1、专题六电场的性质和带电粒子在电场中的运动考向1电场的力的性质 (2020全国卷)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则()A.a、b两点的场强相等B.a、b两点的电势相等C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等(1)审题破题眼:(2)情境化模型:(3)命题陷阱点:陷阱1:认为场强大小相等就是场强相等。电场中某两点场强相等,说明这两点场强大小相等,方向相同。陷阱2:认为场强相等的地方电势也相等。场强相等的地方电势不一定相等,电势相等的地方场强不一定相等,电势和场强没有必然关系
2、。求解电场强度的三种形式求解非典型电场中的电场强度的方法某些问题中,可灵活应用“对称法”“补偿法”或“微元法”。(1)对称法:利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,可以使复杂电场的叠加计算大为简化。(2)补偿法:将有缺口的带电圆环补全为圆环,或将半球面补全为完整的球面。(3)微元法:可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷,每个微元电荷可看成点电荷,再利用公式和场强叠加原理求出合场强。1.(电场力作用下静态分析)如图所示,三个质量均为m的带电小球(球A、球B和球C)被三根不可伸长的绝缘细绳(绳、绳和绳)系于O点,三球平衡时绳处于竖直方向,且悬点O、球A、球B和球C所在位置正好组成
3、一个边长为a的正方形。已知球A、球B和球C均带正电,电荷量分别为q1、q2和q3,若mg=,静电力常量为k,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.q1和q3可以不相等B.绳和绳的拉力之比为1C.绳的拉力为2mgD.q1q2=212.(电场力作用下的运动)(多选)如图所示,竖直平面内的xOy坐标系中,x轴上固定一个点电荷Q,y轴上固定一根光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点O处),将一个重力不计的带电圆环(可视为质点)套在杆上,从P处由静止释放,圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是()A.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,加速度一直增大B.圆环沿细杆从P运动
4、到O的过程中,速度先增大后减小C.若只增大圆环所带的电荷量,圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动D.若将圆环从杆上P点上方由静止释放,其他条件不变,圆环离开细杆后不能绕点电荷Q做匀速圆周运动3.(求解电场强度)(多选)如图,真空中三个完全相同的带电小球A、B、C(均视为点电荷)均由轻质绝缘细线悬挂在O点,整个系统静止时,三小球在水平面构成等边三角形,M为三角形的中心。已知小球所带电荷量均为+q,M到A、B、C的距离均为L,细线与OM夹角均为30。已知选取无穷远处电势为0时,真空中电荷量为Q的点电荷周围的电势表达式为=k(其中r为到点电荷的距离),下列说法正确的是()A.小球所受重力为kB
5、.M点的电场强度为3kC.带电小球A产生的电场在M点的电势为kD.电荷量为+q0的试探电荷在M点具有的电势能为3k专题六电场的性质和带电粒子在电场中的运动考向1/研透真题破题有方/A、B、C把带等量异种电荷的绝缘细圆环的上、下半圆视为等量异种电荷,由等量异种电荷形成的电场的规律,可得a、b两点的场强大小相等,方向相同,均向下,A正确;由于具有对称性,a、b两点电势一定相等,B正确;c、d两点的场强大小相等,方向相同,C正确;c点的电势比d点电势高,D错误。/多维猜押制霸考场/1.B因绳竖直,可知电荷q1、q3对q2的库仑力相等,因距离相等可知q1、q3带电量必然相等,选项A错误;因为mg=,且
6、q1=q3,则FCA=mg,对A受力分析可知绳的拉力T1=mgcos45+mgcos45=mg,对ABC整体受力分析可得T2+2T1cos45=3mg,解得T2=mg,则 T1T2=1,选项B正确,C错误;对球B,设A对B以及C对B的库仑力均为F,则T2=mg+2Fcos45,解得F=,又k=F=,结合mg=可得q1q2=21,选项D错误。2.C、D圆环运动到O点且未离开细杆时库仑力沿x轴正方向,与细杆对圆环的支持力平衡,加速度为零,则A错误;因为圆环到O点前,库仑力沿y轴负方向的分量大小始终不为0,故一直加速,速度增加,B错误;设P、O两点间电势差为U,由动能定理有qU=mv2,由牛顿第二定律有=,联立有=,即圆环是否做圆周运动与q无关,C正确;若从P点上方释放,则U变大,不能做匀速圆周运动,D正确。3.C、D带电小球A受到B、C库仑力的合力为F,合成如图根据几何关系可知F=k=k,则对A球受力分析,根据平衡条件可知G=k,各小球受力情况均相同,所以小球的重力为k,故A错误;M处于ABC的中心,根据场强的叠加法则可知M点场强为0,故B错误;A在M处产生的电势为=k=k,故C正确;三个小球在M点产生的总电势为M=3=3k,则电势能为Ep=q0M=3k,故D正确。关闭Word文档返回原板块
