物理第七章 靜電場 第1講 電場力的性質(zhì)

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1、第七章第七章 靜電場靜電場第第1 1講電場力的性質(zhì)講電場力的性質(zhì)過好雙基關(guān)一、電荷電荷守恒定律一、電荷電荷守恒定律1.元電荷、點電荷(1)元電荷：e1.601019 C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的 倍.(2)點電荷：代表帶電體的有一定電荷量的點，忽略帶電體的大小、形狀及電荷分布狀況的理想化模型.2.電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量.整數(shù)保持不變(2)三種起電方式：摩擦起電、 起電、接觸起電；(3)帶電實質(zhì)：物體；(4)電荷的分配原則：兩個形狀、大小相同且?guī)N電荷的導(dǎo)體，接觸后再

2、分開，二者帶 電荷，若兩導(dǎo)體原來帶異種電荷，則電荷先 ，余下的電荷再 . 感應(yīng)得失電子相同中和平分答案自測自測1如圖1所示，兩個不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸.把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開A.此時A帶正電，B帶負(fù)電B.此時A帶正電，B帶正電C.移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合圖1解析解析解析由靜電感應(yīng)可知，A左端帶負(fù)電，B右端帶正電，選項A、B錯誤；若移去C，A、B兩端電荷中和，則貼在A、B下部的金屬箔都閉合，選項C正確；先把A和B分開，然后移去C，則A、B帶的電荷不能中和，故貼

3、在A、B下部的金屬箔仍張開，選項D錯誤.二、庫侖定律二、庫侖定律1.內(nèi)容 中兩個靜止 之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成_，與它們的距離的二次方成 ，作用力的方向在它們的連線上.2.表達(dá)式F 式中k Nm2/C2，叫做靜電力常量.點電荷正比反比9.0109真空3.適用條件 中的 .(1)在空氣中，兩個點電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應(yīng)用公式.(2)當(dāng)兩個帶電體的間距遠(yuǎn)大于其本身的大小時，可以把帶電體看成點電荷.4.庫侖力的方向由相互作用的兩個帶電體決定，即同種電荷相互 ，異種電荷相互 . 真空點電荷排斥吸引自測自測2教材P5演示實驗改編 在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因

4、素有關(guān)的實驗中，一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和電荷量有關(guān).他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點，如圖2所示.實驗時，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近，觀察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大；再保持兩球距離不變，改變小球所帶的電荷量，觀察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大.圖2實驗表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的_而增大，隨其所帶電荷量的 而增大.此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是_(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”).答案解析減小增大控制變量法解析解析對B球進(jìn)行受力分析，球受重力、電場力和線的拉力，線與豎直方

5、向間的夾角變大時，說明電場力變大.電荷量不變時，兩球距離變小，懸線偏角變大，電場力變大；距離不變時，電荷量變大，懸線偏角變大，電場力變大. 三、電場、電場強度三、電場、電場強度1.電場(1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)；(2)基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有.2.電場強度(1)定義：放入電場中某點的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的比值.(2)定義式：E 單位：N/C或 .(3)矢量性：規(guī)定 在電場中某點所受電場力的方向為該點電場強度的方向.3.點電荷的電場：真空中距場源電荷Q為r處的場強大小為E力的作用V/m正電荷自測自測3如圖3所示，電荷量為q1和q2的兩個點電荷分

6、別位于P點和Q點.已知在P、Q連線上某點R處的電場強度為零，且PR2RQ.則A.q12q2 B.q14q2C.q12q2 D.q14q2解析答案圖3四、電場線的特點四、電場線的特點1.電場線從 或 出發(fā)，終止于 或 .2.電場線在電場中不相交.3.在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線 ，電場強度較小的地方電場線 .正電荷無限遠(yuǎn)無限遠(yuǎn)負(fù)電荷較疏較密答案自測自測4兩個帶電荷量分別為Q1、Q2的質(zhì)點周圍的電場線如圖4所示，由圖可知A.兩質(zhì)點帶異號電荷，且Q1Q2B.兩質(zhì)點帶異號電荷，且Q1Q2D.兩質(zhì)點帶同號電荷，且Q1Q2圖4研透命題點1.庫侖定律適用于真空中靜止點電荷間的相互作用.2.對于兩個

