2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第六章 靜電場(chǎng) 第1講 電場(chǎng)力的性質(zhì) 教科版
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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第六章 靜電場(chǎng) 第1講 電場(chǎng)力的性質(zhì) 教科版 第1講 電場(chǎng)力的性質(zhì) 一、電荷及電荷守恒定律 1.電荷 (1)種類(lèi):自然界中的電荷有兩種,分別是正電荷和負(fù)電荷. (2)性質(zhì):同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引. (3)元電荷:e=1.6×10-19_C,所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同.電子帶的電荷量q=-1.6×10-19_C. (4)點(diǎn)電荷:有一定的電荷量,忽略形狀和大小的理想化模型. (5)電荷量: ①概念:電荷的多少叫電荷量. ②單位:在國(guó)際單位制中,電荷量的單
2、位是庫(kù)侖,符號(hào)是C. 2.電荷守恒定律 (1)內(nèi)容:電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中, 電荷的總量保持不變. (2)物體的帶電方式:實(shí)質(zhì),電子轉(zhuǎn)移,電荷重新分配,遵循電荷守恒定律. 二、庫(kù)侖定律 1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比.作用力的方向在它們的連線上. 2.表達(dá)式:F=k,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫靜電力常量. 3.適用條件:真空中靜止的點(diǎn)電荷. 三、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線 1.電場(chǎng) (1)定義:存在于電荷
3、周?chē)?,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(duì)放入其中的電荷有力的作用. 2.電場(chǎng)強(qiáng)度 (1)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值. (2)定義式:E=. (3)單位:N/C或V/m. (4)矢量性:規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向. (5)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng):E=,適用于計(jì)算真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng). 3.電場(chǎng)線 (1)定義:為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向,在電場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線,曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致,曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱. (2)特點(diǎn) ①電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā),終止于
4、負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處; ②電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交; ③在同一電場(chǎng)里,電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大; ④電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向; ⑤沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低; ⑥電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直. (3)幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線 1.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度E,下列說(shuō)法正確的是( ) A.由E=知,若q減半,則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為原來(lái)的2倍 B.由E=k知,E與Q成正比,而與r2成反比 C.由E=k知,在以Q為球心,以r為半徑的球面上,各處場(chǎng)強(qiáng)均相同 D.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的靜電力的方向 解析: E=為場(chǎng)強(qiáng)定義式,電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E只由電場(chǎng)本身決定,與試探
5、電荷無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;E=k是點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定式,故可見(jiàn)E與Q成正比,與r2成反比,B正確;因場(chǎng)強(qiáng)為矢量,E相同,意味著大小、方向都相同,而在以場(chǎng)源點(diǎn)電荷為球心的球面上各處E的方向不同,故C錯(cuò)誤;電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同,故D錯(cuò)誤. 答案:B 2.電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是( ) A.若放在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半 B.若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零 C.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大,則同一電荷在P點(diǎn)受的靜電力越大 D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向 答案:C 3.q1、q2為真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷,設(shè)它們之間相互作
6、用力的大小為F,關(guān)于F可以寫(xiě)出三個(gè)表達(dá)式,一個(gè)是F=,另一個(gè)是F=q2·,再有一個(gè)是F=q1·.關(guān)于這三個(gè)表達(dá)式下列說(shuō)法中正確的是( ) A.前兩種表達(dá)的形式不同,但采用的物理觀點(diǎn)相同 B.前兩種表達(dá)的形式不同,采用的物理觀點(diǎn)也不同 C.后兩種表達(dá)采用的物理觀點(diǎn)相同,表達(dá)的內(nèi)容也完全相同 D.后兩種表達(dá)采用的物理觀點(diǎn)不同,但表達(dá)的內(nèi)容完全相同 解析:表達(dá)式F=表示的意思是真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的庫(kù)侖力大小跟它們所帶電荷量的乘積q1q2及它們之間距離的平方r2之間的關(guān)系,而表達(dá)式F=q2·則表示點(diǎn)電荷q1在真空中產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)點(diǎn)電荷q2的作用力大小,其中就是點(diǎn)電荷q1在真空中q
7、2位置處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng),同理,表達(dá)式F=q1·則表示點(diǎn)電荷q2在真空中產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)點(diǎn)電荷q1的作用力大小,其中就是點(diǎn)電荷q2在真空中q1位置處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).綜上所述,正確選項(xiàng)為B.
