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第1頁(yè)(共1頁(yè))2024-2025學(xué)年滬科版(2020)高二(上)物理寒假作業(yè)(二)一.選擇題(共8小題)1.(2024?浙江二模)如圖所示,兩平行金屬板相距為d,電勢(shì)差為U,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為e的電子,從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出,最遠(yuǎn)到達(dá)距O點(diǎn)為h處的A點(diǎn),然后返回。則此電子在O點(diǎn)射出時(shí)的速度大小是()A.eU B. C. D.2.(2024?江蘇二模)如圖所示為接地金屬球殼,O點(diǎn)為球心,電荷量為2q和﹣q(q>0)的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn),其延長(zhǎng)線過球心,P為MN連線上球殼外一點(diǎn),取無窮處電勢(shì)為零,T為金屬球殼外附近一點(diǎn),下列說法正確的是()A.T點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向背離O點(diǎn) B.若移去M點(diǎn)的電荷,則P點(diǎn)的電勢(shì)降低 C.將正試探電荷q0從T點(diǎn)移到P點(diǎn),靜電力做正功 D.若移去接地金屬球殼,MN附近還存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)3.(2023秋?杜集區(qū)校級(jí)期末)實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線,從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子,a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受靜電力作用),則()A.a(chǎn)、b的動(dòng)能均增大 B.a(chǎn)一定帶正電,b一定帶負(fù)電 C.靜電力對(duì)a做正功,對(duì)b做負(fù)功 D.a(chǎn)的加速度將增大,b的加速度將減小4.(2024秋?蜀山區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,空間中存在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,一帶正電質(zhì)量m=1kg小環(huán)穿過粗糙的水平桿,帶電量q=1C,輕質(zhì)彈性繩的下端與小環(huán)相連,勁度系數(shù)k=10N/m,上端固定在墻上N點(diǎn),彈性繩跨過固定在M處的光滑小滑輪,O為水平桿上的一點(diǎn),O、M、N在同一豎直線上,彈性繩的自然長(zhǎng)度和MN間距離相同。小環(huán)從O點(diǎn)靜止釋放,最遠(yuǎn)能達(dá)到P點(diǎn),Q為OP中點(diǎn)。已知O、M間距為4m,O、Q間距為3m,小球與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度g=10m/s2,繩中彈力始終遵從胡克定律,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則下列說法錯(cuò)誤的是()A.場(chǎng)強(qiáng)E=45N/C B.小環(huán)從O運(yùn)動(dòng)至P的過程中,受到摩擦力逐漸增大 C.小環(huán)第一次運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)時(shí),速度最大 D.小環(huán)最終可以停在Q點(diǎn)右側(cè)的某一位置5.(2024秋?遼寧期中)如圖,真空中正方形的兩個(gè)頂點(diǎn)A,B分別固定兩個(gè)正點(diǎn)電荷,C點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷,三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量均為Q,已知正方形邊長(zhǎng)為,靜電力常量為k,則正方形中心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A. B. C. D.6.(2024秋?鼓樓區(qū)校級(jí)期中)如圖,真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷固定在同一直線上,電荷量分別為Q1、Q2和Q3,P點(diǎn)和三個(gè)點(diǎn)電荷的連線與點(diǎn)電荷所在直線的夾角分別為90°、60°和30°。若P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,q>0,則三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量可能為()A.Q1=q,Q2q,Q3=q B.Q1=﹣q,Q2q,Q3=﹣4q C.Q1=﹣q,Q2q,Q3=﹣q D.Q1=q,Q2q,Q3=4q7.(2024秋?沙坪壩區(qū)校級(jí)月考)真空中兩個(gè)完全相同的金屬小球,分別帶電+5q和﹣q。兩小球充分接觸后分開,再把它們放在邊長(zhǎng)為l的等邊三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)上,則等邊三角形第三個(gè)頂點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為多大?(小球可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k)()A. B. C. D.8.(2023秋?上城區(qū)校級(jí)期末)如圖甲所示,在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出),O、A、B為軸上三點(diǎn)。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的靜電力與其所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示。以x軸的正方向?yàn)殪o電力的正方向,則()A.點(diǎn)電荷Q一定為正電荷 B.點(diǎn)電荷Q在A、B之間 C.點(diǎn)電荷Q在A、O之間 D.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為5×103N/C二.多選題(共4小題)(多選)9.(2024秋?璧山區(qū)校級(jí)月考)電場(chǎng)線能直觀、方便地反映電場(chǎng)的分布情況。如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線分布圖,圖乙是電場(chǎng)中的一些點(diǎn),O是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),E、F是兩點(diǎn)電荷連線中垂線上關(guān)于O對(duì)稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也關(guān)于O對(duì)稱。則()A.E、F兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 B.A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同 C.B、O、C三點(diǎn)中,O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小 D.