7、均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點電荷，r為球心間的距離.3.對于兩個帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖5所示.命題點一庫侖定律的理解和應(yīng)用基礎(chǔ)考點自主悟透基礎(chǔ)考點自主悟透圖54.不能根據(jù)公式錯誤地認(rèn)為r0時，庫侖力F，因為當(dāng)r 0時，兩個帶電體已不能看做點電荷了.例例1已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同.如圖6所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B、B和A間的距離均為R.現(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V 則A點處檢驗電荷q受到的電場力

8、的大小為答案解析圖6答案變式變式1科學(xué)研究表明，地球是一個巨大的帶電體，而且表面帶有大量的負(fù)電荷.如果在距離地球表面高度為地球半徑一半的位置由靜止釋放一個帶負(fù)電的塵埃，恰好能懸浮在空中，若將其放在距離地球表面高度與地球半徑相等的位置時，則此帶電塵埃將A.向地球表面下落B.遠(yuǎn)離地球向太空運動C.仍處于懸浮狀態(tài)D.無法判斷涉及庫侖力的平衡問題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力，具體步驟如下：命題點二庫侖力作用下的平衡問題基礎(chǔ)考點自主悟透基礎(chǔ)考點自主悟透注意庫侖力的方向：同性相斥，異性相吸，沿兩電荷連線方向.例例2(多選)如圖7所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，

9、斜面與水平面的夾角為.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細(xì)線與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點電荷.小球A靜止在斜面上，則圖7答案解析斜面對小球的支持力FN始終不會等于零，選項D錯誤.變式變式2如圖所示，甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為q和q，兩球間用絕緣細(xì)線2連接，甲球用絕緣細(xì)線1懸掛在天花板上，在兩球所在空間有沿水平方向向左的勻強電場，場強為E，且有qEmg，平衡時細(xì)線都被拉直.則平衡時的可能位置是哪個圖答案解析解析解

10、析先用整體法，把兩個小球及細(xì)線2視為一個整體.整體受到的外力有豎直向下的重力2mg、水平向左的電場力qE、水平向右的電場力qE和細(xì)線1的拉力FT1.由平衡條件知，水平方向受力平衡，細(xì)線1的拉力FT1一定與重力2mg等大反向，即細(xì)線1一定豎直.再隔離分析乙球，如圖所示.乙球受到的力為：豎直向下的重力mg、水平向右的電場力qE、細(xì)線2的拉力FT2和甲球?qū)σ仪虻奈引.要使乙球所受合力為零，細(xì)線2必須傾斜.設(shè)細(xì)線2與豎直方向的夾角為，則有tan 1，45，故A圖正確.變式變式3(多選)如圖8所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個質(zhì)量為0.1 kg的小球A懸掛在水平板的M、N兩點，A上帶有Q3.01

11、06 C的正電荷.兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2；靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點電荷)，則A.支架對地面的壓力大小為2.0 NB.兩線上的拉力大小F1F21.9 NC.將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上 的拉力大小F11.225 N，F(xiàn)21.0 ND.將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1F20.866 N答案解析圖8解析解析小球A、B間的庫侖力為 以B和絕緣支架整體為研究對象，受力分析圖如圖甲所示，地面對支架的支持

12、力為FNmgF庫1.1 N，由牛頓第三定律知，A錯誤；以A球為研究對象，受力分析圖如圖乙所示，F(xiàn)1F2mAgF庫1.9 N，B正確；B水平向右移，當(dāng)M、A、B在同一直線上時，由幾何關(guān)系知A、B間距為r0.6 m，F(xiàn)庫 0.225 N，以A球為研究對象，受力分析圖如圖丙所示，可知F21.0 N，F(xiàn)1F庫1.0 N，F(xiàn)11.225 N，所以C正確；將B移到無窮遠(yuǎn)，則F庫0，可求得F1F21.0 N，D錯誤. 類型類型1點電荷電場強度的疊加及計算點電荷電場強度的疊加及計算1.電場強度的性質(zhì)電場強度的性質(zhì)命題點三電場強度的理解和計算能力考點師生共研能力考點師生共研矢量性 規(guī)定正電荷在電場中某點所受電場

