精选学案电场力的性质

1、学案电场强度和电场线一、场强的三个表达式的比较及场强的叠加【例1】 (2011·深圳模拟)如图3甲所示，在一个点电荷q形成的电场中，ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上a、b两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m放在a、b两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图象如图乙中直线a、b所示，放在a点的电荷带正电，放在b点的电荷带负电求： (1)b点的电场强度的大小和方向；(2)试判断点电荷q的电性，并说明理由；(3)点电荷q的位置坐标【例2】 (2011·重庆·19)如题图4所示，电量为q和q的点电荷分别位于正方

2、体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()a体中心、各面中心和各边中点b体中心和各边中点c各面中心和各边中点d体中心和各面中心二、对电场线的进一步认识【例3】 (2010·广东理综·21)图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()aa点的电势高于b点的电势b该点电荷带负电ca点和b点电场强度的方向相同da点的电场强度大于b点的电场强度【例4】 (2011·烟台模拟)如图10所示，m、n为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的p点放一个静止的负电荷(重力不计)，下列说法中正确的是()a从p到o，可能加速度越来越小，速度越来越大b从p到o，可能加速度

3、先变大，再变小，速度越来越大c越过o点后，加速度一直变大，速度一直变小d越过o点后，加速度一直变小，速度一直变小三、电场中的力学问题【例5】(2011·福建·20)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图11所示，在虚线mn两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从a点由静止开始，在电场力作用下沿直线在a、b两点间往返运动已知电场强度的大小分别是e12.0×103 n/c和e24.0×103 n/c，方向如图所示，带电微粒质量m1.0×1020 kg，带电荷量q1.0×

4、;109 c，a点距虚线mn的距离d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：(1)b点距虚线mn的距离d2；(2)带电微粒从a点运动到b点所经历的时间t.1(2011·南京模拟考试)在如图12所示的四种电场中，分别标记有a、b两点其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是()图12a甲图中与点电荷等距的a、b两点b乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点c丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点d丁图中匀强电场中的a、b两点2.(2012黑龙江哈师大高三期中,5)如图所示,用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷量为q的小球,在空间施加一匀强电

5、场,使小球保持静止时细线与竖直方向成角(已知满足),则所加匀强电场的电场强度的可能值为( ) a. b. c.d. 3一负电荷从电场中a点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到b点，它运动的速度时间图象如图13所示则a、b两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()4如图14所示，有一带电物体处在一个斜向上的匀强电场e中，由静止开始沿天花板向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()a物体一定带正电b物体一定带负电c物体不一定受弹力的作用d物体一定受弹力的作用5如图15所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由aob匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是()a先变大后变小

6、，方向水平向左b先变大后变小，方向水平向右c先变小后变大，方向水平向左d先变小后变大，方向水平向右6(2010·广东汕尾期末)如图16所示，真空中o点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为eb，方向与ab连线成30°，关于a、b两点场强ea、eb及电势a、b的关系，正确的是()aea3eb，a>b bea3eb，a<bcea，a<b deaeb，a<b7(2010·上海模拟)如图17所示，在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球a和b，它们均在水平向右的匀强电

7、场中向右做匀加速运动，且始终保持相对静止设小球a的电荷量为qa，小球b的电荷量为qb，则下列判断正确的是()a小球a带正电，小球b带负电，且qaqbb小球a带正电，小球b带负电，且qaqbc小球a带负电，小球b带正电，且qaqbd小球a带负电，小球b带正电，且qaqb8(2010·浙江金华模拟)如图18所示，一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按ee0kt(e0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向)变化的电场中，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为，当t0时刻物体处于静止状态若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是()a物体开始运动后加速度先增

8、加、后减小b物体开始运动后加速度不断增大c经过时间t，物体在竖直墙壁上的位移达最大值d经过时间t，物体运动速度达最大值9如图19所示，一带电荷量为q5×103 c，质量为m0.1 kg的小物块处于一倾角为37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态(g取10 m/s2)求：(1)电场强度多大？(2)若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离l1.5 m时的速度大小？10如图20所示，倾角为的斜面ab是粗糙且绝缘的，ab长为l，c为ab的中点，在a、c之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场，与斜面垂直的虚线cd为电场的边界现有一质量

