高考物理一輪復習方案 （高頻考點+熱點導練+歷年高考題）第6章 第2節(jié) 電場的力的性質(zhì)課件 新人教版

第第2節(jié)節(jié)電場的力的性質(zhì)電場的力的性質(zhì)考點考點1：用疊加原理求電場強度和電場力：用疊加原理求電場強度和電場力【例1】如圖621所示，兩等量異號的點電荷相距為2a.M與兩點電荷共線，N位于兩點電荷連線的中垂線上，兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L，且La.略去(a/L)n(n2)項的貢獻，則兩點電荷的合電場在M和N點的強度()A大小之比為2，方向相反B大小之比為1，方向相反C大小均與a成正比，方向相反D大小均與L的平方成反比，方向相互垂直圖621切入點：點電荷的場強公式、電場強度的疊加原理121222222422()()44()(1)MNEEkqkqELaLaLkqaLkqaaLaLL如圖所示，合電場在和 點的強度分別為、， 】 【解析2213222222222222223124/22(1/)(1/)2/2.ACkqaaLELkqakqaELaLaLaLLaLkqaaLELEENqqMqq忽略二階小量，忽略二階小量，有 又 點處場強方向由指向，在點的場強由指向場強方向相反， 、 項正確答案：AC點評：求多個點電荷形成的電場，關鍵在于明確每個點電荷單獨在該點形成的電場的大小和方向，再應用矢量合成的方法求合場強本題對三角函數(shù)、矢量合成、高階小量的忽略等數(shù)學運算要求較高運用數(shù)學知識解決物理問題是高考的基本要求之一，要強化這方面的訓練考點考點2：電場線與電場強度、電勢差的綜合應用：電場線與電場強度、電勢差的綜合應用【例2】如圖622所示，一電場的電場線分布關于y軸(沿豎直方向)對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM=MN，P點在y軸的右側，MPON，則()AM點的電勢比P點的電勢高B將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功CM、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運動圖622切入點：電場線與電場強度、電勢、等勢線的關系【解析】由圖和幾何關系可知M和P兩點處在不同等勢線上而且有MP，A對將負電荷由O點移到P點要克服電場力做功，即電場力做負功，B錯根據(jù)，O到M的平均電場強度大于M到N的平均電場強度，所以有UOMUMN，C錯從O點釋放帶正電粒子后，電場力做正功，該粒子將沿y軸做加速直線運動答案：AD點評：本題考查電場線、電場強度、電勢、等勢線以及帶電粒子在電場中的運動題型一：求帶電體產(chǎn)生的場強題型一：求帶電體產(chǎn)生的場強【例3】如圖623所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面的對稱軸上的一點，OP=L，求P點的場強圖623222.()PnnQQnPQQEkkrn RL 設想將圓環(huán)等分為 小段，當時，每一小段都可以看做點電荷，其所帶電荷量為由點電荷場強公式可求得每一點電荷在 處的場強為 析 【解】32222222Dcos()()PPyPPxPPxPPEOPEEEPEn En EkQLQLnkn RLRLRL 由對稱性可知，各小段帶電環(huán)在 處的場強在垂直于軸方向的分量相互抵消，而的軸向分量之和即為帶電環(huán)在 處的場強 點評：任何帶電體分割成許多足夠小的部分之后，每個足夠小的部分就可以視為點電荷，求出每個點電荷的電場，再根據(jù)電場疊加原理就可以求出帶電體產(chǎn)生的合場強這種把帶電體分割成點電荷的方法，就是前面力學中常用的“微元法”題型二：帶電體在勻強電場中的運動題型二：帶電體在勻強電場中的運動【例4】如圖624甲，在水平地面上固定一傾角為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強度大小為E、方向沿斜面向下的勻強電場中一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)一質(zhì)量為m、帶電量為q(q0)的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放，滑塊在運動過程中電量保持不變，設滑塊與彈簧接觸過程沒有機械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g. (1)求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時間t1； (2)若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm的過程中彈簧的彈力所做的功W；圖624 (3)從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關系vt圖象圖中橫坐標軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標軸上的v1為滑塊在t1時刻的速度大小，vm是題中所指的物理量(本小題不要求寫出計算過程) 201011sin122sinaqEmgmasatmstqEmg滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中做初速度為零的勻加速直線運動，設加速度大小為 ，則有 聯(lián)立可得 【解析】 00200202sin1(sin)021sin(sin) ()2mmxmgqEkxmgqEsxWmvmgqEWmvmgqEsk滑塊速度最大時受力平衡，設此時彈簧壓縮量為 ，則有 從靜止釋放到速度達到最大的過程中，由動能定理得 聯(lián)立可得 (3)如圖 點評：在考慮電場力、電場力做功之后，此類問題就轉化為一個力學綜合問題，分析方法與力學綜合問題的分析方法相同1.(2011全國)一帶負電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的關于b點電場強度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)( ) D【解析】根據(jù)負電荷受電場力方向與場強方向相反，結合曲線運動受力特點可知，電場力一定指向曲線彎曲的內(nèi)側，可知選項A、C錯誤根據(jù)質(zhì)點速率遞減可知電場力方向一定與速度方向即曲線的切線方向成鈍角，可知選項D正確，選項B錯誤2.(2012安徽卷)如圖625所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點O處的電勢為0V，點A處的電勢為6V，點B處的電勢為3V，則電場強度的大小為( ) A200V/m B200V/m C100V/m D100V/mA圖625 【解析】3.(2010全國卷)在雷雨云下沿豎直方向的電場強度約為104V/m.已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落，取重力加速度大小為10m/s2，水的密度為103kg/m3.這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為( ) A2109C B4109C C6109C D8109CB339494410 103.14 1033C104 10 C.mgEqgrmgqEE帶電雨滴在電場力和重力作用下保持靜止時電荷量最小，根據(jù)平衡條件，此時電場力和重力等大反向有 【 則解析】圖626 D4.如圖626，A、B兩點各放一電荷量均為Q的等量異種電荷，有一豎直放置的光滑絕緣細桿在兩電荷連線的垂直平分線上，a、b、c是桿上的三點，且ab=bc=l，b、c關于兩電荷連線對稱質(zhì)量為m、帶正電荷q的小環(huán)套在細桿上，自a點由靜止釋放，則( )A小環(huán)通過b點時速度為B小環(huán)通過c點時速度為C小環(huán)從b到c速度可能先減小后增大D小環(huán)做勻加速直線運動gl3gl【解析】中垂線上各點的合場強均為水平向右，與環(huán)的運動方向垂直不做功，故小環(huán)做自由落體運動5.如圖627所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個點，在這些點上各固定一個點電荷，除A點處的電荷量為q外，其余各點處的電荷量均為+q，則圓心O處( )2222AB2C2DkqOArkqAOrkqOArkqAOr場強大小為，方向沿方向場強大小為，方向沿方向場強大小為，方向沿方向場強大小為，方向沿方向圖627C【解析】在A處放一個q的點電荷與在A處同時放一個+q和2q的點電荷的效果相當，因此可以認為O處的場是5個+q和一個2q的點電荷產(chǎn)生的場合成的，5個+q處于對稱位置上，在圓心O處產(chǎn)生的合場強為0，所以O點的場強相當于2q在O處產(chǎn)生的場強故選C.6.在場強為E的勻強電場中，取O點為圓心，r為半徑作一圓周，在O點固定一電荷量為+Q的點電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點當把一檢驗電荷+q放在d點時恰好平衡，如圖628所示(重力忽略不計)(1)勻強電場場強E的大小、方向如何？(2)檢驗電荷+q放在點c時，受力Fc的大小、方向如何？圖628【解析】由題意知，檢驗電荷是處在勻強電場和點電荷+Q產(chǎn)生的電場所組成的疊加場中因此要求檢驗電荷在電場中某點所受的電場力，首先應確定該點的合場強，要確定合場強，就需要求勻強電場的場強而題目已經(jīng)告訴當檢驗電荷處在d點時恰好平衡，這恰恰是兩電場共同作用的結果，據(jù)此則問題可解 12212222212212222.45cccQqFkFqErQqQFFqEkEkrrdbcEEEEQkrQqFqEkacr由題意可知：由，所以，勻強電場方向沿方向 檢驗電荷放在 點： 所以方向與方向成角斜向左下方