從E點(diǎn)沿直線向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的電子所受電場(chǎng)力逐漸減?。ǘ噙x)10.(2024秋?貴陽(yáng)月考)如圖,帶電荷量為2q(q>0)的球1固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面上的O點(diǎn),其正上方L處固定一帶電荷量為﹣q的球2,斜面上距O點(diǎn)L處的P點(diǎn)有質(zhì)量為m的帶電球3恰好靜止。球的大小均可忽略,已知重力加速度大小為g。迅速移走球1后,球3沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于球3的說法正確的是()A.帶負(fù)電 B.運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的速度大小為 C.運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的加速度大小為 D.運(yùn)動(dòng)至OP中點(diǎn)時(shí)對(duì)斜面的壓力大小為(多選)11.(2023秋?石家莊期末)如圖所示,真空中有A、B、C三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,它們固定在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是q,O點(diǎn)是三角形底邊的中點(diǎn),靜電力常量為k。下列說法正確的是()A.點(diǎn)電荷B、C對(duì)A的靜電力大小為 B.點(diǎn)電荷B、C對(duì)A的靜電力大小為 C.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(多選)12.(2024秋?東湖區(qū)校級(jí)月考)在圖甲的直角坐標(biāo)系中,x軸上固定兩點(diǎn)電荷M、N,距坐標(biāo)原點(diǎn)O均為L(zhǎng),y軸上有P1、P2、P3三點(diǎn),其縱坐標(biāo)值分別為、、。y軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨y變化的關(guān)系如圖乙所示,圖中的陰影部分面積為a,的陰影部分面積為b、一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為﹣q的帶負(fù)電粒子,由P1點(diǎn)靜止釋放,僅在電場(chǎng)力作用下,將沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),則()A.M、N是等量正電荷 B.帶電粒子在P1、P2兩點(diǎn)處的加速度大小之比為3:2 C.帶電粒子運(yùn)動(dòng)到P3位置時(shí)動(dòng)能為q(b+a) D.帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中最大速度為三.填空題(共4小題)13.(2024秋?鼓樓區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有兩個(gè)正點(diǎn)電荷,且兩正點(diǎn)電荷帶電荷量均為+Q(Q>0),在y軸上C點(diǎn)有帶電荷量為﹣Q的負(fù)點(diǎn)電荷,且CO=OD=r,∠ADO=60°。則O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。14.(2024秋?鼓樓區(qū)校級(jí)期中)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點(diǎn),環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為ΔL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于OC延長(zhǎng)線上距O點(diǎn)為2R的D點(diǎn),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變,則q的電性為,電荷量大小為(用題目給的字母表示)。15.(2024秋?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)期中)固定的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示,A、B為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。由圖可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。ㄟx填“大于”或“小于”);若一個(gè)電荷量為q的試探電荷在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F,則B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為(用F和q表示),撤去該試驗(yàn)電荷,B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)。16.(2024秋?楊浦區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,四個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值均為Q,分別固定在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,正方形邊長(zhǎng)為a,則正方形兩條對(duì)角線交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向。四.解答題(共4小題)17.(2024秋?巴南區(qū)校級(jí)月考)帶電量分別為+q、﹣2q的異種電荷A、B固定在同一水平線上、相距6x,在它們連線的中點(diǎn)P上方處有一懸點(diǎn)O,用絕緣細(xì)繩掛著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球C,繩長(zhǎng)2x、與OP的夾角為30°,如圖所示。平衡時(shí)小球剛好靜止在兩電荷連線上。重力加速度為g,靜電力常數(shù)為k,則:(1)小球所受電場(chǎng)力大小;(2)小球所在處A、B產(chǎn)生的電場(chǎng)合場(chǎng)強(qiáng)。18.(2024秋?璧山區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),另一個(gè)電荷量也為q的帶電小球B固定于O點(diǎn)的正下方,小球A靜止時(shí)與小球B在同一水平線上,此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,兩帶電小球均可視為點(diǎn)電荷。已知重力加速度為g,靜電力常量為k。則求:(1)小球B的電性;(2)電荷A、B間的距離;(3)帶電小球B在A處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。19.(2024秋?東麗區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電小球,用輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)。假設(shè)電場(chǎng)區(qū)域足夠大,靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角θ=37°,小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量始終保持不變,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g。