〖基础达标〗
1.关于点电荷的概念,下列说法正确的是
A.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷
C.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
D.对于任何带电球体,总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷
2.a、b两个同性点电荷的距离保持恒定,当另有一个异性电荷移近时,a、b之间的库仑斥力将
A.变小B.变大C.不变D.不能确定
3.如图所示,有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上,已知A、B都带正电荷,A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示,那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为
A.一定是正电B.一定是负电
C.可能是正电,也可能是负电D.无法判断
4.将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷),置于一个绝缘的光滑水平面上,从静止开始释放,那么下列叙述中正确的是(忽略两球间的万有引力作用)
A.它们的加速度一定在同一直线上,而且方向可能相同
B.它们的加速度可能为零
C.它们的加速度方向一定相反
D.它们加速度的大小一定越来越小
5.两个电荷量大小相等的点电荷,在真空中相距1m时,相互吸引力为0.1N,则它们的电荷量分别是Q1=___________C,Q2=___________C.将它们相碰一下再放到相距1m远处,它们的相互作用力为___________.
6.两个完全相同的带电小球,质量均为m且带有等量同种电荷,用两根长度相同的绝缘细线悬挂于同一点(如图所示),静止后两条细线张角为2θ,若细线长度为L,两个小球所带电量大小均为___________,悬线张力大小为___________.
7.真空中有两个点电荷,其中q1=5×10-3C;q2=-5×10-2C,它们相距15cm,现引入第三个点电荷,各自放在何处才能使三个点电荷都处于静止状态.
8.A、B、C是三个完全相同,带有绝缘棒的金属小球,已知其中一个带电,如果A球先后与B、C球相接触,再把A、C球放在距离为r的两位置上,测得它们之间的库仑力为F1,设法使三个球恢复初始状态,然后用C球先后和B、A球相接触,再把A、C球放在距离为r的两位置上,此时两球间的库仑力仅为F1/4,因此可判断原先哪个球带有电荷?
〖能力提升〗
9.三个电量相同的正电荷Q,放在等边三角形的三个顶点上,问在三角形的中心应放置多大的电荷,才能使作用于每个电荷上的合力为零?
10.在真空中有两个相同的金属小球,分别带有异种电荷q1和q2,且q1≠q2,当它们相距离2cm时,测得其相互吸引力为4×10-5N,把它们接触后分开,再放回原来位置,测得其相互斥力为2.25×10-5N,求两球原来所带电量q1和q2?
11.A和B两点相距L=2m,质量mA=10g,mB=5g,它们从静止开始运动(不计重力)开始时,A的加速度为a,一段时间后,B的加速度也为a,速率为v=3m/s,则此时两点电荷相距m,A的速率为m/s,
12有两个等量异种点电荷+Q1和-Q2.相距为L在它们的中垂线上有另外一个点电荷+q,如图所示,试说明点电荷+q由M点移向N点的过程中的受力情况和做功情况?
(不计重力)
第三节电场及其描述学案
〖新课标要求〗
1、理解电场强度的概念及比值定义的方法.
2、知道点电荷的电场强度表达式。
3、理解电场强度的矢量特性,会正确的进行电场的叠加的相关计算。
4、理解电场线正确的描述电场的性质。
〖新课预习〗
1、电场强度
(1)场强定义式
(其中F为试探电荷所受电场力,q为试探电荷电量,但场强与F、q均无关,而由场源电荷及该点位置决定)
本公式适用范围。
(2)真空中点电荷电场场强。
本公式适用范围。
(3)匀强电场。
本公式适用范围。
2、电场线:
(1)如何描述场强:
1.场强方向:
。
2.场强大小:
。
(2)几种常见电场:
正点电荷电场
负点电荷电场
等量同种电荷电场
等量异种电荷
匀强电场
(3)静电场的电场线不___、不_____,始于________电荷(或____),终于__________电荷(或_________)
〖知识精讲〗
知识点1电场强度
[例1]在电场中某点放一试探电荷,其电量为q,试探电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,那么下列说法正确的是()
A.若移去试探电荷g,该点的电场强度就变为零
B.若在该点放一个电量为2q的试探电荷,该点的场强就变为E/2
C.若在该点放一个电量为-2q的试探电荷,则该点场强大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向
D.若在该点放一个电量为-q/2的试探电荷,则该点的场强大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的场强方向
知识点2点电荷的电场强度、电场的叠加
[例2]相距为L的A、B两点分别固定等量异种电荷Q,在AB连线中点处电场强度为()
A.
零B.kQ/L2,且指向-Q
C.2kQ/L2,且指向-QD.8kQ/L2,且指向-Q
〖变式训练〗如图A、B为等量同种正点电荷,电荷量为Q,相距为L求两点电荷连线的中垂线上距两点电荷距离均为L的M点的电场强度?
