1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。阶段提升课知识体系思维导图考点整合素养提升 考点1库仑定律与库仑力作用下的平衡问题(难度)1.库仑定律:F=k,适用于真空中静止点电荷间的库仑力的计算。2.求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路:点电荷平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的,只是在原来受力的基础上多分析一个电场力。具体步骤如下:3.三个自由点电荷的平衡条件及规律:“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上;“两同夹异”正、负电荷相互间隔;“两大夹小”中间电荷的电荷量最小;“近小远大”中间电荷靠近电
2、荷量较小的电荷。库仑力作用下平衡问题的关键词转化提醒:对于三个自由电荷的平衡问题,只需对其中两个电荷列平衡方程,不必再对第三个电荷列平衡方程。1.(多选)(2020张家界高二检测)A、B两带电小球,质量分别为mA、mB,用绝缘不可伸长的细线如图悬挂,静止时A、B两球处于相同高度。若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列判断正确的是()A.FAF,故NN,即小物体静止在P点时受到的支持力最大,静止在M、N点时受到的支持力相等。故C、D正确。【加固训练】如图所示,绝缘的水平面上静止着两个质量均为m,电荷量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离
3、为r,A、B与平面间的动摩擦因数均为。(1)A受到的摩擦力为多大?(2)如果将A的电荷量增至+4Q,两物体开始运动,当它们的加速度第一次为零时,A、B各运动了多远的距离?【解析】(1)对A,由平衡条件可知f=F库=k,摩擦力方向水平向右。(2)当加速度a=0时k=mg,得到二者相距r=2Q,所以sA=sB=Q-。答案:(1)k(2) sA=sB=Q- 考点2电势与电势差的比较(难度)电势电势差U区别定义电势能与电荷量的比值=电场力做功与电荷量的比值U=决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点的位置决定相对性有,与零电势点的选取有关无,与零电势点的选取无关联系数值关系UAB=A-B,当
4、B=0时,UAB=A单位相同,均是伏特(V),常用的还有kV、mV等标量性都是标量,但均具有正负物理意义均是描述电场性质的物理量提醒:电势差是两点电势的差值,与零电势点的选取无关,在数值上等于移动单位正电荷电场力做的功。电势与电势差的关键词转化1.(2020菏泽高二检测)在某电场中,A、B两点间的电势差UAB=60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,则A、B、C三点电势高低关系是()A.ABCB.ACCBD.CBA【解析】选C。A和B两点间的电势差UAB=60 V,知A点的电势比B点的电势高60 V,B、C两点间的电势差UBC=-50 V,知B点的电势比C点的电势低50 V,则A点的
5、电势比C点的电势高10 V,所以ACB,故C正确,A、B、D错误。2.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,电场方向与正方形平面平行。已知A、B、C三点的电势分别为A=15 V、B=3 V、C=-3 V。求D点电势D为多少。【解析】在匀强电场中AB=DC,且ABDC,所以UAB=UDC,即A-B=D-C,得D=9 V。答案:9 V【规律总结】匀强电场中求解电势(场强)的技巧(1)在匀强电场中,电势沿直线均匀变化,即直线上距离相等的线段两端的电势差值相等。(2)等分线段找等势点法:将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成若干段,必能找到第三点电势的等势点,它们的连线即等势面
6、(或等势线),与其垂直的线即为电场线。【加固训练】将一电荷量为-310-6 C的负电荷从电场中的A点移动到B点,克服电场力做了310-5J的功,再将该电荷从B点移动到C点,电场力做了1.210-5 J的功,则A、C间的电势差为_V,三点的电势A、B、C大小关系是_,该电荷从A点移动到B点再从B点移动到C点的过程中,电势能变化了_J。【解析】A、B间的电势差为:UAB= V=10 V,AB,B、C间的电势差为:UBC= V=-4 V,BC,ACB;该电荷从A点移动到B点再从B点移动到C点的过程中,电场力做功为:WAC=WAB+WBC=-310-5J+1.210-5J=-1.810-5J,电场力做
7、负功,电荷的电势能增加了1.810-5J。答案:6ACB1.810-5 J 考点3有关电场的图像问题(难度)电场中几种图像的特点与应用:v-t图像根据v-t图像中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化-x图像电场强度的大小等于-x图像的斜率大小,电场强度为零处,-x图像存在极值,其切线的斜率为零;在-x图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向;在-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后做出判断E-t图像根据题中给出的E-t图像,确定E的方向,再在草稿纸上画出对应电场线
8、的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律;E0表示场强沿x轴正方向,E0表示场强沿x轴负方向;图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定Ep-x图像反映了电势能随位移变化的规律;图线的切线斜率大小等于电场力大小;进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况1.电荷量为q1和q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点,规定无穷远处电势为零,一带正电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x的变化关系如图所示。其中,试探电荷在B、D两点处的电势能均为零;在DJ段中H点处电势能最大。则()A.q1的电荷量小
