高二物理电场力学性质训练题
电场力的性质导学案(第1课时)
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知识点一 电荷守恒 点电荷 Ⅰ 库仑定律 Ⅱ 1. 元电荷、点电荷
(1)元电荷e = _______________,所有带电体的电荷量都是元电荷的 . (2)点电荷: . (3)比荷:带电粒子的与其质量之比。 2.电荷守恒定律
(1)内容: . (2)起电方法:____________、___________、__________. (3)带电实质: . 3.库仑定律
(1)内容: 。 (2)表达式:,式中k =9.0×109 N·m 2/C2,叫静电力常量。 (3)适用条件: 。
库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定,且_____,为斥力;________,为引力. 知识点二 静电场 Ⅰ 电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 1. 电场
(1)定义: . (2)基本性质: 。 2.电场强度
(1)定义:。 (2)定义式: (3)单位:N/C或V/m。
(4)矢量性:规定 3.点电荷场强的计算式
(1)公式:设在场源点电荷Q 形成的电场中,与Q 相距r 点的场强E = (2)适用条件: 4.电场强度的叠加
5.匀强电场:电场中各点电场强度的________________________. 1. [电荷守恒定律](多选) 关于电现象说法,正确的是( )
A. 玻璃棒无论与什么物体摩擦都会带上正电,而橡胶棒无论与什么物体摩擦都会带上负电 B. 相互摩擦又与外界绝缘的两个物体,若一个带了正电,另一个必定带上等量的负电 C. 电现象的本质是电子的转移,呈中性的物体得到电子就一定显负电性,失去电子就一定显正电性
D. 摩擦起电的过程,就是产生电子的过程
2. [库仑定律]两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ,壳层的厚度和质量分布均匀,将它们分别固定于绝缘支座上,两球心间的距离为l ,为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,两球电量的绝对值均为Q ,那么,a 、b 两球之间的万有引力F 引、库仑力F 库分别为( )
m 2l ,F Q 2m 2Q 2
A. F 引=G 库=k l B. F 引≠G l F 库≠k l G m 2F l ,F Q 2m 2Q 2
C. 引≠库=k l D. F 引=G l F 库≠k l
3. [库仑力作用下的平衡问题] (多选) 如图所示,水平地面上固定一个
光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行。小球A 的质量为m 、电量为q 。小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d 。静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷。小球A 静止在斜面上,则( ) A. 小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d B. 当q
d k 时,细线上的拉力为0 C. q
mg tan θmg
d
k 0 D. q
d
k tan θ
A 的支持力为0
4.(
多选
)
如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A 、B 分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F 作用于小球B ,则两球静止于图示位置,如果将小球B 向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比( )
A. 推力F 将增大 B. 竖直墙面对小球A 的弹力减小 C. 地面对小球B 的弹力一定不变 D. 两个小球之间的距离增大 5. 如图,真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形,边长L =2.0 m。若将电荷量均为q =+2.0×10-
6 C的两点电荷分别固定在
A 、B 点,已知静电力常量k =9.0×109N·m 2/C2,求:
(1)两点电荷间的库仑力大小; (2)C 点的电场强度的大小和方向。
(4)
电场力的性质导学案(第2课时)
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知识点三 电场线 Ⅰ 1. 定义:
.
2.电场线的特点
(1)电场线上每一点的切线方向与该点的 一致.
(2)电场线从 出发,终止于______________________. (3)电场线在电场中______________________.
(4)在同一电场中,___________________________________________________________. (5)沿电场线的方向_____________________. 3.几种典型电场的电场线
如图所示是几种典型电场的电场线分布图。 知识点四 电场强度的叠加与计算 Ⅱ 1. 场强的叠加:多个电场在空间某点产生的合场强,等于每个电场单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这就是场强叠加原理。由于电场强度是矢量,求合场强需用平行四边形定则。
2.两等量点电荷的电场比较
1. [电场线的理解] (多选) 如图是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( )
A. 这个电场可能是负点电荷的电场 B. A 点的电场强度大于B 点的电场强度 C. A 、B 两点的电场强度方向不相同
D. 负电荷在B 点处受到的电场力的方向沿B 点切线方向
4. [电场的叠加]如图所示,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( )
A. 场强大小为kq r ,方向沿OA 方向 B. 场强大小为kq
r ,方向沿AO 方向
C. 2kq 2kq
r OA 方向 D. 场强大小为r
,方向沿AO 方向
3. 如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a 、b 两点运动到c 点,设电场力对两电子做的功分别为W a 和W b ,a 、b 点的电场强度大小分别为E a 和E b ,则( )
A. W a =W b ,E a >E b B. W a ≠W b ,E a >E b C. W a =W b ,E a <E b D. W a ≠W b ,E a <E b 4. 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器,某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线ab 为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )
5. (多选) 如
图所示,图中实线
是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电
粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图可以作出的正确判断是(
)
A.
带电粒子所带电荷的正、负
B.