答案:B
4.一點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力作用,由A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,先后經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中的B點(diǎn)和C點(diǎn).點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別用EA、EB、EC表示,則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是( )
A.EA>EB>EC B.EA
8、B. 答案:AD 5.(xx·北京市西城區(qū)高三期末)如圖所示,電場(chǎng)中一正離子只受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).離子在A點(diǎn)的速度大小為v0,速度方向與電場(chǎng)方向相同.能定性反映該離子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的速度-時(shí)間(v-t)圖象是( ) 解析:由電場(chǎng)線的疏密分布可知,正離子從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于電場(chǎng)力對(duì)離子做正功,離子速度逐漸增大,同時(shí)其所受的電場(chǎng)力越來(lái)越小,根據(jù)牛頓第二定律可知,離子的加速度a將會(huì)越來(lái)越小,因此其速度-時(shí)間(v-t)圖象的斜率會(huì)越來(lái)越小,故選項(xiàng)D正確. 答案:D 1.公式F=中,q1、q2為點(diǎn)電荷,r是指兩點(diǎn)電荷之間的距離,如果兩帶電體不能看
9、做點(diǎn)電荷,則需要具體討論. 2.庫(kù)侖定律公式,只適用于求真空中的兩點(diǎn)電荷間的相互作用.在空氣中,也可近似應(yīng)用. 3.一般計(jì)算庫(kù)侖力時(shí),將電荷量q1、q2的絕對(duì)值代入公式計(jì)算作用力的大小,而力F的方向再根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引進(jìn)行判定. 4.兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離r→ 0時(shí),就不能再視為點(diǎn)電荷,它們之間的庫(kù)侖力不能認(rèn)為趨近于無(wú)窮大. (xx·上海單科)A、B、C三點(diǎn)在同一直線上,AB∶BC=1∶2,B點(diǎn)位于A、C之間,在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷.當(dāng)在A處放一電荷量為+q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場(chǎng)力為F;移去A處電荷,在C處放一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力為( )
10、 A.-F/2 B.F/2 C.-F D.F 解析:如圖所示,設(shè)B處的點(diǎn)電荷帶電荷量為正,AB=r,則BC=2r,根據(jù)庫(kù)侖定律F=,F(xiàn)′=,可得F′=,故選項(xiàng)B正確. 答案:D 1-1:如圖所示的三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3,固定在一條直線上,q2和q3的距離為q1和q2距離的2倍,每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個(gè)電荷的電荷量之比q1∶q2∶q3為( ) A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36 C.(-3)∶2∶(-6) D.3∶2∶6 解析:q1、q2、q3三個(gè)點(diǎn)電荷中任意兩個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)第三個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零,由此可知q1
11、、q3為同種電荷,它們與q2互為異種電荷.q1、q2間距離設(shè)為r,對(duì)q3有=,所以=;對(duì)q1有=,所以=. 考慮q1、q2、q3的電性,其電荷量之比為q1∶q2∶q3=(-9)∶4∶(-36),A對(duì). 答案:A 1.電場(chǎng)線的相關(guān)問(wèn)題 (1)根據(jù)電場(chǎng)線,分析推斷電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的變化情況. (2)根據(jù)電場(chǎng)線和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,分析推斷帶電粒子的性質(zhì)、受力、能量變化等. (3)根據(jù)電勢(shì)的分布情況,求作電場(chǎng)線. 2.兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線比較 比較 等量異種點(diǎn)電荷 等量同種點(diǎn)電荷 電場(chǎng)線 分布圖 連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng) 最小,指向負(fù)電荷一方 為零 連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小