13、力的方向為該點場強的方向唯一性電場中某一點的電場強度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置疊加性如果有幾個靜止點電荷在空間同時產(chǎn)生電場，那么空間某點的場強是各場源電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的場強的矢量和公式適用條件說明定義式任何電場某點的場強為確定值，大小及方向與q無關(guān)決定式真空中點電荷的電場E由場源電荷Q和場源電荷到某點的距離r決定關(guān)系式勻強電場d是沿電場方向的距離2.三個計算公式三個計算公式3.等量同種和異種點電荷的電場強度的比較等量同種和異種點電荷的電場強度的比較比較項目等量異種點電荷等量同種點電荷電場線的分布圖連線中點O處的場強連

14、線上O點場強最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的場強大小(從左到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點向外場強大小O點最大，向外逐漸變小O點最小，向外先變大后變小關(guān)于O點對稱的A與A，B與B的場強等大同向等大反向例例3如圖9所示，在水平向右、大小為E的勻強電場中，在O點固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直.則A.A點的電場強度大小為B.B點的電場強度大小為EC.D點的電場強度大小不可能為0D.A、C兩點的電場強度相同答案解析圖9A、C兩點的電場強度大小相等，但方向不同，D錯誤.變式變式4

15、(2015山東理綜18)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標(biāo)如圖10所示.M、N兩點各固定一負(fù)點電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零.靜電力常量用k表示.若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為答案解析圖10類型類型2非點電荷電場強度的疊加及計算非點電荷電場強度的疊加及計算1.等效法：等效法：在保證效果相同的前提下，將復(fù)雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景.例如：一個點電荷q與一個無限大薄金屬板形成的電場，等效為兩個異種點電荷形成的電場，如圖11甲、乙所示.圖11例例4如圖12所示，xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面，該導(dǎo)體充滿z0的

16、空間，z0的空間為真空.將電荷量為q的點電荷置于z軸上zh處，則在xOy平面上會產(chǎn)生感應(yīng)電荷.空間任意一點處的電場皆是由點電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的.已知靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零，則在z軸上z 處的場強大小為(k為靜電力常量)答案解析圖122.對稱法對稱法利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點，使復(fù)雜電場的疊加計算問題大為簡化.圖13例如：如圖13所示，均勻帶電的 球殼在O點產(chǎn)生的場強，等效為弧BC產(chǎn)生的場強，弧BC產(chǎn)生的場強方向，又等效為弧的中點M在O點產(chǎn)生的場強方向.例例5如圖14所示，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線

17、上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點有一電荷量為q(q0)的固定點電荷.已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)答案解析圖143.填補法填補法將有缺口的帶電圓環(huán)或圓板補全為圓環(huán)或圓板，或?qū)肭蛎嫜a全為球面，從而化難為易、事半功倍.例例6如圖15甲所示，半徑為R的均勻帶電圓形平板，單位面積帶電荷量為，其軸線上任意一點P(坐標(biāo)為x)的電場強度可以由庫侖定律和電場強度的疊加原理求出：E ，方向沿x軸.現(xiàn)考慮單位面積帶電荷量為0的無限大均勻帶電平板，從其中間挖去一半徑為r的圓板，如圖乙所示.則圓孔軸線上任意一點Q(坐標(biāo)為x)的電場強度為答案解析1222