带电粒子在a 、b 两点的受力方向 C. 带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大 D. 带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大
6. 在足够长的粗糙绝缘板A 上放一个质量为m 、电荷量为+q 的小滑块B 。用手托住A 置于方向水平向左、场强大小为E 的匀强电场中,此时A 、B 均能静止,如图所示。现将绝缘板A 从图中位置P 垂直电场线移至位置Q ,发现小滑块B 相对于A 发生了运动。为研究方便可以将绝缘板A 的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程。测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s,减速的时间为0.2 s。P 、Q 位置高度差为0.5 m。已知匀强电场的场强E =0.3mg
q A 、
B 之间动摩擦因数μ=0.4,g 取10 m/s2。求:
(1)绝缘板A 加速和减速的加速度大小分别为多大? (2)滑块B 最后停在离出发点水平距离为多大处?
电场力的性质训练案
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一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分)
1. 关于电场强度及电场线的概念,下列说法中正确的是( ) A. 电荷在电场中某点受到的电场力大,该点的电场强度就大
B. 电场强度的方向总跟电场力的方向一致,电场线上某一点的切线方向即为该点的场强方向
C. 由静止释放的带电粒子只在电场力作用下,其运动轨迹一定与电场线重合 D. 电场中某点的电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关
2. (多选) 如图所示为电场中的一条电场线,在该电场线上有a 、b 两点,用E a 、E b 分别表示这两点电场强度的大小,则( )
A. a 、b 两点的电场强度方向相同 B. 因为电场线由a 指向b ,所以E a >E b C. 因为电场线是直线,所以E a =E b
D. 不知道a 、b 附近电场线的分布情况,E a 、E b 的大小不能确定
3. 如图所示,一个均匀的带电圆环,带电荷量为+Q ,半径为R ,放在绝缘水平桌面上。圆心为O 点,过O 点作一竖直线,在此线上取一点A ,使A 到O 点的距离为R ,在A 点放一检验电荷+q ,则+q 在A 点所受的电场力为( )
A.
kQq
R ,方向向上 B.
2kQq
4R C. kQq
4R
,方向水平向左
D. 不能确定
4. (多选) 用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图所示。对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )
A. 摩擦使笔套带电
B. 笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷
C. 圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D. 笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和
5. 在如下图所示的四种电场中,分别标记有a 、b 两点。其中a 、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A. 甲图中与点电荷等距的a 、b 两点
B. 乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点 C. 丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点 D. 丁图中非匀强电场中的a 、b 两点
6. (多选) 如图所示,可视为点电荷的小球A 、B 分别带负电和正电,B 球固定,其正下方的A 球静止在绝缘斜面上,则A 球受力个数可能为 ( )
A. 可能受到2个力作用 B. 可能受到3个力作用 C. 可能受到4个力作用
D. 可能受到5个力作用
7. 如图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷+q 、+q 、-q ,则该三角形中心O 点处的场强为( )
A. 6kq 6kq
a ,方向由C 指向O B. a O 指向C C.
3kq 3a C 指向O D. kq
a O 指向C 8. 如图所示,一个绝缘圆环,当它的1
4均匀带电且电荷量为+q 时,圆
心O 处的电场强度大小为E ,现使半圆ABC 均匀带电+2q ,而另一半圆ADC 均匀带电-2q ,则圆心O 处的电场强度的大小和方向为( )
A. 22E ,方向由O 指向D B. 4E ,方向由O 指向D C. 22E ,方向由O 指向B D. 0
9. 如图所示,a 、b 两点处分别固定有等量异种点电荷+Q 和-Q ,c 是线段ab 的中点,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F d 、F c 、F e ,则下列说法中正确的是( )
A. F d 、F c 、F e 的方向都是水平向右 B. F d 、F c 的方向水平向右,F e 的方向竖直向上 C. F d 、
F
e
的方向水平向右,
F
c
=
D. F d 、F c 、F e 的大小都相等 10. 如图所示,将两个摆长均为l 的单摆悬于O 点,摆球质量均为m ,带电荷量均为q (q >0)。将另一个带电荷量也为q (q >0)的小球从O 点正下方较远处缓慢移向O 点,当三个带电小球分别处于等边三角形abc 的三个顶点上时,摆线的夹角恰好为120°,则此时摆线上的拉力大小等于( )
mg B. Mg 3kq 2kq 2A. l D. l
二、非选择题(本题共2小题,共40分)
11. (16分) 一根长为l 的丝线吊着一质量为m 、带电荷量为q 的小球静止在水平向
右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(
重力加速度为
g ,sin37°=0.6) ,求:
均匀带正电直棒AB 置于水平面上,A 端距PQ 的距离为s =3 m ,给棒一个水平向左的初速度v 0,并以此时作为计时的起点,棒在最初2 s 的运动图象如图(乙) 所示。2 s 末棒的B 端刚好进入电场,已知直棒单位长度带电荷量为λ=0.1 C/m,取重力加速度g =10 m/s2。求:
(1)匀强电场的电场强度的大小; (2)小球经过最低点时受到的拉力大小。
12. (24分) 如图(甲) 所示,水平面被竖直线PQ 分为左、右两部分,左部分光滑,范围足够大,上方存在水平向右的匀强电场,右部分粗糙。一质量为m =2 kg,长为L 的绝缘体制成的
(1)直棒的长度; (2)匀强电场的场强E ; (3)直棒最终停在何处。