12、 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(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小 O點(diǎn)最大,向外逐漸減小 O點(diǎn)最小,向外先變大后變小 關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′,B與B′的場(chǎng)強(qiáng)特點(diǎn) 等大同向 等大反向 某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線方向不確定,分布如圖所示,帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,由M運(yùn)動(dòng)到N,以下說(shuō)法正確的是( ) A.粒子必定帶正電荷 B.該靜電場(chǎng)一定是孤立正電荷產(chǎn)生的 C.粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度 D.粒子在M點(diǎn)的速度大于它在N點(diǎn)的速度 思路點(diǎn)撥: 解析:帶電粒子所受靜電力沿電場(chǎng)線的切線方向或其反方向,且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),
13、靜電力方向大致向上,因不知電場(chǎng)線的方向,粒子的電性無(wú)法確定,所以選項(xiàng)A錯(cuò). 電場(chǎng)線是彎曲的,則一定不是孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng),所以選項(xiàng)B錯(cuò). N點(diǎn)處電場(chǎng)線密,則場(chǎng)強(qiáng)大,粒子受到的靜電力大,產(chǎn)生的加速度也大,所以選項(xiàng)C正確. 因靜電力大致向上,粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí),靜電力做正功,粒子動(dòng)能增加,速度增加,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:C 常見(jiàn)的電場(chǎng)線與軌跡的判斷步驟 2-1:如圖所示,有a、b兩個(gè)點(diǎn)電荷帶等量正電,位置固定.O為ab的中點(diǎn),Q1Q2是一條不太長(zhǎng)的線段,Q1Q2通過(guò)O且與ab垂直,一個(gè)電子從Q1一側(cè)沿Q1Q2方向射入,電子在向右運(yùn)動(dòng)穿過(guò)O的過(guò)程中( ) A.它的速度逐漸增大
14、B.它的速度逐漸減小 C.它的加速度先增大后減小 D.它的加速度先減小后增大 解析:在等量的正點(diǎn)電荷連線的中垂線上,從較遠(yuǎn)處向O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,方向背離O點(diǎn)方向,由于Q1Q2線段較短,可認(rèn)為從Q1到O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一直減小,從O到Q2場(chǎng)強(qiáng)一直增大,所以電子的加速度先減小后增大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確;又因?yàn)殡妶?chǎng)力先做正功,后做負(fù)功,所以電子速度先增大后減小,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤. 答案:D 表達(dá)式 比較 1.三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度公式的比較 E= E=k E= 公式意義 電場(chǎng)強(qiáng)度定義式 真空中點(diǎn)電荷決定式 勻強(qiáng)電場(chǎng)中E與U關(guān)系式 適用條件 一切電場(chǎng) ①真空;②靜
15、止點(diǎn)電荷 勻強(qiáng)電場(chǎng) 決定因素 由電場(chǎng)本身決定,與q無(wú)關(guān) 由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定 由電場(chǎng)本身決定,d為沿電場(chǎng)方向的距離 相同點(diǎn) 矢量:?jiǎn)挝唬? N/C=1 V/m 2.電場(chǎng)的疊加 (1)電場(chǎng)疊加:多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和. (2)計(jì)算法則:平行四邊形定則. (xx·北京101中學(xué)模擬)如圖所示,真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)電荷Q,坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為0.2 m和0.7 m.在A點(diǎn)放一個(gè)帶正電的試探電荷,在B點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷,A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到電場(chǎng)力的方向都跟x軸正方向相同,
16、電場(chǎng)力的大小F跟試探電荷電荷量q的關(guān)系分別如圖中直線a、b所示.下列說(shuō)法正確的是( ) A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為0.25 N/C B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向 C.點(diǎn)電荷Q是正電荷 D.點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3 m 解析:由兩試探電荷受力情況可知,點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷,且放置于A、B兩點(diǎn)之間某位置,故選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤;設(shè)Q與A點(diǎn)之間的距離為l,則點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)EA=k== N/C=4×105 N/C,同理可得,點(diǎn)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為EB=k== N/C=0.25×105 N/C,解得l=0.1 m,所以點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為xQ=xA+l=(0.2+0.1)m=0.