18、21()xkRx圖15012222()xkrx012222()rkrx解析解析當(dāng)R時， 0，則無限大平板產(chǎn)生的電場的場強為E2k0.當(dāng)挖去半徑為r的圓板時，應(yīng)在E中減掉該圓板對應(yīng)的場強Er ，即E ，選項A正確.1222()xRx0122221()xkrx012222()xkrx4.微元法微元法將帶電體分成許多元電荷，每個元電荷看成點電荷，先根據(jù)庫侖定律求出每個元電荷的場強，再結(jié)合對稱性和場強疊加原理求出合場強.例例7一半徑為R的圓環(huán)上，均勻地帶有電荷量為Q的電荷，在垂直于圓環(huán)平面的對稱軸上有一點P，它與環(huán)心O的距離OPL.設(shè)靜電力常量為k，關(guān)于P點的場強E，下列四個表達(dá)式中只有一個是正確的，

19、請你根據(jù)所學(xué)的物理知識，通過一定的分析，判斷正確的表達(dá)式是答案解析解析解析設(shè)想將圓環(huán)等分為n個小段，當(dāng)n相當(dāng)大時，每一小段都可以看成點電荷，其所帶電荷量為q由點電荷場強公式可求得每一點電荷在P處的場強為 由對稱性可知，各小段帶電環(huán)在P處的場強垂直于軸向的分量Ey相互抵消，而軸向分量Ex之和即為帶電環(huán)在P處的場強E，故1.電場線的應(yīng)用電場線的應(yīng)用(1)在同一電場里，電場線越密的地方場強越大.(2)電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向.(3)沿電場線方向電勢逐漸降低.(4)電場線和等勢面在相交處互相垂直.命題點四電場線的理解和應(yīng)用能力考點師生共研能力考點師生共研2.電場線與軌跡問題判斷方法電場

20、線與軌跡問題判斷方法(1)“運動與力兩線法”畫出“速度線”(運動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從兩者的夾角情況來分析曲線運動的情況.(2)“三不知時要用假設(shè)法”電荷的正負(fù)、場強的方向或等勢面電勢的高低、電荷運動的方向，若已知其中的任意一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知，則要用假設(shè)法分別討論各種情況.例例8(多選)如圖16所示，圖中實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點.若粒子在運動中只受電場力作用.根據(jù)此圖能作出的正確判斷是A.帶電粒子所帶電荷的符號B.粒子在a、b兩點的受力方

21、向C.粒子在a、b兩點何處速度大D.a、b兩點電場的強弱答案解析圖16解析解析由題圖中粒子的運動軌跡可知粒子在a、b兩點受到的電場力沿電場線向左，由于電場線方向不明，無法確定粒子的電性，故A錯誤，B正確；由軌跡彎曲方向與粒子速度方向的關(guān)系分析可知，電場力對粒子做負(fù)功，粒子動能減小，電勢能增大，則粒子在a點的速度較大，故C正確；根據(jù)電場線的疏密程度可判斷a、b兩點電場的強弱，故D正確. 變式變式5(多選)(2018山東濟(jì)寧模擬)帶正電的粒子在某電場中僅受電場力作用，能分別完成以下兩種運動：在電場線上運動；在等勢面上做勻速圓周運動.該電場可能由A.一個帶正電的點電荷形成B.一個帶負(fù)電的點電荷形成C

22、.兩個帶等量負(fù)電的點電荷形成D.兩個帶不等量負(fù)電的點電荷形成答案課時作業(yè)1.三個相同的金屬小球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)，此時球1、2之間作用力的大小為F.現(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1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變.由此可知A.n3 B.n4C.n5 D.n6答案解析1234567891011雙基鞏固練雙基鞏固練12345678910112.(多選)(2018云南大理模擬) 在光滑絕緣的水平桌面上，存在著方向水平向右的勻強電場，電場線如圖1中實線所示

