受電場(chǎng)力的函數(shù) 關(guān)系圖像,那么下列敘述正確的是 ( )
4、 圖6-1-2 A.這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) B.a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是Ed>Ea>Eb>Ec C.a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是Ea>Eb>Ed>Ec D.無(wú)法確定這四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系 解析:本題以圖像的方式考查了對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度及其定義式的理解,圖中給出了a、b、c、d四個(gè)位置上電荷量和所受靜電力大小的變化關(guān)系,由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=可知,F(xiàn)—q圖像的斜率代表電場(chǎng)強(qiáng)度。斜率大的電場(chǎng)強(qiáng)度大、斜率小的電場(chǎng)強(qiáng)度小,故選項(xiàng)B正確。A、C、D錯(cuò)誤。 答案:B 5. 在真空中O點(diǎn)放一個(gè)場(chǎng)源電荷Q=+1.0×10-9 C,直線MN通過(guò)O點(diǎn),OM的距離r=
5、30 cm,M點(diǎn)放一個(gè)試探電荷q=-1.0×10-10C,如圖6-1-3所 示。求: (1)q在M點(diǎn)受到的作用力。 (2)M點(diǎn)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度。 (3)拿走q后M點(diǎn)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度。 (4)M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度哪點(diǎn)大。 (5)如果把Q換成電荷量為-1.0×10-9 C的點(diǎn)電荷,情況又如 何。圖6-1-3 答案:(1)1.0×10-8 N,方向沿MO指向Q (2)100 N/C,方向沿OM連線背離Q (3)100 N/C,方向沿OM連線背離Q (4)M (5)見(jiàn)解析 回扣四 電場(chǎng)線 6.如圖6-1-4是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線 分布情況,下列說(shuō)法中正確的是( ) A
6、.這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng) B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同 D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向 圖6-1-4 解析:本題考查了對(duì)電場(chǎng)線的正確理解。負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是自四周無(wú)窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)點(diǎn)電荷的直線,故A錯(cuò)。電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,由圖可知EA>EB,故B錯(cuò)。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿切線方向,故C正確。B點(diǎn)的切線方向即B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向,而負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與其相反,故D錯(cuò)。 答案:C 2.應(yīng)用方法 庫(kù)侖定律嚴(yán)格地說(shuō)只適用于真空中,在要求不很精確的情況下,空氣可近似當(dāng)作
7、真空來(lái)處理。注意庫(kù)侖力是矢量,計(jì)算庫(kù)侖力可以直接運(yùn)用公式,將電荷量的絕對(duì)值代入公式,根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸來(lái)判斷作用力F是引力還是斥力;也可將電荷量帶正、負(fù)號(hào)一起運(yùn)算,根據(jù)結(jié)果的正負(fù),來(lái)判斷作用力是引力還是斥力。 3.三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題 (1) 條件:兩個(gè)點(diǎn)電荷在第三個(gè)點(diǎn)電荷處的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零, 或每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等,方向相反。 (2) 規(guī)律:“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上; “兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔; “兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小; “近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。 [名師點(diǎn)睛] (1) 當(dāng)兩個(gè)
8、均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí),也可視為點(diǎn)電荷,r應(yīng) 指兩球體的球心距離。 (2)靜電力遵循牛頓第三定律和力的平行四邊形定則。 [典例必研] [例1] (xx·海南高考)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。球1的帶電量為q,球2的帶電量為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=3 B.n=4 C.n=5