(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E;(2)若把小球拉到最低點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與豎直方向夾角θ=37°時(shí)忽然撤去電場(chǎng),求小球回到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力大小。(小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線始終不接觸懸掛細(xì)線的天花板)20.(2024?洛陽(yáng)一模)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿與水平方向夾角θ=30°斜向右上方,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,一質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球以某初速度開始運(yùn)動(dòng),初速度方向與電場(chǎng)方向一致。小球所帶電荷量為(g為重力加速度大?。2挥?jì)空氣阻力,現(xiàn)添加一新的勻強(qiáng)電場(chǎng)滿足小球做不同運(yùn)動(dòng)的需求。(1)要使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),求新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E′的大小和方向;(2)原電場(chǎng)的方向不變,大小可以改變,要使小球做直線運(yùn)動(dòng),求新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小值Emin及其方向。
2024-2025學(xué)年滬科版(2020)高二(上)物理寒假作業(yè)(二)參考答案與試題解析題號(hào)12345678答案BBABADBB一.選擇題(共8小題)1.(2024?浙江二模)如圖所示,兩平行金屬板相距為d,電勢(shì)差為U,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為e的電子,從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出,最遠(yuǎn)到達(dá)距O點(diǎn)為h處的A點(diǎn),然后返回。則此電子在O點(diǎn)射出時(shí)的速度大小是()A.eU B. C. D.【考點(diǎn)】勻強(qiáng)電場(chǎng)及其特點(diǎn);動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.【答案】B【分析】電子的末動(dòng)能為零,運(yùn)動(dòng)過程全程只有電場(chǎng)力做功,根據(jù)動(dòng)能定理解出電子的速度。【解答】解:電子最遠(yuǎn)到達(dá)距O點(diǎn)為h處的A點(diǎn),設(shè)電子在O點(diǎn)射出時(shí)的速度大小v,根據(jù)動(dòng)能定理得:電場(chǎng)強(qiáng)度為聯(lián)立解得:故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握動(dòng)能定理,并能與電場(chǎng)知識(shí)結(jié)合處理電子變速直線運(yùn)動(dòng)問題,注意動(dòng)能定理應(yīng)用時(shí)要找準(zhǔn)全過程物體一共受到幾個(gè)力,并判斷哪幾個(gè)力做功。2.(2024?江蘇二模)如圖所示為接地金屬球殼,O點(diǎn)為球心,電荷量為2q和﹣q(q>0)的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn),其延長(zhǎng)線過球心,P為MN連線上球殼外一點(diǎn),取無窮處電勢(shì)為零,T為金屬球殼外附近一點(diǎn),下列說法正確的是()A.T點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向背離O點(diǎn) B.若移去M點(diǎn)的電荷,則P點(diǎn)的電勢(shì)降低 C.將正試探電荷q0從T點(diǎn)移到P點(diǎn),靜電力做正功 D.若移去接地金屬球殼,MN附近還存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)【考點(diǎn)】點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng).【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】B【分析】A、根據(jù)φ來處理電勢(shì)疊加再結(jié)合電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系即可求出;B、根據(jù)正電荷附近電勢(shì)一般是大于0的思路分析;C、根據(jù)電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系分析即可;D、根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加分析?!窘獯稹拷猓篈.設(shè)等勢(shì)圓的半徑為R,AN距離為x,MN距離為L(zhǎng),如圖所示,根據(jù),結(jié)合電勢(shì)疊加原理,A、S滿足,解得:,,由于電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面,可知T點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必過等勢(shì)面的圓心,根據(jù)電勢(shì)的公式可知,O點(diǎn)電勢(shì)為,可知T點(diǎn)電場(chǎng)方向指向O點(diǎn),故A錯(cuò)誤;B.M點(diǎn)的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為正,若移去M點(diǎn)的電荷,則P點(diǎn)的電勢(shì)降低,故B正確;C.左邊正電荷在M右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,右邊負(fù)電荷在MN間電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知MN間的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,可知P點(diǎn)電勢(shì)高于等勢(shì)面與MN交點(diǎn)處電勢(shì),則P點(diǎn)電勢(shì)高于T點(diǎn)電勢(shì),將正試探電荷q0從T點(diǎn)移到P點(diǎn),電勢(shì)升高,靜電力做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;D.由于正電荷的電荷量大于負(fù)電荷電荷量,可知在N左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為零,假設(shè)N右側(cè)與N距離為d處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,設(shè)MN=L,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式E可知,方程有唯一解,可知除無窮遠(yuǎn)處外,MN附近電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè),故D錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力做功的問題,分析標(biāo)量的物理量時(shí)要注意電荷的正負(fù)帶來的影響。