高中物理二轮总复习 电场力的性质教案Word格式文档下载.docx
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本题考查的是电荷间的库仑力及力的平行四边形定则.解题中关键是确定上、下夸克间库仑力的方向及大小关系作出力的平行四边形、定性分析即可.
[解析]上夸克和下夸克为异种电荷,相互间作用力为引力F'
=由力的合成平行四边形定则可知上夸克所受静电作用力F1向下.下夸克为同种电荷,库仑力为引力F'
'
=K受力如图16-1-3所示,由力的平行四边形定则可知F2竖直向上,故B正确
[答案]B
2(典型例题)如图16-1-4所示,三个完全相同的金属小球,a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a的带电量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是
A.F1B.F2C.F3D.F4
答案:
B指导:
考点电荷间的作用力一库仑力的求法、特别是方向及力的平行四边形定则.只要从力学中的力的合成分析思路出发再和用合成法则去合成即可求解.
3(典型例题)如图16-1-5所示,在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M忖点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止,则从肘点运动到N点的过程中
A.小物块所受电场力逐渐减小
B.小物块具有的电势能逐渐减小
C.M点的电势一定高于N点的电势
D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
ABD指导:
此题的四个选项相对独立.应分别进行研究,由题意可知小物块与电荷Q带同种电荷(均为正电或均为负是).小球远离电荷Q据库仑定律判断B项正确;
小物体从M→N,电场力做正功,电势能减小,B项正确;
若电荷Q为正电,则电势,甲M>
N,若电荷Q为负电,则M<
N,故C错误,据动能定理或功能关系,D正确.
4.5×
10-8C,2×
10-8C
指导:
题中公式给出相互作用力的大小,两点电荷可能异号,按电荷异号计处.
由q1q2=3×
10—8C=a,q1q2=1×
10-15C2=b,得-aq1-b=0
由此得:
q1=5×
10-8Cq1=2×
4(典型例题)“真空中两个静止点电荷相距10cm,它们之间相互作用力大小为9×
10-4N.当它们合在一起时,成为一个带电量为3×
10-8C的点电荷.问原来两电荷的带电量各是多少?
”某同学求解如下:
根据电荷守恒定律:
q1+q2=3×
10-8C=a
(1)
根据库仑定律:
以q2=b/q1代入
(1)式得:
q12-aq1+b=0
解得
根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.
Ⅱ题点经典类型题
1(典型例题)一条长为3L的丝线穿着两个相同质量均为m的小金属环A和B,将线的两端系于共同的O点(如图16-1-6所示)使金属环带电后,它们便斥开使线组成一个等边三角形,此时,两环处于同一水平线上,如果不计环与线的摩擦,两环各带多少电荷量?
本题是综合库仑定律和共点力平衡知识的典型题目考查学生平衡条件及综合运用知识能力.解题思路与解题步骤与力学中的完全相同,只不过在进行受力分析时,要多分析一个性质力一库仑力.
[解析]因小环完全相同,分开后带电荷量相同,小环可视为点电荷,不计环与线的摩擦,绳子各处的弹力相同,取其中一个环为研究对象,对其进行受力分析,根据平衡条件求解.
设每个环带的电荷量为q,线上各处的弹力为了,取右边环为研究对象,受力如图16-1-7所示,由平衡条件得:
Tcos30°
=mg①
T+Tsin30°
=②
联立解得
[答案]
2(典型例题)如图16-1-8所示,用两根等长的细线各悬一个小球,并挂于同一点,已知两球质量相同,当它们带上同种点电荷时,相距r1而平衡.若使它们的电量都减少一半,待它们重新平衡
后,两球间的距离将
A.大于B.等于
C小于D.不能确定
A指导:
设两小球带电量均为Q,当小球相距r1,时,所受静电力大小为,此时两悬线夹角为,根据两小球处于平衡状态,则有k=mgtanθ1当两小球带电量都减半时,重新达到平衡,两悬线夹角减少,设此时两悬线夹角为θ2,两小球相距为r2,则有=mgtanθ2
由于θ1>
θ2则>
r<
4r得r2>
3(典型例题)两个大小相同的金属小球A、B带有等量异种电荷,相距较远,彼此间的作用力为F.现将另一个不带电的、与A、B完全相同的金属小球C,先与A接触,再与B接触,然后移开,则A、B间的作用力变为
A、B两带电小球相距较远,可看作点电荷.设A带正电Q,O带负电-Q.将C与A接触后,C、A各带的正电;
再将C与B接触,正负电荷中和,C、B共带-的负电,即各带-子的负电.从而,将C移开后,A、B间的作用力F′=k而原先A、B间的作用力F=所以,应选A
4(典型例题)在光滑的水平桌面上有a、b、c三个带电小球,它们位于同一直线上,a、b两球间距大于b、c两球间距,且保持静止状态如图16-1-9所示,它们的带电荷量分别为q1、q2、q3,且保持不变.下面哪种情况是可能的
A.a和b球带正电,c球带负电
B.三个球都带正电
C.|q2|>|q1|>|q3|
D.|q1|>
|q3|>
|q2|
D指导:
由于3个小球都处于静止状态,它们受到的库仑力均为平衡力.由两力方向相反,可得小球的;
带电情况为:
。
球与c球带同种同荷,b球与a球、c球带异种电荷;
由两力的大小相等,若分析。
球受力,它受到^球及c球的库仑力,由库仑定律可得:
|q2|,同理对c球分析可得:
|ql|>
|q2|,对a球分析可得:
|q1|>
|q3|.
