2021年高中物理人教版选修3-1专题突破：第一章电场力的性质-.docx

专题突破电场力的性质1电场力公式(1)FEq(适用于一切电场)(2)F(适用于两点电荷)2电场强度公式(1)E(适用于一切电场)(2)E(适用于点电荷电场)3电场线(1)电场线：为了形象描述电场而画的一条条有方向的曲线曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向(2)电场线的特点：电场线从正电荷或无限远动身，终止于无限远或负电荷；电场线在电场中不相交；电场强度大的地方电场线较密，电场强度小的地方电场线较疏公式EF/q与EkQ/r2应用辨析(2022北京四中高二检测)如图所示，金属板带电量为Q，质量为m的金属小球带电量为q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是()AQ在小球处产生的场强为E1BQ在小球处产生的场强为E1Cq在O点产生的场强为E2Dq在O点产生的场强为E2解析金属板不能看做点电荷，在小球处产生的场强不能用E计算，故A错误；依据小球处于平衡得小球受电场力Fmgtan ，由E得：E1，B正确；小球可看做点电荷，在O点产生的场强E2，C正确；依据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为Fmgtan ，但金属板不能看做摸索电荷，故不能用E求场强，D错误故选BC.答案BC电场强度的叠加(2022南京质检)如图所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E.现转变a处点电荷的位置，使O处的电场强度转变，下列叙述正确的是()A移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿OeB移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿OdC移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿OcD移至f处，O处的电场强度大小不变，方向沿Oe解析当等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，依据点电荷产生的场强的特点可知，在O处产生的合场强是各自产生场强大小的2倍，可知每个点电荷在O处产生的场强大小均是，方向是由a指向d.当a处点电荷移至c处时，依据数学学问可得在O处产生的合场强大小减半，方向沿Oe，A错误；同理，可判定B、D错误，C正确故选C.答案C割补法求电场强度如图所示，用金属丝弯成半径为r1.0 m的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d2 cm的间隙，且d远远小于r，将电荷量为Q3.13109C的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度解析依据对称性可知，带电圆环在圆心O处的合场强E0，那么补上缺口部分在圆心O处产生的场强与原缺口环在圆心O处产生的场强大小相等、方向相反考虑到2r比d大很多，所以原来有缺口的带电环所带电荷的密度为，补上的金属部分的带电荷量Qd1.01011 C由于d比r小得多，可以将Q视为点电荷，它在O处产生的场强为E9109 N/C9102 N/C，方向由缺口指向圆心所以原缺口环在圆心处产生的场强E9102 N/C，方向由圆心指向缺口答案见解析静电场学问与动力学学问的综合应用如图所示，光滑斜面倾角为37，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开头，电场强度变化为原来的，求：(1)原来的电场强度为多大？(2)物块运动的加速度？(3)沿斜面下滑距离为l0.5 m时物块的速度大小(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)解析(1)对小物块受力分析如图所示，物块静止于斜面上，则mgsin 37qEcos 37E.(2)当场强变为原来的时，小物块所受的合外力F合mgsin 37qEcos 37mgsin 370.3mg又F合ma，所以a3 m/s2，方向沿斜面对下(3)由v202al得v m/s.答案(1)(2)3 m/s2，方向沿斜面对下(3) m/s1下列关于电场强度的说法中正确的是()A公式E只适用于真空中点电荷产生的电场B由公式E可知，电场中某点的电场强度E与摸索电荷在电场中该点所受的电场力成正比C在公式Fk中，k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小；而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处场强的大小D由公式Ek可知，在离点电荷格外近的地方(r0)，电场强度E无穷大解析：选C.电场强度的定义式E适用于任何电场，故A错误电场中某点的电场强度由电场本身打算，而与电场中该点是否有摸索电荷或引入摸索电荷所受的电场力无关，故B错误点电荷间的相互作用力是通过电场产生的，故C正确公式E是点电荷产生的电场中某点场强的计算式，当r0时，所谓“点电荷”已不存在，该公式已不适用，故D错误故选C.2.如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点速度在不断地增大，则下列结论中正确的是()A该电场是匀强电场B电场线的方向由N指向MC电子在a处的加速度小于在b处的加速度D由于电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹解析：选B.仅从一条直的电场线不能推断出该电场是否为匀强电场，由于无法确定电场线的疏密程度，所以该电场可能是匀强电场，可能是正的点电荷形成的电场，也可能是负的点电荷形成的电场，A错电子从a到b做的是加速运动，表明它所受的静电力方向是由M指向N，由于负电荷所受的静电力方向跟场强方向相反，所以电场线的方向由N指向M，B对由于无法推断电场的性质，因此不能比较电子在a、b两处所受静电力的大小，即不能比较加速度的大小，C错电场线不是电荷运动的轨迹，只有在特定的状况下，电场线才可能与电荷的运动轨迹重合，D错3(2021高考新课标全国卷)如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()AkBkCk Dk解析：选B.本题应从点电荷产生的电场和电场的叠加角度解决问题已知a处点电荷和带电圆盘均在b处产生电场，且b处场强为零，所以带电圆盘在b处产生的电场场强E1与q在b处产生的电场场强Eab等大反向，即E1Eab，带电圆盘在d处产生的电场场强E2E1且方向与E1相反，q在d处产生的电场场强Ead，则d处场强EdE2Eadk，选项B正确4(2022高考海南卷)N(N1)个电荷量均为q(q0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，示意如图若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为_，方向_(已知静电力常量为k)解析：由对称性可知，均匀分布在半径为R的圆周上N个带电小球在圆心O点处的合电场强度大小为零若移去位于圆周上P点的一个小球，剩余带电小球在圆心O点处产生的电场强度与P点小球在圆心O点产生的电场强度大小相等，方向相反由点电荷电场强度公式可知，P点带电小球在圆心处产生的电场强度为Ek，方向沿PO指向O点若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为Ek，方向沿OP指向P点答案：k沿OP指向P点5如图所示，QA31012 C，QB31012 C，A、B相距6 cm，在水平方向的外加电场作用下，求A、B连线中点处的场强解析：由于A、B保持静止且悬线都处于竖直方向，对A受力分析可知，A球受到外加电场对它的作用力和B对它的静电力等大、反向，即QAEk，故Ek因带电小球A、B分别带正、负电荷，所以它们在连线中点处产生的电场强度大小为Ekk电场强度E的方向为水平向右，而外加电场的电场强度方向为水平向左，所以A、B连线中点处的合场强为E合，代入数据即得E合52.5 N/C，方向水平向右答案：见解析