9、 D.n=6 [審題指導(dǎo)] 由“相同金屬小球”可知:兩金屬球接觸后電荷平分或先中和再平分;由“距離遠(yuǎn)大于小球的直徑”可知:小球帶電時(shí)可視為點(diǎn)電荷。 [答案] D 答案:C 答案:C [知識(shí)必會(huì)] 1.對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度公式的理解 2.電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理和應(yīng)用 (1) 當(dāng)空間有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在時(shí),它們的電場(chǎng)就互相疊加, 形成合電場(chǎng),這時(shí)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就是各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存 在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。 (2) 電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,遵守矢量合成的平行四邊形定則,注意 只有同時(shí)作用在同
10、一區(qū)域的電場(chǎng)才能疊加。 (3) 電場(chǎng)中某點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向與 放入該點(diǎn)的點(diǎn)電荷q無(wú)關(guān),它決定于形成電場(chǎng)的電荷(源電荷)及空間位置,電場(chǎng)中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與放入該點(diǎn)的電荷無(wú)關(guān)。 [名師點(diǎn)睛] 特殊方法求電場(chǎng)強(qiáng)度 (1) 補(bǔ)償法:題給條件建立的模型不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型, 比如說(shuō)模型A,這時(shí)需要給原來(lái)的問(wèn)題補(bǔ)充一些條件,由這些補(bǔ)充條件建立另一個(gè)容易求解的模型B,并且模型A與模型B恰好組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型。這樣求解模型A的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型與模型B的差值問(wèn)題。 (2) 對(duì)稱法:利用帶電體(如球體、薄板等)產(chǎn)
11、生的電場(chǎng)具有對(duì) 稱性的特點(diǎn)來(lái)求電場(chǎng)強(qiáng)度的方法。 [典例必研] [例2] 如圖6-1-6所示,分別在A、B兩點(diǎn)放 置點(diǎn)電荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C。 在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C,且AB=AC= BC=6×10-2 m。 (1)試求C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 (2)如果將一個(gè)電子放置在C點(diǎn),它所受的庫(kù)侖力的大小和方向如何? 圖6-1-6 [思路點(diǎn)撥] 先求出A、B電荷在C點(diǎn)分別產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,二者的合電場(chǎng)強(qiáng)度即為C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 [解析] (1)本題所研究的電場(chǎng)是點(diǎn)電 荷Q1和Q2所形成的電場(chǎng)的合電場(chǎng)。因 此C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由Q1在C處的電場(chǎng)
12、強(qiáng)度E1和Q2在C處的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的合電 場(chǎng)強(qiáng)度。 (2)電子在C點(diǎn)所受的力F=qEC=1.6×10-19×0.05 N= 0.8×10-20 N 因?yàn)殡娮訋ж?fù)電,所以方向與EC方向相反。 [答案] (1)0.05 N/C,方向平行于AB向右 (2)0.8×10-20 N,方向平行于AB向左 [沖關(guān)必試] 3.(xx·重慶高考)如圖6-1-7所示, 電量為+q和-q的點(diǎn)電荷分別 位于正方體的頂點(diǎn),正方體范圍 內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有 ( ) A.體中心、各面中心和各邊中點(diǎn) B.體中心和各邊中點(diǎn) C.各面中心和各邊中點(diǎn) D.體中心和各面中
13、心 圖6-1-7 解析:由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和疊加規(guī)律可知,各面頂點(diǎn)上的4個(gè)點(diǎn)電荷在過(guò)所在面的中心的垂線上各點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零,所以,體中心和各面中心的合電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零。由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式和疊加規(guī)律可知,各邊中心的合電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,選項(xiàng)D正確。 答案:D 答案:A [知識(shí)必會(huì)] 1.電場(chǎng)線的特點(diǎn) (1) 不閉合:電場(chǎng)線起始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處),終止于無(wú)窮 遠(yuǎn)處(或負(fù)電荷),即電場(chǎng)線不能形成閉合曲線。 (2) 不中斷、不相交:在沒(méi)有電荷的空間,電場(chǎng)線不中斷,兩 條電場(chǎng)線也不能相交。 (3)