3.(2023秋?杜集區(qū)校級(jí)期末)實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線,從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子,a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受靜電力作用),則()A.a(chǎn)、b的動(dòng)能均增大 B.a(chǎn)一定帶正電,b一定帶負(fù)電 C.靜電力對(duì)a做正功,對(duì)b做負(fù)功 D.a(chǎn)的加速度將增大,b的加速度將減小【考點(diǎn)】電場(chǎng)線的定義及基本特征;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】A【分析】AC.粒子做曲線運(yùn)動(dòng),所受合外力(靜電力)指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹側(cè),結(jié)合a、b運(yùn)動(dòng)軌跡,即可分析判斷;B.由軌跡彎曲方向可判斷靜電力方向,但電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向未知,即可分析判斷;D.同一電場(chǎng)中,電場(chǎng)線越密集的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,帶電粒子所受的靜電力越大、加速度越大,結(jié)合題圖,即可分析判斷?!窘獯稹拷猓篈C.粒子做曲線運(yùn)動(dòng),所受合外力(靜電力)指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹側(cè),結(jié)合a、b運(yùn)動(dòng)軌跡可知,兩粒子飛出后,靜電力對(duì)a、b都做正功,由動(dòng)能定理可知,兩粒子動(dòng)能均增大,故A正確,C錯(cuò)誤;B.由軌跡彎曲方向可判斷靜電力方向,但電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向未知,則無法確定兩粒子電性,但兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向相反,所以a、b一定帶異種電荷,故B錯(cuò)誤;D.同一電場(chǎng)中,電場(chǎng)線越密集的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,帶電粒子所受的靜電力越大、加速度越大,結(jié)合題圖可知,a的加速度將減小,b的加速度將增大,故D錯(cuò)誤;故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)電場(chǎng)線的掌握,解題時(shí)需注意,分析清楚粒子的運(yùn)動(dòng)情況,特別是速度和加速度如何變化,根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,確定粒子所受電場(chǎng)力的大小方向如何變化,根據(jù)電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系,確定場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向如何變化。4.(2024秋?蜀山區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,空間中存在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,一帶正電質(zhì)量m=1kg小環(huán)穿過粗糙的水平桿,帶電量q=1C,輕質(zhì)彈性繩的下端與小環(huán)相連,勁度系數(shù)k=10N/m,上端固定在墻上N點(diǎn),彈性繩跨過固定在M處的光滑小滑輪,O為水平桿上的一點(diǎn),O、M、N在同一豎直線上,彈性繩的自然長(zhǎng)度和MN間距離相同。小環(huán)從O點(diǎn)靜止釋放,最遠(yuǎn)能達(dá)到P點(diǎn),Q為OP中點(diǎn)。已知O、M間距為4m,O、Q間距為3m,小球與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度g=10m/s2,繩中彈力始終遵從胡克定律,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則下列說法錯(cuò)誤的是()A.場(chǎng)強(qiáng)E=45N/C B.小環(huán)從O運(yùn)動(dòng)至P的過程中,受到摩擦力逐漸增大 C.小環(huán)第一次運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)時(shí),速度最大 D.小環(huán)最終可以停在Q點(diǎn)右側(cè)的某一位置【考點(diǎn)】帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡;胡克定律及其應(yīng)用;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】定量思想;方程法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】B【分析】根據(jù)受力情況結(jié)合平衡條件分析支持力和摩擦力的變化情況;對(duì)小球在O點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中水平方向上受力分析,根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合對(duì)稱性進(jìn)行分析;從P點(diǎn)返回的過程中,根據(jù)受力情況得到摩擦力的大小,由此分析D選項(xiàng)?!窘獯稹拷猓築、設(shè)彈性繩與水平方向的夾角為θ,彈性繩的彈力為kl(l為彈性繩與滑輪所在M點(diǎn)及桿上O點(diǎn)構(gòu)成的直角三角形的斜邊長(zhǎng)),當(dāng)小球從O點(diǎn)沿著桿向右的過程中,對(duì)小球做受力分析如圖所示:彈性繩的彈力在豎直方向的分力大小為:Fy=klsinθ由幾何關(guān)系可知,lsinθ始終等于MO的長(zhǎng)度,因此可知彈性繩的彈力在豎直方向的分力大小始終不變,而:Fy=FN+mg,摩擦力f=μFN解得:f=15N可知小球在水平桿上滑動(dòng)的過程中摩擦力始終不變,故B錯(cuò)誤;AC、對(duì)小球在O點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中水平方向上受力分析可得:F合=qE﹣klcosθ﹣f其中l(wèi)cosθ始終等于小球從O點(diǎn)右移的距離,設(shè)為x,則有:qE﹣f﹣kx=ma解得:a電場(chǎng)力和摩擦力為恒力,根據(jù)對(duì)稱性原理,Q為OP的中點(diǎn),Q點(diǎn)的加速度為0。小球第一次運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)時(shí)速度最大,故AC正確;D、從P點(diǎn)返回的過程中,摩擦力向右,水平方向有:F合=kx﹣qE﹣f,f恰好反向并達(dá)到最大靜摩擦,可以靜止在此處,故D正確。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查帶電物塊在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵是弄清楚受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,結(jié)合共點(diǎn)力的平衡、牛頓第二定律進(jìn)行分析。