23、.一初速度不為零的帶電小球從桌面上的A點開始運動，到C點時，突然受到一個外加的水平恒力F作用而繼續(xù)運動到B點，其運動軌跡如圖中虛線所示，v表示小球經(jīng)過C點時的速度，則 A.小球帶正電B.恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能與v方向相反D.在A、B兩點小球的速率不可能相等1234567891011答案解析圖1解析解析由小球從A點到C點的軌跡可得，小球受到的電場力方向向右，帶正電，選項A正確；小球從C點到B點，所受合力指向軌跡凹側(cè)，當(dāng)水平恒力F水平向左時，合力可能向左，符合要求，當(dāng)恒力F的方向與v方向相反時，合力背離軌跡凹側(cè)，不符合要求，選項B正確，C錯誤；小球從A點到B點，由動能定理，當(dāng)

24、電場力與恒力F做功的代數(shù)和為零時，在A、B兩點小球的速率相等，選項D錯誤.12345678910113.(多選)在電場中的某點A放一電荷量為q的試探電荷，它所受到的電場力大小為F，方向水平向右，則A點的場強大小EA 方向水平向右.下列說法正確的是A.在A點放置一個電荷量為q的試探電荷，A點的場強方向變?yōu)樗较蜃驜.在A點放置一個電荷量為2q的試探電荷，則A點的場強變?yōu)?EAC.在A點放置一個電荷量為q的試探電荷，它所受的電場力方向水平向左D.在A點放置一個電荷量為2q的試探電荷，它所受的電場力為2F1234567891011答案解析解析解析E 是電場強度的定義式，某點的場強大小和方向與場源電荷

25、有關(guān)，而與放入的試探電荷沒有任何關(guān)系，故選項A、B錯；因負(fù)電荷受到電場力的方向與場強方向相反，故選項C正確；A點場強EA一定，放入的試探電荷所受電場力大小為FqEA，當(dāng)放入電荷量為2q的試探電荷時，試探電荷所受電場力應(yīng)為2F，故選項D正確.12345678910114.如圖2所示，在真空中有兩個固定的等量異種點電荷Q和Q.直線MN是兩點電荷連線的中垂線，O是兩點電荷連線與直線MN的交點.a、b是兩點電荷連線上關(guān)于O的對稱點，c、d是直線MN上的兩個點.下列說法中正確的是A.a點的場強大于b點的場強，將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先 增大后減小B.a點的場強小于b點的場強，將一檢驗電

26、荷沿MN由c移動到d，所受電場力先 減小后增大C.a點的場強等于b點的場強，將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小D.a點的場強等于b點的場強，將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大 1234567891011答案圖25.帶有等量異種電荷的一對平行金屬板，如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大，即使在兩極板之間，它的電場線也不是彼此平行的直線，而是如圖3所示的曲線，關(guān)于這種電場，下列說法正確的是 A.這種電場的電場線雖然是曲線，但是電場線的分布卻是左右對稱的， 很有規(guī)律性，它們之間的電場，除邊緣部分外，可以看做勻強電場B.電場內(nèi)部A點的電場強度小于B點

27、的電場強度C.電場內(nèi)部A點的電場強度等于B點的電場強度D.若將一正電荷從電場中的A點由靜止釋放，它 將沿著電場線方向運動到負(fù)極板1234567891011答案圖3解析解析解析由于題圖中平行金屬板形成的電場的電場線不是等間距的平行直線，所以不是勻強電場，選項A錯誤；從電場線分布看，A點的電場線比B點密，所以A點的電場強度大于B點的電場強度，選項B、C錯誤；A、B兩點所在的電場線為一條直線，電荷受力方向沿著這條直線，所以若將一正電荷從電場中的A點由靜止釋放，它將沿著電場線方向運動到負(fù)極板，選項D正確. 12345678910116.(多選)如圖4所示，在光滑絕緣水平面上，三個帶電質(zhì)點a、b和c分別

28、位于邊長為L的正三角形的三個頂點上；a、b帶電荷量均為q且為同種電荷，整個系統(tǒng)置于水平方向的勻強電場中.已知靜電力常量為k，若三個質(zhì)點均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是A.如果a、b帶正電，那么c一定帶負(fù)電B.勻強電場場強的大小為C.質(zhì)點c的電荷量大小為D.勻強電場的方向與ab邊垂直指向c1234567891011答案綜合提升練綜合提升練圖4解析12345678910117.如圖5所示，邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷q、q、q，則該三角形中心O點處的場強為1234567891011答案解析圖512345678910118.(多選)(2018四川瀘州質(zhì)檢)一絕緣細(xì)線Oa下端