知识点3电场线
[例3]如图,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条直
线上有a、b两点用Ea、Eb.表示a、b两处的场强大小,则()
A.a、b两点场强方向相同
B.电场线从a指向b,所以Ea>Eb
C.电场线是直线,所以Ea=Eb
D.不知a、b附近的电场线分布,Ea,Eb的大小都不能确定
[变式训练].如图所示,正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在电场是图中哪一个?
()
〖基础达标〗
1.有关电场概念,下述说法正确的有()
A.电场是物质的一种特殊形态,电荷间的相互作用,实质是电荷通过电场对另一电荷产生作用
B.电荷只能存在于真空和空气中,不能存在于导体中
C.电场和由分子、原子构成的物质一样都是物质。
D.电场能够传播,其传播速率等于光速。
2.关于电场强度和电场力说法正确的是()
A.电场强度和电场力都反映电场本身的一种物理性质
B.电场强度反映电场本身的一种物理性质,其大小由放入电场中电荷所受电场力决定
C.电场中某一点电场强度反映电场本身性质,其大小与放入电场中的电荷无关
D.电荷在电场中某点所受电场力与电场强度、电荷量均有关
3.下列说法中,正确的是()
A.在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同
B.E=kQ/r2仅适用于点电荷形成的电场
C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向
D.当初速度为零时,放入电场中的电荷在电场力作用下的运动轨迹一定是直线
4.将一点电荷q=-10-10C放在电场中P点.电荷受到电场力大小为lO-6N,方向向东,把该电荷撤去后,P点场强为()
A.零
B.104N/C,方向向东
C.104N/C,方向向西
D.10-16N/C,方向向西
5.关于电场线,下列说法正确的是()
A.电场线是客观存在的
B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C.电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可以不相同
D.沿电场线方向,场强一定越来越大
6.带电平行板间的电场强度是()
A.以板间中点最强B.接近两板处最强
C.除边缘区域外到处都一样D.在板间中点为零
7.关于电场线,下列说法正确的是()
A.靠近正点电荷,电场线越密,场强越大,靠近负点电荷,电场线越密,场强越小
B.电场线的切线方向是点电荷只在电场力作用下的加速度方向
C.电场线是点电荷在电场中只受电场力作用时运动的轨迹
D.电场中任何两条电场线都不相交
8.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,Q1=2Q2,E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强大小,则x轴上()
A.E1=E2之点有一处,该处合场强为零
B.E1=E2之点共有两处,一处合场强为零,另一处合场强为2E2
C.E1=E2之点共有三处,其中两处合场强为零,另一处合场强为2E2
D.E1=E2之点共有三处,其中一处合场强为零,另两处合场强为2E3
9.在点电荷+Q形成的电场中,距+Q为3cm处的A点的电场强度为500N/C,那么+Q的电量是_____若将电量q=3×lO-15C的点电荷置于A点,它受到的电场力大小为____.
10.如图所示,真空中两个带电量分别为Q和4Q的正点电荷,位于相距30cm的A、B两点,将另一正电荷q置于AB连线上的C点,q受合力恰好为零,C点应距A点____cm,若将电荷q取走,C点场强为____N/C.
〖能力提升〗
11.电场强度E的定义式为E=F/q,根据此式,下列说法中正确的是
①此式只适用于点电荷产生的电场②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量,F是该点电荷在电场中某点受到的电场力,E是该点的电场强度③式中q是产生电场的点电荷的电荷量,F是放在电场中的点电荷受到的电场力,E是电场强度④在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中,可以把kq2/r2看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,也可以把kq1/r2看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小
A.只有①②B.只有①③
C.只有②④D.只有③④
12.一个试探电荷q在电场中某点受到的电场力为F,以及这点的电场强度为E,下图中能正确反映q、E、F三者关系的是
13.如图所示,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,方向水平向右
14.如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力,则下列判断中正确的是
A.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电
B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电
C.若粒子是从B运动到A,则其加速度减小
D.若粒子是从B运动到A,则其速度减小
15.如图所示,一根长为2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其A、B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103V/m,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,重G=10-3N,电荷量q=2×10-6C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5,则小球从B点射出时的速度是(取g=10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.2m/sB.3m/sC.2
m/sD.2
m/s
16.在如图所示的竖直向下的匀强电场中,用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动,下列说法正确的是
①带电小球有可能做匀速率圆周运动②带电小球有可能做变速率圆周运动③带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小
④带电小球通过最低点时,细线拉力有可能最小
A.②B.①②C.①②③D.①②④
17.质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时,细线与竖直方向成30°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电量应为
A.
