高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專題44 電場(chǎng)線 電場(chǎng)強(qiáng)度的理解計(jì)算

電場(chǎng)線 電場(chǎng)強(qiáng)度的理解計(jì)算1考點(diǎn)及要求：(1)靜電場(chǎng)()；(2)電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)()；(3)電場(chǎng)線().2.方法與技巧：(1)分清是平面上場(chǎng)強(qiáng)的疊加還是立體空間中場(chǎng)強(qiáng)的疊加，再利用幾何知識(shí)求解；(2)利用帶電體或電場(chǎng)的對(duì)稱性求合場(chǎng)強(qiáng)；(3)利用整體法與隔離法處理平衡問題1(點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算與場(chǎng)強(qiáng)的合成)如圖1所示，A、B、C、D為真空中矩形圖形的4個(gè)頂點(diǎn)，AB長(zhǎng)為3 cm，BC長(zhǎng)為4 cm，在矩形頂點(diǎn)A、B、C三處各放置一個(gè)點(diǎn)電荷qA、qB、qC，其中qA、qC為負(fù)電荷，qB為正電荷已知它們的電荷量大小之比為qAqBqC6412527，點(diǎn)電荷qA產(chǎn)生的電場(chǎng)在D處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E.則D處的合場(chǎng)強(qiáng)大小應(yīng)為()圖1A1.25E B2EC0 D2.5E2(應(yīng)用整體法與隔離法分析電場(chǎng)內(nèi)的平衡問題)a、b兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為3q和q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，a球又用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊，則平衡時(shí)可能位置是()3已知表面電荷均勻分布的帶電球殼，其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零現(xiàn)有表面電荷均勻分布的帶電半球殼，如圖2所示，CD為通過半球頂點(diǎn)C與球心O的軸線P、Q為CD軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)則()圖2AP點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同BP點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反CP點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)DP點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度弱4(多選)如圖3所示，有一正方體空間ABCDEFGH，則下列說法正確的是()圖3A若A點(diǎn)放置一正點(diǎn)電荷，則B、H兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B若A點(diǎn)放置一正點(diǎn)電荷，則電勢(shì)差UBC>UHGC若在A、E兩點(diǎn)處放置等量異種點(diǎn)電荷，則C、G兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D若在A、E兩點(diǎn)處放置等量異種點(diǎn)電荷，則D、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等5(多選)如圖4所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上，下列說法中正確的是()圖4AA、B兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同BC、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同C在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大D帶正電的試探電荷在O處的電勢(shì)能大于在B處的電勢(shì)能6空間某區(qū)域有一個(gè)正三角形ABC，其三個(gè)頂點(diǎn)處分別固定有三個(gè)等量正點(diǎn)電荷，如圖5所示，D點(diǎn)為正三角形的中點(diǎn)，E、G、H點(diǎn)分別為正三角形三邊的中點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)為E關(guān)于C點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0，下列說法中正確的是()圖5A根據(jù)對(duì)稱性，D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度必為0B根據(jù)對(duì)稱性，D點(diǎn)的電勢(shì)必為0C根據(jù)對(duì)稱性，E、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向DE、G、H三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同7(多選)如圖6是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖油滴從噴霧器的噴嘴噴出，落到圖中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，調(diào)節(jié)兩板間的電壓，通過顯微鏡觀察到某一油滴靜止在電場(chǎng)中，下列說法正確的是()圖6A油滴帶正電B油滴帶負(fù)電C只要測(cè)出兩板間的距離和電壓就能求出油滴的電量D該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍答案解析1C若令A(yù)B3r0，qA64q0，則根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式E可得，三個(gè)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA，方向指向A電荷，EB，方向背離B電荷，EC，方向指向C電荷，將A、C處電荷產(chǎn)生的兩分場(chǎng)強(qiáng)根據(jù)平行四邊形定則合成可得，EA、EC的合場(chǎng)強(qiáng)與EB等大反向，故D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，C正確2D因?yàn)閍、b所帶電荷量分別為3q和q，以a、b為整體，整體的電荷量為2q，整體受到向左的靜電力作用，大小為2qE，整體的重力為2mg，如圖甲所示，則tan ；b所帶電荷量為q，受到向右的靜電力作用，大小為qE，b的重力為mg，如圖乙所示，則tan ，所以；又由于兩絕緣細(xì)線的長(zhǎng)度相同，平衡時(shí)b小球處在懸掛點(diǎn)的正下方，選項(xiàng)D正確3A表面電荷均勻分布的帶電球殼，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，若把另一帶電半球殼補(bǔ)上，則P、Q兩點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)均為零，根據(jù)對(duì)稱性原理可得，A正確4BD若A點(diǎn)放置一正點(diǎn)電荷，由于B與H到A點(diǎn)的距離不相等，則B、H兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不相等，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤若A點(diǎn)放置一正點(diǎn)電荷，由圖中的幾何關(guān)系可知，BC之間的電場(chǎng)強(qiáng)度要大于HG之間的電場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)合它們與A之間的夾角關(guān)系可得電勢(shì)差UBC>UHG，故選項(xiàng)B正確若在A、E兩點(diǎn)處放置等量異種點(diǎn)電荷，則AE連線的垂直平分面是等勢(shì)面，等勢(shì)面兩側(cè)的點(diǎn)，一定具有不同的電勢(shì)，則C、G兩點(diǎn)的電勢(shì)一定不相等，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若在A、E兩點(diǎn)處放置等量異種點(diǎn)電荷，等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)具有對(duì)稱性，即上下對(duì)稱，左右對(duì)稱，可知D、H電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，H、F電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，則D、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，故選項(xiàng)D正確5BD由于沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，結(jié)合等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線、等勢(shì)面分布特點(diǎn)可知，A、B兩處場(chǎng)強(qiáng)相同，A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線、等勢(shì)面分布特點(diǎn)，C、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同，故B選項(xiàng)正確；根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小可知，在AB之間，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；O點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，由Epq，正電荷在O處的電勢(shì)能大于在B處的電勢(shì)能，故D選項(xiàng)正確6A由于D點(diǎn)為正三角形的中心，即到三個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等，故任意兩點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)與第三個(gè)點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，故D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)A正確；由于取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0，從無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)電荷至D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功必不為0，故D點(diǎn)電勢(shì)不可能為0，選項(xiàng)B不正確；由C點(diǎn)電荷在E、F兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，但A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷在E、F兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和卻不相等，故C不正確；由對(duì)稱性可知，E、G、H三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電勢(shì)均相等，但電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同，所以D不正確7BD由題圖知，電容器板間電場(chǎng)方向向下，油滴所受的電場(chǎng)力向上，則知油滴帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)油滴受力平衡得：mgqE，得q，所以要測(cè)出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴的電量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)密立根油滴實(shí)驗(yàn)研究知：該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍，D正確