9、为m、电荷量为q的带正电的小物块(可视为质点)，从b点开始在b、c间以速度v0沿斜面向下做匀速运动，经过c后沿斜面匀加速下滑，到达斜面底端a时的速度大小为v.试求：(1)小物块与斜面间的动摩擦因数；(2)匀强电场场强e的大小学案27电场强度和电场线【课前双基回扣】1d2.c3c电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场而假想的线，a选项是错的b选项也是错的，由静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向，下一时刻位置应沿切线方向上，可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致何况电荷可以有初速度，运动轨迹与初速度大小方向有关，可能的轨迹很多，而电场线是一定的正电荷在电场中所受的

10、电场力方向与该点的切线方向相同，而负电荷所受的电场力方向与该点的切线方向相反，选项c是正确的场强大小与场强的方向无关，与电场线方向无关，d选项是错的4b由于电场线的分布情况不确定，所以不能比较场强的大小又由于电子从a到b速度增大，故电子所受电场力方向由ab，因此，场强方向由ba，答案为b.5b画出电荷及场强的示意图如图所示在两个电荷之间可找到一点使e1e2且方向相同合场强等于2e2，在两点电荷连线延长线靠近小电荷量电荷的一侧(图中q2右侧)，可找到一点使e1e2，但方向相反，所以合场强为零；在连线延长线q1左侧e1与e2方向相反，但大小不可能相等故只有选项b正确6bcd由电场线的疏密可知，a点

11、的场强大，带电粒子在a点的加速度大，故c正确；画出初速度方向结合运动轨迹的偏转方向，可判断带电粒子所受电场力的方向，但由于电场的方向未知，所以不能判断带电粒子的电性，故a错，b对；利用初速度的方向和电场力方向的关系，可判断带电粒子由a到b做负功，动能减小，因此va>vb，选项d正确思维提升1电场强度是电场这种物质的本身属性，由电场本身决定，与检验电荷的存在与否无关2电场强度三个公式的不同：(1)e是定义式，适用任何电场(2)ek是决定式，只适用点电荷形成的电场(3)e是关系式，只适用匀强电场3电场强度是矢量，其运算遵循平行四边形定则4电场线是描述电场的一种物理方法，是假想的线，不是客观存

12、在的【核心考点突破】例1 (1)2.5 n/c方向沿x轴负方向(2)负电荷，理由见解析(3)2.6 m解析(1)由图可知，两直线的斜率分别表示a、b两点的场强，即b点的电场强度大小是eb n/c2.5 n/c，因放入b点的是负电荷，电场力方向与规定的x轴的正方向相同，而负电荷受电场力方向与电场强度方向相反，故b点场强方向应指向x轴负方向(2)由第(1)问的分析可知，a点的电场强度大小是ea n/c40 n/c，方向指向x轴正方向故点电荷q应位于a、b两点之间，且是负电荷(3)设点电荷q的坐标为x，由点电荷的电场强度ek表达式和数学关系可知：两点场强关系满足，解得x2.6 m(x1 m舍去)例2

13、 d利用点电荷产生场强的公式ek和场强叠加原理，对某边中点处的场强进行分析求合场强可知其大小并不是零，排除选项a、b、c，选项d正确规范思维电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果例3 bd沿电场线方向电势降低，故a选项错误；由图中电场线分布知，此场为一负点电荷的电场线分布图，b项正确；电场线密集处场强大，c项错误、d项正确规范思维根据电场线可以直观反映的信息：电场线的疏密(场强大小)、方向(场强方向)及电势高低(沿电场线方向电势逐渐降低)例4 ab要判断po的过程中，加速度的变化情况，关键是判断等量同种电荷连线中垂线上的场强变化情况画出等量