29、系一質(zhì)量為m的帶正電的小球a，在正下方有一光滑的絕緣水平細(xì)桿，一帶負(fù)電的小球b穿過桿在其左側(cè)較遠(yuǎn)處，小球a由于受到水平絕緣細(xì)線的拉力而靜止，如圖6所示，現(xiàn)保持懸線與豎直方向的夾角為，并在較遠(yuǎn)處由靜止釋放小球b，讓其從遠(yuǎn)處沿桿向右移動到a點的正下方，在此過程中A.懸線Oa的拉力逐漸增大，水平細(xì)線的拉力逐漸減小B.b球的加速度先增大后減小，速度始終增大C.b球所受的庫侖力一直增大D.b球所受的庫侖力先減小后增大1234567891011答案解析圖6解析解析b球在較遠(yuǎn)處時，所受庫侖力近似為零，在a球正下方時，庫侖力的水平分量為零，水平細(xì)線的拉力比最初時大，A錯誤；中間過程b球受到的庫侖力的水平分量不

30、為零，可知庫侖力的水平分量先增大，后減小，則b球的加速度先增大后減小，b球所受庫侖力水平分量與運動方向始終相同，速度一直增大，B正確；b球受到的庫侖力F 在運動過程中，a、b兩球之間的距離一直在減小，則b球所受的庫侖力一直增大，C正確，D錯誤.12345678910119.真空中有兩個完全相同的金屬小球，A球帶qA6.41016 C的正電荷，B球帶qB3.21016 C的負(fù)電荷，均可視為點電荷，求：(1)當(dāng)它們相距為0.5 m時，A、B間的庫侖力為多大？1234567891011解析答案答案答案7.371021 N解析解析A、B兩球帶異種電荷，因此，A、B間的庫侖力是引力，由庫侖定律可得它們間

31、的庫侖力大小為F7.371021 N.(2)若將兩球接觸后再分別放回原處，A、B間的庫侖力又為多大？(以上結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)1234567891011解析答案答案答案9.221022 N解析解析兩球接觸后，它們的帶電荷量均為：所以分別放回原處后，兩球間的庫侖力大小為10.如圖7所示，真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的A、B、C三點構(gòu)成等邊三角形，邊長L2.0 m.若將電荷量均為q2.0106 C的兩點電荷分別固定在A、B點，已知靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，求：(1)兩點電荷間的庫侖力大小.1234567891011答案解析圖7答案答案9.0103 N 解析解析根據(jù)庫侖定律，A、B

32、兩點電荷間的庫侖力大小為F代入數(shù)據(jù)得F9.0103 N(2)C點的電場強度的大小和方向.1234567891011答案解析答案答案7.8103 N/C，方向沿y軸正方向解析解析A、B兩點電荷在C點產(chǎn)生的電場強度大小相等，均為E1 A、B兩點電荷形成的電場在C點的合電場強度大小為E2E1cos 30由式并代入數(shù)據(jù)得E7.8103 N/C，電場強度E的方向沿y軸正向.11.如圖8所示，質(zhì)量為m的小球A穿在光滑絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為，小球A帶正電(可視為點電荷)，電荷量為q.在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正點電荷.將A由距B豎直高度為H處無初速度釋放，小球A下滑過程中電荷量不變.整個裝置處在真空中，已知靜電力常量k和重力加速度g.求：(1)A球剛釋放時的加速度是多大；1234567891011答案解析圖8解析解析小球A受到庫侖斥力，由牛頓第二定律可知mgsin Fma，1234567891011(2)當(dāng)A球的動能最大時，A球與B點間的距離.1234567891011答案解析解析解析當(dāng)A球受到的合力為零，即加速度為零時，動能最大.設(shè)此時A球與B點間的距離為d.