Ⅲ新高考命题方向预测
1如图16-1-10所示,两个质量为m1和m2的小球各用长丝线悬挂在同一点.当两小球带电量分别为+q1,+q2时,两丝线张开,与竖直方向夹角分别为a1和a2,下列说法哪些是正确的(两小球静止于同一水平面)
A.若m1=m2,则a1=a2
B.若m1>
m2,则a1>
a2
C.苦m1<
D.若m1=m2,且q1>
q2,则a1>
AC指导:
两球因带同种电荷相互排斥而分开,它们相互作用的库仑力等大而反向,故丝线与竖直方向夹角与电量无关,应排除D选项.对小球受力分析如图D16—2所示.两球均为三力共点平衡,由平条件得tana决定a大小的是m,m大的小,m小的a大.故A、C正确.
2人类已探明某星球带负电,假设它是一个均匀带电的球体,今将一个带负电的颗粒置于该星球表面上空h高处时,恰好能悬停在空中,若将该颗粒带到距星球表面2h高处由静止释放,则此颗粒将
A.仍会悬停在空中
B.被推向太空
C.向星球球心方向下落
D.沿星球自转的线速度方向飞出
空中的负电荷受库仑斥力和万有引力的作用,二力平衡.所以F库=F引,即,与r无关.因此带电颗粒位置变化但仍满足二力平衡关系,故选A
3如图16-1-11所示,质量分别为m,2m,3m的三个小球A、B、C,其中B球带正电+Q,A、C两球均不带电,绝缘细线将三球连接,并将A球拴住,三球均处于静止状态,A、B之间细线的张力为______;
当A球从静止释放后的一段时间内A、B球间细线的张力为_________
QE+5mgQE/3指导:
将D、C视为整体,受总的重力5mg,O球受电场力QE及A、B间的细线对B向上的拉力,根据平衡条件得:
F=QE+5mg.将A球释放后,A、B将有共同的加速度且大于g,C球将做自由落体运动,故B、C间线的张力为零,将A、B视为整体,受总重力3mg及向下的电场力QE,根据牛顿第二定律:
QE+3mg=3ma;
再分析A球的受力:
重力及线向下的拉力F′有mg+F′=ma所以F′-QE/3
4如图16-1-12所示,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷,质量均为0.1克.分别用10厘米长的绝缘细线悬挂于天花板上的一点,当平衡时月球偏离竖直方向60°
角,A竖直悬挂且与绝缘墙壁接触求:
(1)每个小球的带电量.
(2)墙壁受到的压力.
(3)每条细线的拉力.
(1)0.33×
10-7C
(2)8.5×
10-4N
(3)TB=9.8×
10-4N,TA=1.47×
10-3N
分别对A、O两球进行受力分析,如图D16—3中国a和b所示.
(1)由题意可各TB与F电的夹角为120°
并可进—步得到TB、F电、mg三力互成120°
,并处于平衡状态,可得TB=mg=F电,而F电=,所以每个小球带电量
(2)由图b所示,由平衡条件可求出墙对A球的弹力NA=F电cos30°
=mgcos30°
=0.1×
10-3×
9.8×
cos30°
N=8.510-4n
由牛顿第三定律可得墙壁受到的压力NA′=8.5×
10-4N,方向垂直墙壁向左.
(3)连接B球的细线产生的拉力TB=mg=9.8×
10-4N
连接A球的细线产生的拉力可由图(b)求出.由平衡条件可得
TA=sin30°
=1.5mg=1.5×
0.1×
=1.47×
10—3N
2019-2020年高中物理二轮总复习电场强度、电场线教案
解答“电场强度电场线”一类试题,应了解以下内容:
电场强度是描述电场力的性质的一个物理量,电场线是为了形象直观描绘场强,人为假想的曲线.因此在充分理解场强和电场线基本概念的基础综合力学知识利用平衡条件,牛顿运动定律等解题是很普遍的情况.
I高考最新热门题
1(典型例题)如图16-2-1在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线,线的一端系一质量为m,带电量为q的小球.当沿细线方向加上场强为E,的匀强电场后,小球处于平衡状态,现给小球一垂直于细线的初速度vo,使小球在水平面上开始运动.若vo很小,则小球第一次回到平衡位置所需时间为_______.
本题不仅考查了单摆的周期公式及其成立的条件;
电场力的计算还考查了物理学上一个重要思想:
等效思想
[解析]因为小球初速度很小,所以小球的运动可以看成是单摆的简谐运动.小球所受的电场力为R=qE,把电场力等效成重力,则等效重力加速度为g=,代入单摆的周期公式:
T=,由于第一次回到平衡位置的时间为半个周期,所以小球第一次回到平衡位置的时间为
[答案]
2(典型例题)如图16-2-2在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的
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