14、同种点电荷周围的电场线分布如图所示根据图可以定性看出，中垂线上的场强并非单调变化，而是有一个电场线分布密集区域，即场强应该存在最大值即从o点沿中垂线场强先增大后减小点电荷从po的过程中，电场力可能是先变大后变小，加速度随之先变大后变小；也可能电场力一直变小，加速度一直变小，关键是p点位置的不确定性不过，在到达o点之前，电场力一直表现为引力，速度一定是一直变大的，在o点时加速度为零，速度最大该电场关于直线mn对称，点电荷越过o点后的运动也不一定是单调变化的综上所述，本题正确选项是a、b.规范思维等量同种或异种点电荷周围的电场是高考考查的热点，解题时要充分利用电场线这个形象化的工具，并重点掌握：(

15、1)等量同种电荷连线中垂线上，从o点向外场强先变大后减小(2)等量异种电荷连线中垂线上，从o点向外场强逐渐变小例5 (1)0.5 cm(2)1.5×108 s解析(1)带电微粒由a运动到b的过程中，由动能定理有|q|e1d1|q|e2d20由式解得d2d10.5 cm(2)设微粒在虚线mn两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|e1ma1|q|e2ma2设微粒在虚线mn两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1a1td2a2t又tt1t2由式解得t1.5×108 s规范思维解决电场强度与力学知识的综合问题的一般思路(1)明确研究对象(多为一个带电体，

16、也可取几个带电体组成的系统)(2)分析研究对象所受的全部外力，包括电场力(3)由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可，对于涉及能量的问题，一般用动能定理或能量守恒列方程求解【课时效果检测】1b2. abc 小球静止可能有以下情况: (1)细线无张力,电场力f=mg,则场强e=f/q=mg/q; (2)细线有张力,小球受力分析如图. 当电场力垂直张力t时,有f=mgsin; 当电场力水平时,有f=mgtane=;选项a、b、c正确. 3c由速度时间图象可知，电荷的速度越来越大，且加速度也是越来越大，故电荷在运动过程中，应受到逐渐增大的吸引力作用，所以电场线的方向应由b指向a.由于加速度越来越大，

17、所以电场力越来越大，即b点的电场强度应大于a点的电场强度，即b点处电场线应比a点处密集，所以正确答案为c.4ad物体由静止向左运动，所以物体带正电，物体做匀速直线运动，即合力为零，所以一定受摩擦力和弹力作用，所以选a、d.5b等量异种电荷电场分布如右图所示，由图(a)中电场线的分布可以看出，从a到o，电场线由疏到密；从o到b，电场线由密到疏，所以从aob，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图(b)所示由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反电子受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从aob过程中，电场

18、力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项b正确6b点电荷形成的电场，由场强的方向可知，该点电荷为负点电荷，沿电场线方向电势降低，故a<b；设oa的距离为r，则ob等于r，由ek可得，ea3eb，故选项b正确7a如果小球a带正电，小球b带负电，两球相距l，由牛顿第二定律得：对小球b：kqbembab，对小球a：qaekmaaa而aaab，所以必有qaqb，a正确，b错误；如果小球a带负电，小球b带正电，则a所受合外力水平向左，加速度向左，不符合题意，故c、d均错8bc物体开始运动后，电场力不断减小，则弹力、摩擦力不断减小，所以加速度不断增加；电场力减小到零后反向增大，电场力与重力的合力一直增大，加速度也不断增大，速度也会一直增大，b正确，a、d错误；经过时间t后，物体将脱离竖直墙面，所以经过时间t，物体在竖直墙壁上的位移达最大值，c正确9(1)150 n/c(2)3 m/s解析(1)小物块受力如图，由受力平衡得：qefnsin 0mgfncos 0由得e代入数据得e150 n/c.(2)由牛顿第二定律得：mgsin cos mav22al由得v代入数据得速度大小为：v3 m/s.10(1)tan (2).解析(1)小物块在bc上匀速运动，由受力平衡得f