17、3 m,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,D正確. 答案:D 3-1:質(zhì)量都是m的兩個(gè)完全相同的、帶等量異種電荷的小球A、B分別用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛在同一水平面上相距為2l的M、N兩點(diǎn),平衡時(shí)小球A、B的位置如圖甲所示,線與豎直方向夾角α=37°,當(dāng)外加水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),兩小球的平衡位置如圖乙所示,線與豎直方向的夾角也為α=37°.求: (1)A、B小球的電性及所帶的電荷量; (2)外加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 解析:(1)A球帶正電,B球帶負(fù)電 兩小球相距d=2l-2lsin 37°=l 由A球受力平衡可得mgtan α=k 解得Q=l.
18、(2)外加勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)兩球相距d′=2l+2lsin 37°=l 根據(jù)A球受力平衡可得QE-k=mgtan α. 解得E=. 答案: (1)l (2) 1.極限法 物理中體現(xiàn)極限思維的常見(jiàn)方法有極限法、微元法.極限法是把某個(gè)物理量推向極端,從而做出科學(xué)的推理分析,給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論.該方法一般適用于題干中所涉及的物理量隨條件單調(diào)變化的情況.極限思維法在進(jìn)行某些物理過(guò)程分析時(shí),具有獨(dú)特作用,使問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn),收到事半功倍的效果.(如典例1) 2.微元法 微元法將研究過(guò)程或研究對(duì)象分解為眾多細(xì)小的“微元”,只需分析這些“微元”,進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)方法或物理思想處理,便可
19、將問(wèn)題解決.(如典例2) (xx·安徽理綜)如圖甲所示,半徑為R的均勻帶電圓形平板,單位面積帶電荷量為σ,其軸線上任意一點(diǎn)P(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理求出:E=2πkσ,方向沿x軸.現(xiàn)考慮單位面積帶電荷量為σ0的無(wú)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(diǎn)Q(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度為( ) A.2πkσ0 B.2πkσ0 C.2πkσ0 D.2πkσ0 解析:根據(jù)半徑為R的均勻帶電圓形平板在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=2πkσ,可推知當(dāng)帶電圓板無(wú)限大時(shí)(即當(dāng)R→∞)的電場(chǎng)強(qiáng)度E′=2πkσ,對(duì)于無(wú)限大帶電平板,
20、挖去一半徑為r的圓板的電場(chǎng)強(qiáng)度,可利用填補(bǔ)法,即將挖去的圓板填充進(jìn)去,這時(shí)Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EQ=2πkσ0,則挖去圓板后的電場(chǎng)強(qiáng)度EQ′=2πkσ0-2πkσ0=2πkσ0,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、D、D錯(cuò)誤. 答案:A (改編題)如圖所示,一個(gè)均勻的帶電圓環(huán),帶電荷量為+Q,半徑為R,放在絕緣水平桌面上.圓心為O點(diǎn),過(guò)O點(diǎn)作一豎直線,在此線上取一點(diǎn)A,使A到O點(diǎn)的距離為R,在A點(diǎn)放一試探電荷+q,則+q在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為( ) A.,方向向上 B.,方向向上 C.,方向水平向左 D.不能確定 解析:本題考查了庫(kù)侖定律及電場(chǎng)力的合成.先把帶電圓環(huán)分成若干個(gè)小部分,每一部分可視為點(diǎn)
21、電荷,各點(diǎn)電荷對(duì)檢驗(yàn)電荷的庫(kù)侖力在水平方向上相互抵消,豎直向上方向上電場(chǎng)力大小為,故選B. 答案:B 1.如圖所示是某靜電場(chǎng)的一條電場(chǎng)線,下列說(shuō)法正確的是( ) A.EA一定大于EB B.因電場(chǎng)線是直線,所以是勻強(qiáng)電場(chǎng),則EA=EB C.A點(diǎn)的電場(chǎng)方向一定由A指向B D.試探電荷在A點(diǎn)受到靜電力的方向一定由A指向B 解析:僅有一條電場(chǎng)線.無(wú)法判斷各處的電場(chǎng)線分布.所以無(wú)法判斷各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小,也無(wú)法判斷是點(diǎn)電荷的電場(chǎng)還是勻強(qiáng)電場(chǎng).由圖可知A點(diǎn)的電場(chǎng)方向由A指向B.但要確定試探電荷所受靜電力的方向,必須知道試探電荷的電性. 答案:C 2.(xx·江蘇單科)真空中,A、B兩點(diǎn)
