高中物理最新高考专题复习选修31电场《电场力的性质》含答案.docx
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高中物理最新高考专题复习选修31电场《电场力的性质》含答案
1.电场强度
1.电场强度E:
①意义:
反映电场和的物理量,是矢量.
②定义:
放入电场中某点的试探电荷所受跟它的的比值,叫该点的电场强度.即:
E=单位:
,
③场强的方向:
规定在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.
(说明:
电场中某点的场强与放入场中的试探电荷,而是由该点的位置和场源电何来决定.)
2点电荷的电场强度:
=,其中Q为场源电荷,E为场中距Q为r的某点处的场强大小.对于求均匀带电的球体或球壳外某点的场强时,r为该点到球心的距离.
3电场强度的叠加:
当存在多个场源电荷时,电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的
1、下列说法中正确的是()
A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B.电场中某点的场强等于F/q,但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C.电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向
D.公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
2.电场线
(1)电场线:
为形象描述电场而引入的假想曲线.
①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.
②电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹.
③同一幅图中,场强大的地方电场线较密,场强小的地方电场线较疏.
2关于电场强度和电场线,下列说法正确的是
A.在电场中某点放一检验电荷后,该点的电场强度会发生改变
B.由电场强度的定义式E=F/q可知,电场中某点的E与q成反比,与q所受的电场力F成正比
C.电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向
D.初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动的轨迹可能不与电场线重合
E.在静电场中释放的点电荷,在电场力作用下一定沿电场线运动
F.电场线的切线方向一定与通过此处的正电荷运动方向相同
G.电场线的切线方向一定与通过该点的正电荷的加速度方向相同
H.电场线是从正电荷出发到负电荷中止.
(2)常见电:
线分布:
场强度的计算与叠加
3.图中a、b是两个点电荷,它们的电量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点。
下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧?
A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1<Q2
B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>|Q2|
C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|<Q2
D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>|Q2|
【例4】(2011·重庆·19)如题图4所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有( )
A.体中心、各面中心和各边中点
B.体中心和各边中点
C.各面中心和各边中点
D.体中心和各面中心
训练1如图3所示,位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷A、B、C、D,四个点电荷的带电量均为q,其中点电荷A、C带正电,电荷B、D带负电荷,试确定过正方形中心O并与正方形垂直的直线上到O点距离为x的P点的电场强度的大小和方向。
]
例5.(2013·全国新课标Ⅰ·15)如图10,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( )
A.k
B.k
C.k
D.k
等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较
比较项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线分布图
连线中点O处的场强
连线上的场强大小和方向(从左到右)
沿中垂线由O点向外场强大小和方向
关于O点对称的A与A′、B与B′的场强
例5.两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点O呈对称分布,下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是
例6
如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑的绝缘水平面上,P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是( )
A.速度先增大,再减小
B.速度一直增大
C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大
D.加速度先减小,再增大
【突破训练】6如图3,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点(离
O点很近)放一静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中正确的是()
A.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大
B.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C.点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值
D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度速度为零
例7.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱.如图3甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:
O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则( )
图3
A.B、C两点场强大小和方向都相同
B.A、D两点场强大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点场强最强
D.B、O、C三点比较,O点场强最弱
7如图8所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a和c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是( )
A.b点场强大于d点场强
B.b点场强小于d点场强
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷从a经b到c电场力不做功
电场力的图像
8.电荷量q=2.0×10−3C的负电荷,质量m=1.0×10−4kg,从电场中的A点沿直线运动到B点的速度图象如图所示,除了电场力外不计其他力。
(1)该电荷所受的电场力多大?
加速度多大?
(2)A、B连线上各点的场强是否相同?
若相同,大小是多大?
方向如何?
9在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。
放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。
(1)求B点的电场强度的的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由。
D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度速度为零
3.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图13所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( )
()
6.有一个负点电荷只受电场力的作用,从电场中的a点由静止释放,在它沿直线运动到b点的过程中,动能Ek随位移x变化的关系图象如图所示,则能与图线相对应的电场的电场线分布图是下图中的()
【课后训练】.
1.(2011·南京模拟考试)在如图12所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是( )
图12
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中匀强电场中的a、b两点
2.(2011·新课标·20)一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )
3、如图4所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2,E1与E2之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶
D.4∶
4.如图4所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处
( )
图4
A.场强大小为
,方向沿OA方向
B.场强大小为
,方向沿AO方向
C.场强大小为
,方向沿OA方向
D.场强大小为
,方向沿AO方向
右
5. 如图7所示,a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段中点,d是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所受的电场力分别为Fd、Fc、Fe,则下列说法中正确的是( )
图7
A.Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右
B.Fd、Fc的方向水平向右,Fe的方向竖直向上
C.Fd、Fe的方向水平向右,Fc=0
D.Fd、Fc、Fe的大小都相等
6如图8所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a和c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是( )
图8
A.b点场强大于d点场强
B.b点场强小于d点场强
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷
7如图15所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( )
A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向
8、等量异种点电荷的连线和中垂线如图2示,现将一个带负电的检验电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则检验电荷在此全过程中()
A.所受电场力的方向不变
B.所受电场力的大小恒定
C.b点场强为0,电荷在b点受力也为0
D.在平面内与c点场强相同的点总共有四处
9.如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出).图中C点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,D为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称,则下列说法中正确的是()
A.这两点电荷一定是等量异种电荷B.这两点电荷一定是等量同种电荷
C.D、C两点的电场强度一定相等D.C点的电场强度比D点的电场强度小
7
10、如图1所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,,但其方向未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区
域时的运动轨迹。
a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力的作用,根据此图可作出正确判断的是()
A.带电粒子所带电荷的性质
B.a、b两点电场强度方向
C.带电粒子a、b两点处的受力方向
D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
一
图13
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