1、必备考点素养提升素养一科学思维考点库仑定律的综合应用1.库仑力具有力的共性:(1)两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。(2)库仑力可使带电体产生加速度。(3)库仑力可以和其他力平衡。(4)某个点电荷同时受几个点电荷的作用时,要用平行四边形定则求合力。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”中间电荷靠近电荷量较小的电荷
2、。4.库仑定律应用问题的关键词转化:学业评价1.(水平2)如图所示,质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个带电荷量也为Q的小球B固定于O点的正下方绝缘支架上。已知细线长OA为2l,O到B点的距离为l,平衡时A、B带电小球处于同一高度,重力加速度为g,静电力常量为k。则() A.A、B间库仑力大小为B.A、B间库仑力大小为2mgC.细线拉力大小为mgD.细线拉力大小为【解析】选D。根据题述和图中几何关系可知,A、B间的距离为r=l,根据库仑定律,可得库仑力大小为F=k=k,选项A错误;对小球A受力分析,如图所示:受到竖直向下的重力mg,水平向右的库仑力F和细线的拉力T,由m
3、gF=1,可得A、B间库仑力大小为F=mg,选项B错误;由mgT=12,可得细线拉力大小为T=2mg,选项C错误;由TF=2,F=k,可得细线拉力大小为T=,选项D正确。2.(水平4)如图所示,在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B,A带电+Q,B带电-9Q。现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,则C的带电性质及位置应为() A.正,B的右边0.4 m处B.正,B的左边0.2 m处C.负,A的左边0.2 m处D.负,A的右边0.2 m处【解析】选C。要使三个电荷均处于平衡状态,必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则,所以点电荷C应在A左侧,带
4、负电。设C带电荷量为q,A、C间的距离为x,A、B间距离用r表示,由于处于平衡状态,所以k=,解得x=0.2 m,选项C正确。3.(水平4)如图所示,带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点,其带电荷量为Q;质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放,其带电荷量为q;A、B两点间的距离为l0。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为F=k(k为静电力常数),方向指向甲球的恒力(非电场力)作用,两球均可视为点电荷。求:(1)乙球刚释放时受到的库仑力;(2)乙球在释放瞬间的加速度大小;【解析】(1)乙球刚释放时受到的库仑力F0=k (2)根据牛顿第二定律得-F=ma又F
5、=可解得:a=答案:(1)k(2)【补偿训练】1.a、b两个带电小球的质量均为m,所带的电荷量分别为+3q和-q,两球间用一绝缘细线连接,用长度相同的另一绝缘细线将a悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E,平衡时两细线都被拉紧,则平衡时两球的位置可能是图中的()【解析】选D。a带正电,受到的电场力水平向左,b带负电,受到的电场力水平向右。以整体为研究对象,整体所受的电场力大小为2qE,方向水平向左,受力分析如图所示,则上面悬挂a的绳子应向左偏转,设上面的绳子与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得tan =;以b球为研究对象,设a、b间的绳子与竖直方向的夹角为,则由平衡条
6、件得tan=,可得=,根据几何知识可知,b球应在悬点的正下方,故D正确,A、B、C错误。2.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A.速度变大,加速度变小B.速度变小,加速度变小C.速度变大,加速度变大D.速度变小,加速度变大【解析】选A。带同种电荷的小球,相互排斥,因而速度增大,但随着距离的增大,受到的库仑力逐渐减小,故加速度变小,A正确。素养二物理观念考点电场力的性质1.电场强度的计算公式有两个:E=、E=k,应用时要根据具体情况选用。2.电场线是形象描述电场的场强和方向的曲线,由电场的性质决定
7、,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。3.带电粒子的运动轨迹由带电粒子的初速度和所受的静电力决定,静电力只能决定带电粒子的加速度大小和方向,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。4.电场力的性质的关键词转化:学业评价1.(水平2)如图所示,AB是某个点电荷产生的电场中的一根电场线,在电场线上O点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线运动,下列判断正确的是()A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小B.电场线
8、由B指向A,该电荷做加速运动,其加速度大小变化由题设条件不能确定C.电场线由A点指向B点,电荷做匀加速直线运动D.电场线由B点指向A点,电荷做加速运动,加速度越来越大【解析】选B。仅由一条电场线是不能确定电场线的疏密情况的,所以无法判定电场力大小变化及加速度大小变化情况,选项A、C、D错误。负电荷从O点由静止出发向B点运动,说明其所受电场力由A点指向B点,电场强度方向由B点指向A点,所以选项B正确。2.(水平4)(多选)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
9、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.两个粒子的动能均增大【解析】选C、D。根据两粒子的偏转方向,可知两粒子带异性电荷,但无法确定其具体电性,故A错误;由粒子受力方向与速度方向的关系,可判断粒子做加速运动,两粒子的速度、动能均增大,故B错误,D正确;从两粒子的运动轨迹判断,a粒子经过的电场的电场线逐渐变得稀疏,b粒子经过的电场的电场线逐渐变密,说明a的加速度减小,b的加速度增大,故C正确。【补偿训练】1.如图所示,A、B两点固定两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q(不计重力),由静止释放后,下列说法中正确的是()A.负点电荷在从P
10、点到O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.负点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.负点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值D.负点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零【解析】选C。在两等量的正点电荷连线中垂线上PO段电场强度方向为OP,负点电荷q从P点到O点运动的过程中,电场力方向为PO,速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定,电场强度大小变化情况不确定,则电荷所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断,故A、B错误;越过O点后,负点电荷q做减速运动,则负点电荷运动到O点时速度最大,电场力为零,加速度为零,故C正确;根
11、据电场线的对称性可知,越过O点后,负点电荷q做减速运动,加速度的变化情况无法判断,故D错误。2.如图所示,以O点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两点时,在圆心O点产生的电场强度大小为E。现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上,使O点的电场强度改变,则下列判断正确的是()A.移至c点时,O点的电场强度大小仍为E,沿Oe方向B.移至e点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向C.移至b点时,O点的电场强度大小为E,沿Oc方向D.移至f点时,O点的电场强度大小为E,沿Oe方向【解析】选B。由题意可知,在圆心O点产生的电场强度大小为E,则正、负点电荷在
12、O点的电场强度大小均为,方向水平向右。当正点电荷移至c点时,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120,大小不变,则O点的合电场强度大小为,方向沿Oe方向,故A错误;当正点电荷移至e点时,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120,大小不变,则O点的合电场强度大小为,方向沿Oc方向,故B正确;当正点电荷移至b点时,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为60,大小不变,则O点的合电场强度大小为2cos30=E,方向沿Od与Oe角平分线斜向上,故C错误;当正点电荷移至f点时,两点电荷在O点的电场强度方向夹角为60,大小不变,则O点的合电场强度大小为2cos30=E,方向沿Od与Oc角平分线斜向下,故D错误。关闭Word文档返回原板块