9、于q2的电荷量B.G点处电场强度的方向沿x轴正方向C.若将一带负电的试探电荷自G点释放,仅在电场力作用下一定能到达D点D.若将一带负电的试探电荷从D点移到J点,电场力先做正功后做负功【解析】选D。由EP=q知正电荷的电势能变化和电场的电势变化相同。由图知无穷远处的电势为0,B点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以O点的电荷q1带正电,C点电荷q2带负电,由于B点距离O比较远而距离C比较近,所以q1电荷量大于q2的电荷量,选项A错误;沿着电场线电势逐渐降低,可知G点的场强沿x轴负方向,选项B错误;带负电的试探电荷在G点受沿x轴正方向的电场力,故沿x轴正向加速运动,选项C错误;负电荷从D点到J
10、点的电场力先沿x轴正向后沿x轴负向,故电场力先做正功后做负功,选项D正确。2.(2020衡阳高二检测)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化关系如图所示,其中Ox2段是关于直线x=x1对称的直线,x2x3段是曲线,则下列说法正确的是()A.x1处电场强度最小B.在O、x1、x2、x3处电势O、1、2、3的关系为32=O1C.Ox2段带电粒子做匀变速直线运动D.Ox1段电场方向不变,大小变,x2x3段的电场强度大小和方向均不变【解析】选B。根据电势能与电势的关系:Ep=q,场强与电势的关系:E=,得E=,由数学知识可知Ep-x图像切线的斜率等于,x1处的斜率可以认
11、为与Ox1段相等,故此时电场强度并不是最小的,故A错误;根据电势能与电势的关系:Ep=q,粒子带负电,q0,则知电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有32=O1,故B正确;由图可知,Ox1段和Ox2段电场方向相反,故加速度并不相同,不是一直做匀变速运动,故C错误;Ox1段电场方向不变,大小不变,x2x3段图像的斜率减小,故电场强度减小,方向不变,故D错误。 考点1 电场强度及其叠加 (难度)1.场强的公式:E=E=2.电场的叠加:(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。(2)运算法则:平行四边形定则。(3)注意事项:弄清场源电荷是正电荷还是
12、负电荷。弄清求哪一点的场强,各场源电荷在该点产生场强的大小和方向。明确场强是矢量,矢量的合成满足平行四边形定则。电场强度及其叠加问题的关键词转化1.AB是长为L的均匀带电绝缘细杆,P1、P2是位于AB所在直线上的两点,位置如图所示。AB上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为E2,若将绝缘细杆的右半边截掉并移走(左半边电荷量、位置不变),则P2处的场强大小变为()A.B.E2-E1C.E1-D.E1+【解析】选B。将均匀带电绝缘细杆等分为左右两段,设左右两段细杆形成的电场在P2点的场强大小分别为EA、EB,则有EA+EB=E2;左半段细杆产生的电场在P1点的场强为0,右
13、半段细杆产生的电场在P1点的场强大小为E1=EB,去掉细杆的右半段后,左半段细杆产生的电场在P2点的场强大小为EA=E2-EB=E2-E1,选B。2.(2020杭州高二检测)如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,MOP=60。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点的点电荷移至P点,则O点电场强度的大小变为E2。则E1与E2之比为()A.12B.21C.2D.4【解析】选B。两个点电荷分别在M点和N点时,每个点电荷在O点产生的电场强度的大小相等、方向相同,所以EM+EN=E1,得EM=EN=。将N点处的点电荷移
14、至P点时,假设M点的电荷为正电荷,则O点的电场强度如图所示。M点和P点的点电荷在O点产生的电场强度的大小仍相等,夹角为120,所以O点的电场强度E2=EM=,即=,B正确。【加固训练】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.,方向由C指向OB.,方向由O指向CC.,方向由C指向OD.,方向由O指向C【解析】选B。每个点电荷在O点处的场强大小都是E=,画出矢量叠加的示意图,如图所示,由图可得O点处的合场强为E合=2E=,方向由O指向C,B项正确。 考点2 电场线及其应用 (难度)1.电场线是形象描述电场的场强和方向的曲线,由电
15、场的性质决定,与放入电场中的带电粒子无关,一旦电场确定,电场线的疏密和各点的方向也就确定了。2.带电粒子的运动轨迹由带电粒子的初速度和所受的电场力决定,电场力只能决定带电粒子加速度的大小和方向,带电粒子的加速度方向沿着电场线的切线方向,只有电场线是直线且带电粒子的初速度为零或初速度方向平行于电场线的情况下,带电粒子的运动才与电场线重合;否则,不一定重合。电场线及其应用问题的关键词转化(2020海口高二检测)如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增大C.a的加速度将减小,b的加速度将增大D.两个粒子的动能,一个增大一个减小【解析】选C。带电粒子做曲线运动,所受电场力的方向指向轨迹的内侧,由于电场线的方向未知,所以粒子带电性质不确定,故A错误;从题图轨迹变化来看,速度与力方向的夹角都小于90,所以电场力都做正功,动能都增大,速度都增大,故B、D错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以a受力减小,加速度减小,b受力增大,加速度增大,故C正确。关闭Word文档返回原板块
