电场A卷(附答案).doc

《电场A卷(附答案).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十三章电场●知识网络●范题精讲一、电荷、库仑定律【例1】在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,OM的距离r=30cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10C,如图所示.求:(1)q在M点受到的作用力;(2)M点的场强.解析:(1)由库仑定律可得q在M点受到的作用力大小为：F=k=9×109×N=1.0×10-8N方向沿MO指向Q.(2)M点场强E==N/C=1.0×102N/C.方向沿OM连线指向N.思考与讨论:(1)拿走q后M点场强多大？EM和EN哪一个大？(2

2、)如果Q和q是完全相同的两个小金属球,二者接触后再放回原处.则在接触过程中,电子如何转移并转移了多少？放回原处后两小球相互作用力多大？(3)若Q和q不能看作点电荷(球较大),则上问中求的力比真实值偏大还是偏小？(4)在原题的条件下,何处的合电场强度为零？该点右侧各点的电场强度的方向向左还是向右？(5)若原题中Q、q都是可以自由移动的电荷,问在什么位置放入第三个自由电荷q′,q′的电性和电荷量如何,可使这三个自由电荷都处于平衡状态？解析:(1)M点的场强与试探电荷无关,由场源电荷Q及M点距Q的距离决定

3、.因此,拿走q后,M点的场强不变,仍为1.0×102N/C,方向沿OM连线指向N.EM＞EN.(2)由电荷守恒定律可知,两完全相同的小金属球接触分开后,各球均带=4.5×10-10C的正电荷.则在两球接触过程中,电子从q球上向Q球上转移,转移量为=3.4×109(个).放回原处后,两小球间的作用力为斥力,大小为：F=9.0×109×N=2.0×10-8N.(3)若球不能看成点电荷,则上问中两球的净正电荷分布于球的外侧,电荷之间的实际距离大于r(r为两球心间距离),因此上问中求的力比真实值偏大.(4)

4、经定性分析可知,合场强为零的点一定在直线MN上,且在M点的右侧.设该点为A,它距M点的距离为x,那么EA=k+k=0,把r、Q、q代入方程求解得x=m.由数学知识可以证明,A点右侧的各点,场强方向均向右.(5)应在A点放入q′.q′带正电荷,且对Q,有：k+k=0,则q′=×10-10C.答案:(1)1.0×10-8N,方向沿MO指向Q(2)1.0×102N/C,方向沿OM连线指向N【例2】竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A,在Q的正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一小球B,A、B两小球因带电而相互排斥

5、,致使悬线与竖直方向成θ角,如图(a)所示.由于漏电,使A、B两小球的电荷量逐渐减少,悬线与竖直方向夹角θ逐渐减小,如图(b)所示.则在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力的大小将A.保持不变B.先减小后增大C.逐渐减小D.逐渐增大解析:A、B两小球的带电荷量逐渐减少的过程中,B小球在任一时刻的受力情况如右图所示.小球B在重力mg、库仑斥力F、悬线拉力T的作用下平衡.mg和F的合力F′与T大小相等,即F′=T.由三角形相似得：,解得F′=mg.因为L、H、mg都不是变量,所以在整个过程中悬线对B球的拉力大

6、小始终不变.由牛顿第三定律知悬线对P点的拉力大小也保持不变.答案:A二、电场能的性质【例3】a、b、c是匀强电场中的三点,这三点构成等边三角形,各边长均为cm.将一带电荷量q=-2×10-6C的电荷从a点移到b点,电场力做功W1=-1.2×10-5J;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功W2=6×10-6J.试求匀强电场的电场强度E.解析:首先要找出电场中电势最高的点和电势最低的点,然后根据题意,把电势最高的点与电势最低的点之间的距离分为若干等份,确定等势面,场强方向垂直于等势面,最后再由匀强电

7、场中场强大小与电势差之间关系,辅之于几何关系求解.因为Uab=V=6.0VUac==-3.0V,Uc＞Ua所以Ucb=9.0V将cb分成三等份,每一段表示电势差3V,如图所示,连结ad,并从c点依次作ad的平行线,得到各等势线,作等势线的垂线ce,场强方向由c指向E.所以E=3cosα=2cosθ=2cos(60°-α)所以3cosα=2cos(60°-α)=cosα+sinα所以2cosα=·所以cosα=E==200V/m.答案:200V/m三、带电粒子在电场中的运动和电容器【例4】将带电平行板

8、电容器竖直安放,如图所示,两板间距d=0.1m,电势差U=1000V.现从平行板上A处以vA=3m/s的速度水平向左射入一带正电小球(已知小球的带电荷量q=10-7C、质量m=0.02g),经一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,求A、B间的距离sAB.(g取10m/s2)解析:小球m在A处以vA水平射入匀强电场后,运动轨迹如图所示.把小球的曲线运动沿水平和竖直方向进行分解.那么,在水平方向上,小球有初速度vA,受恒定的电场力qE作用,做匀变速直线运动,且由qU＞m