14、 不是電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡:只有當(dāng)電場(chǎng)線為直線、電 荷初速度為零或初速度平行于電場(chǎng)線、電荷僅受電場(chǎng)力作用時(shí),電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場(chǎng)線重合。 2.常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布 (1)孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線比較。 電場(chǎng) 電場(chǎng)線圖樣 簡(jiǎn)要描述 正點(diǎn)電荷 發(fā)散狀。距電荷距離相等 的點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等, 方向不相同 負(fù)點(diǎn)電荷 會(huì)聚狀。距電荷距離相等 的點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等, 方向不相同 (2)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線比較。 比較 等量異種點(diǎn)電荷 等量同種(正)點(diǎn)電荷 電場(chǎng)線分布圖 連線中點(diǎn)O處的電場(chǎng)強(qiáng)度 最小,指向負(fù)電荷一方 為零 連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度
15、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O點(diǎn)向外電場(chǎng)強(qiáng)度大小 O點(diǎn)最大,向外逐漸減小 O點(diǎn)最小,向外先變大后變小 關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′、B與B′的電場(chǎng)強(qiáng)度特點(diǎn) 等大同向 等大反向 (3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線。 電場(chǎng)線圖樣 簡(jiǎn)要描述 互相平行的、等間距的、同向的直線 [名師點(diǎn)睛] 應(yīng)用電場(chǎng)線可解決的問(wèn)題 (1)根據(jù)給出的電場(chǎng)線,分析推斷電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況。 (2)根據(jù)給定一簇電場(chǎng)線和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,分析推斷帶 電粒子的性質(zhì)、受力、能量變化等。 (3)根據(jù)給定電勢(shì)的分布情況,求作
16、電場(chǎng)線。 [典例必研] [例3] (xx·宿州模擬)如圖6-1-9 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(chǎng)線,虛線是某帶 電粒子通過(guò)該電場(chǎng)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(guò)程中只 受到電場(chǎng)力作用,根據(jù)此圖下列 判斷錯(cuò)誤的是 ( ) 圖6-1-9 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 [審題指導(dǎo)] 解答該題應(yīng)注意以下
17、三點(diǎn): (1)由軌跡彎曲方向判斷電場(chǎng)力的方向; (2)由電場(chǎng)線的疏密判斷加速度的大?。? (3)根據(jù)動(dòng)能定理分析速度的大小。 [解析] 由電場(chǎng)線的疏密可知,a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,帶電粒子在a點(diǎn)的加速度大,故C正確;畫(huà)出初速度方向結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡的偏轉(zhuǎn)方向,可判斷帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向,但由于電場(chǎng)的方向未知,所以不能判斷帶電粒子的電性,故A錯(cuò)B對(duì);利用初速度方向和電場(chǎng)力方向的關(guān)系,可判斷電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子由a到b做負(fù)功,動(dòng)能減小,因此va>vb,選項(xiàng)D對(duì)。 [答案] A [沖關(guān)必試] 5.一負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放,只受電 場(chǎng)力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的 速度—時(shí)間圖像如
18、圖6-1-10所示,則A、 B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是 圖6-1-10 下列圖6-1-11中的 ( ) 圖6-1-11 解析:由速度—時(shí)間圖像可知,電荷的速度越來(lái)越大,且加速度也是越來(lái)越大,故電荷在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,應(yīng)受到逐漸增大的吸引力作用,所以電場(chǎng)線的方向應(yīng)由B指向A。由于加速度越來(lái)越大,所以電場(chǎng)力越來(lái)越大,即B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,即B點(diǎn)處電場(chǎng)線應(yīng)比A點(diǎn)處密集,所以正確答案為C。學(xué)生由于對(duì)v—t圖像的斜率即加速度值理解不夠,不能正確得出電荷加速度變大的結(jié)論,而得不到正確的結(jié)果。 答案:C [
19、每課一得] 對(duì)稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中,應(yīng)用對(duì)稱性不僅能幫助我們認(rèn)識(shí)和探索物質(zhì)世界的某些基本規(guī)律,而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問(wèn)題,這種思維方法在物理學(xué)中稱為對(duì)稱法。利用對(duì)稱法分析解決物理問(wèn)題,可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo),直接抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì),出奇制勝,快速簡(jiǎn)便地求解問(wèn)題。 [示例] 如圖6-1-12所示,位于正 方形四個(gè)頂點(diǎn)處分別固定有點(diǎn)電荷A、 B、C、D,四個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量均 為q,其中點(diǎn)電荷A、C帶正電,點(diǎn)電 荷B、D帶負(fù)電,試確定過(guò)正方形中心 O并與正方形垂直的直線上到O點(diǎn)距離 為x的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度。