22、與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為( ) A.3∶1 B.1∶3 C.9∶1 D.1∶9 解析:由庫(kù)侖定律F=和場(chǎng)強(qiáng)公式E=知點(diǎn)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=,電場(chǎng)強(qiáng)度大小與該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離的二次方成反比,則EA∶EB=r∶r=9∶1,選項(xiàng)C正確. 答案:C 3.如圖所示,在固定正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,一個(gè)正試探電荷q沿著一條電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng).已知試探電荷經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度的2倍,不計(jì)試探電荷重力,則一定有( ) A.N點(diǎn)距Q的距離是M點(diǎn)距Q的距離的2倍 B.N點(diǎn)距Q的距離是M點(diǎn)距Q的距離的倍 C.它經(jīng)過(guò)M點(diǎn)
23、時(shí)的速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度的2倍 D.它經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度的倍 解析:真空中點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式E=k,因此放入其中的試探電荷q的加速度a==.由此可知,因試探電荷經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度的2倍,所以N點(diǎn)距Q的距離是M點(diǎn)距Q的距離的倍,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;試探電荷經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度小于經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度,故選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤. 答案:B 4.如圖所示,在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判斷正確的是( ) A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B.D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 C.在O到C之間+q
24、所受的電場(chǎng)力由O→C D.在O到C之間-q所受的電場(chǎng)力由O→C 解析:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,其運(yùn)算遵循矢量合成的平行四邊形定則.兩+Q在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,-Q在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向左,O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)向左,A錯(cuò)誤;由幾何關(guān)系可知,兩個(gè)+Q和一個(gè)-Q在D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,B正確;兩+Q在O到C之間的合場(chǎng)強(qiáng)以及-Q在C點(diǎn)右側(cè)的場(chǎng)強(qiáng)都是沿x軸向左,故合場(chǎng)強(qiáng)向左,+q在O到C之間所受的電場(chǎng)力由O→C,C正確;由C選項(xiàng)的分析可知,O到C之間的合場(chǎng)強(qiáng)方向向左,故-q在O到C之間所受的電場(chǎng)力由C→O,D錯(cuò)誤. 答案:BC 5.(xx·廣東廣州市模擬)如圖所示,圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某帶電
25、粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn),若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到電場(chǎng)力作用,根據(jù)此圖可以作出的正確判斷是( ) A.帶電粒子所帶電荷的正、負(fù) B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向 C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大 D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大 解析:由電場(chǎng)線的疏密可知,a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大,帶電粒子在a點(diǎn)的加速度大,故C正確;畫(huà)出初速度方向結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡的偏轉(zhuǎn)方向,可判斷帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向,但由于電場(chǎng)的方向未知,所以不能判斷帶電粒子的電性,故A錯(cuò)B對(duì);利用初速度方向和電場(chǎng)力方向的關(guān)系,可判斷電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子由a到b做負(fù)功,動(dòng)能減小,因此va>vb,選項(xiàng)D對(duì). 答案:BCD
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