B.
C.
D.
18.如图所示,在正点电荷Q的电场中,A点处的电场强度为81N/C,C点处的电场强度为16N/C,B点是在A、C连线上距离A点为五分之一AC长度处,且A、B、C在一条直线上,则B点处的电场强度为多大?
19.在一高为h的绝缘光滑水平桌面上,有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止,小球到桌子右边缘的距离为s,突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E,且qE=2mg,如图所示,求:
(1)小球经多长时间落地?
(2)小球落地时的速度.
20.如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离s.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的
倍.
4、电势能和电势
〖新课标要求〗
1.明确静电力做功的特点.
2.理解电势能的概念.
3.弄清静电力做功与电势能变化之间的关系.
4.理解电势的概念,等势面的特点.
〖新课预习〗
一、静电力做功的特点:
在电场中移动电荷时,静电力对电荷所做的功与电荷的和有关,但与电荷经过的无关。
这一结论对于成立。
二、电势能
1.电荷在电场中具有的叫做电势能。
2.电荷在电场中两点间运动时静电力做功与电荷在初末位置所具有的电势能之间的关系:
WAB=。
3.要求电场中某点的电势能应选择位置。
4.电荷在某点具有的电势能,等于静电力把它从该点移到所的做的功
三、电势
1.电势的定义:
2.电势的表达式:
。
3.电场线指向电势的方向。
(沿电场线方向电势。
4.电势是标量,若论电势需有参考点,经常选为零电势位置
四、等势面
1.叫等势面。
2.两个等势面不相交
3.电场线与等势面的关系:
。
〖知识精讲〗
知识点1静电力做功的特点
[例1]如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心,半径为r的圆弧上.将一试探电荷
从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做的功是()
A.WAB>WACB.WAD>WAB
C.WAC>WADD.WAB=WAC
[变式训练]
如图所示,三个等势面上有a、b、c、d四点,若将一正电荷由c经a移到d,电场力做正功W1,若由c经b移到d,电场力做正功W2,则()
A.W1>W2,Ul>U2
B.W1C.Wl=W2,UlD.Wl=W2,Ul>U2
知识点2静电力做功与电势能变化之间的关系.
[例2]下列关于点电荷在电场中移动时,电势能变化的说法正确的是()
A.正电荷沿电场线方向移动,其电势能增加
B.正电荷逆着电场线方向移动,其电势能增加
C.负电荷沿电场线方向移动,其电势能减少
D.负电荷逆着电场线方向移动,其电势能减少
[思路分析]电场力做正功,电势能减小,减小的电势能等于电场力做的功;电场力做负功,电势能增加,增加的电势能等于克服电场力所做的功。
[变式训练]
电子在静电场中由电势高处运动到电势低处的过程中,下列说法正确的是()
A.电子动能一定越来越小
B.电子的电势能一定越来越大
C.电子速度一定越来越大
D.电子的电势能可能越来越小
知识点3电势能、电势、等势面
[例3]关于电势、电势能、等势面的概念,下列说法正确的是()
A.电场中某点的电势等于单位正电荷所具有的电势能
B.电场中某点的电势等于零,则任一电荷在该点具有的电势能均为零。
C.在等势面上移动电荷,电场力不做功。
原因是不受电场力的作用。
D.电场中某点的电势等于放在该点的试探电荷的电势能与其电量之比
[变式训练]
如图,虚线ab和c是静电场中的三个等势面,它们的电势分别为
a、
b和
c,
a>
b>
c.带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知
A粒子从K到L的过程中,电场力做负功
B粒子从L到M的过程中,电场力做负功
C粒子从K到L的过程中,静电势能增加
D粒子从L到M的过程中,动能减小
[难点精析]比较电场强度与电势
电场强度E
电势φ
1
描述电场力的性质
描述电场能的性质
2
电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值。
,
E在数值上等于单位正电荷所受的电场力
电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差。
φ=
,φ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能。
3
矢量
标量
4
单位:
牛/库;伏/米
伏(1伏=1焦/库)
5
联系:
①在匀强电场中UAB=Ed(d为A、B间沿电场方向的距离);
②电势沿着电场强度的方向降落
[例4]若带正电荷的小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内
A.一定沿电场线由高电势向低电势运动
B.一定沿电场线由低电势向高电势运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动
[思路分析]:
物体的运动不仅与物体的受力情况有关,而且与物体运动的初始条件有关;物体的运动轨迹与电场线没有必然的关系。
[变式训练]在静电场中
A电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零
B电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同
C电场强度的方向总是跟等势面垂直
D沿着电场强度的方向,电势总