20、 圖6-1-12 [方法導(dǎo)入] 四個(gè)點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,A、C兩電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)關(guān)于OP線對(duì)稱,B、D兩電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)也關(guān)于OP線對(duì)稱,根據(jù)對(duì)稱性的特點(diǎn),可求出四個(gè)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)。 [解析] 四個(gè)點(diǎn)電荷各自在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB、EC、ED如圖6-1-13所示,根據(jù)對(duì)稱性可知,EA、EC的合電場(chǎng)強(qiáng)度E1沿OP向外,EB、ED的合電場(chǎng)強(qiáng)度E2沿OP指向O,由對(duì)稱性可知,E1、E2大小相同,所以P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0。 圖6-1-13 [答案] 0 [每課一測(cè)] 1.在下圖各種電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相等的是(
21、 ) 圖1 解析:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)強(qiáng)度相等必定其大小相等、方向相同。故答案為C。 答案:C 2.在如圖2所示的四種電場(chǎng)中,某帶電粒子從圖中P點(diǎn)由靜止釋放,其加速度一定變小的是( ) 圖2 解析:由于帶電粒子的電性不確定,故粒子靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)方向不確定,只有D項(xiàng)中,不論粒子帶何種電荷,從P點(diǎn)靜止釋放后,加速度都變小。 答案:D 3.在雷雨云下沿豎直方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為104 V/m,已知一半徑為1 mm的雨滴在此電場(chǎng)中不會(huì)下落,取重力加速度大小為10 m/s2,水的密度為103 kg/m3。雨滴攜帶的電荷量的最小值約為( ) A.2×10-9 C
22、 B.4×10-9 C C.6×10-9 C D.8×10-9 C 解析:雨滴不會(huì)下落,有Eq≥mg,m=,即q≥,代入數(shù)據(jù)得q≥4×10-9 C。 答案:B 4.圖3為某正電荷Q產(chǎn)生的某區(qū)域的電場(chǎng)線分布圖,a、b是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。將電荷量為q=5×10-8 C的正點(diǎn)電荷(試探電荷)置于a點(diǎn),所受電場(chǎng)力為2×10-3 N,則下列判斷正確的是( ) A.a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為4×104 N/C,方向向右 圖3 B.將電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷放于a點(diǎn)
23、,a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為4×104 N/C,方向向左 C.將點(diǎn)電荷q從a點(diǎn)移走,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 D.b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于2×104 N/C 解析:由E=得a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=N/C=4×104 N/C,方向向右,A對(duì);a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向與引入的試探電荷無(wú)關(guān),故B、C錯(cuò)誤;由電場(chǎng)線的疏密可知,b處電場(chǎng)強(qiáng)度小于a處,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:A 5.(xx·廣東高考改編)如圖4為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖,塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電,在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。下列表述正確的是( ) 圖4 A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷 B.電場(chǎng)方向由集塵極指向放電
24、極 C.帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同 D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越小 解析:放電極與集塵極間的電場(chǎng)方向指向放電極,選項(xiàng)B正確;帶負(fù)電荷的塵埃受向右的電場(chǎng)力向右運(yùn)動(dòng),到達(dá)集塵極,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;由F=qE可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:B 6. (xx·玉林模擬)如圖5所示,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球用細(xì)線 系住,線的一端固定在O點(diǎn)。若在空間加上勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡時(shí)線與豎直方 向成60°角。則電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為( ) 圖5 A.mg/2q B.
25、mg/2q C.2mg/q D.mg/q 解析:當(dāng)電場(chǎng)力與細(xì)線方向垂直時(shí),其值最小,如圖所示,則最小電場(chǎng)強(qiáng)度Emin==。 答案:B 7.如圖6所示,A、B為用兩個(gè)絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)的帶電絕緣小球,質(zhì)量mA<mB。當(dāng)在A球左邊放一個(gè)帶電小球C時(shí),兩懸線都保持豎直方向(兩懸線長(zhǎng)度相同,三個(gè)球位于同一水平線上)。若把C球移走,A、B兩球沒(méi)有發(fā)生接觸,則下圖7中(圖中α>β)能正確表示A、B兩球位置的是 ( ) 圖6 圖7
26、解析:原來(lái)拴A、B的線處于豎直狀態(tài),說(shuō)明它們都處于平衡狀態(tài),三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài),相鄰的必異號(hào),所以A、B肯定帶異種電荷,又由于mA<mB,所以α>β,選A。 答案:A 8.如圖8所示,電場(chǎng)中某條電場(chǎng)線上a、b兩點(diǎn)相距為d,電勢(shì)差為U,同一點(diǎn)電荷在a、b兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小分別為F1和F2,則下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于U/d B.a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 圖8 C.若F1=F2,則a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于U/d D.若F1<F2,則a點(diǎn)電
27、場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 解析:電場(chǎng)中某條電場(chǎng)線上a、b兩點(diǎn)相距為d,電勢(shì)差為U,但電場(chǎng)線的分布情況未知,所以a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小也無(wú)法判斷,若F1<F2,則a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,故選項(xiàng)D是正確的。 答案:D 9.如圖9所示,A、B是兩個(gè)帶有絕緣支架的金屬球,它們?cè)瓉?lái)均不帶電,并彼此接觸。現(xiàn)使帶負(fù)電的橡膠棒C靠近A(C與A不接觸),然后先將A、B分開(kāi),再將C移走。關(guān)于A、B的帶電情況,下列判斷正確的是( ) A.A帶正電,B帶負(fù)電 B.A帶負(fù)電,B帶正電 圖9 C.A、B均不
28、帶電 D.A、B均帶正電 解析:帶負(fù)電的橡膠棒C靠近A時(shí),A球會(huì)感應(yīng)出正電荷,而B(niǎo)球會(huì)感應(yīng)負(fù)電荷,故A項(xiàng)正確。 答案:A 10.如圖10所示,AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑,圓心為O,將帶有相等電荷量為q的正、負(fù)點(diǎn)電荷放在圓周上,它們的位置關(guān)于AC對(duì)稱。要使圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,可在圓周上再放置一個(gè)適當(dāng)電荷量的正點(diǎn)電荷+Q,則該點(diǎn)電荷+Q應(yīng)放在( ) 圖10 A.A點(diǎn) B.B點(diǎn) C.C點(diǎn) D.D點(diǎn) 解析:由電場(chǎng)的疊
29、加原理和對(duì)稱性可知,+q、-q在O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)沿OD方向,要使O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零,放上的電荷+Q在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)與+q、-q在O點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,所以D正確。 答案:D 11.如圖11所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2 kg、帶電荷量為q=1.0×10-6 C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,假設(shè)電場(chǎng)足夠大,靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成60°角。小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量保持不變,重力加速度取g=10 m/s2。結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。 圖11 (1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。 (2)若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷,求經(jīng)過(guò)1 s小球的速度v。 解析:(1)小球所受
30、的電場(chǎng)力F=qE,由平衡條件得F=mgtanθ,解得電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.7×105 N/C。 (2)剪斷細(xì)線后小球做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)1 s時(shí)小球的速度為v。 小球所受合外力F合=mg/cosθ 由牛頓第二定律有F合=ma 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=at 解得小球的速度v=20 m/s 速度方向?yàn)榕c豎直方向夾角為60°斜向左下方。 答案:(1)1.7×105 N/C (2)20 m/s,方向與豎直方向夾角為60°斜向左下方。 12.如圖12所示,空間存在著電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.5×102 N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5 m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端拴著質(zhì)量m=0.5 kg電荷量q=4×10-2 C的小球。現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂。取g=10 m/s2。求: 圖12 (1)小球的電性; (2)細(xì)線能承受的最大拉力值。 解析:(1)由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知,小球帶正電。 (2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v,對(duì)該過(guò)程由動(dòng)能定理有(qE-mg)L=mv2,在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律有FT+mg-qE=m, 由①②式及題中數(shù)據(jù)可得FT=15 N。 答案:(1)正電 (2)15 N
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