5.(2024秋?遼寧期中)如圖,真空中正方形的兩個(gè)頂點(diǎn)A,B分別固定兩個(gè)正點(diǎn)電荷,C點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷,三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量均為Q,已知正方形邊長(zhǎng)為,靜電力常量為k,則正方形中心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A. B. C. D.【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】A【分析】根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理分析求解?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,B、C處的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)镺C方向,大小為:A處的正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向沿OD的方向,大小為:根據(jù)矢量合成可知,正方形中心O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為:故BCD錯(cuò)誤,A正確。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí),理解點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,熟練掌握矢量疊加原理是解決此類問題的關(guān)鍵。6.(2024秋?鼓樓區(qū)校級(jí)期中)如圖,真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷固定在同一直線上,電荷量分別為Q1、Q2和Q3,P點(diǎn)和三個(gè)點(diǎn)電荷的連線與點(diǎn)電荷所在直線的夾角分別為90°、60°和30°。若P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,q>0,則三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量可能為()A.Q1=q,Q2q,Q3=q B.Q1=﹣q,Q2q,Q3=﹣4q C.Q1=﹣q,Q2q,Q3=﹣q D.Q1=q,Q2q,Q3=4q【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用;電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.【專題】推理法;類比法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】D【分析】當(dāng)三個(gè)點(diǎn)電荷的電性相同時(shí),P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)不可能為零;根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式,結(jié)合幾何關(guān)系和矢量合成的特點(diǎn)結(jié)合題意完成分析?!窘獯稹拷猓篈B、若三個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)帶正電或者負(fù)電,即三個(gè)點(diǎn)電荷電性相同,由電場(chǎng)的疊加原理可知,P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不可能為零,故AB錯(cuò)誤;C、設(shè)P和Q1間的距離為r,根據(jù)余弦定理可得:場(chǎng)強(qiáng)大小滿足關(guān)系式:整理可得:E根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可得Q2在P點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為:,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不為零,故C錯(cuò)誤;D、同理可得,Q1和Q3在P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為:解得:E根據(jù)題意可知Q2產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為:,則P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,故D正確;故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了場(chǎng)強(qiáng)的疊加,熟悉場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式,結(jié)合幾何關(guān)系和矢量合成的特點(diǎn)即可完成分析。7.(2024秋?沙坪壩區(qū)校級(jí)月考)真空中兩個(gè)完全相同的金屬小球,分別帶電+5q和﹣q。兩小球充分接觸后分開,再把它們放在邊長(zhǎng)為l的等邊三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)上,則等邊三角形第三個(gè)頂點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為多大?(小球可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k)()A. B. C. D.【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】B【分析】完全相同的帶電金屬球相碰時(shí),總電量平分,分別求出兩球的帶電量,再由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和幾何關(guān)系得出第三個(gè)頂點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小。【解答】解:根據(jù)電荷均分原理可知,兩小球充分接觸后分開,兩個(gè)小球所帶電荷量為:Q2q作出點(diǎn)電荷在第三個(gè)頂點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng),如圖所示:由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得:,根據(jù)幾何知識(shí)可知,合場(chǎng)強(qiáng)的大?。?,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】知道完全相同的帶電金屬球相碰時(shí),總電量平分,掌握點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和矢量合成法則。8.(2023秋?上城區(qū)校級(jí)期末)如圖甲所示,在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出),O、A、B為軸上三點(diǎn)。放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的靜電力與其所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示。以x軸的正方向?yàn)殪o電力的正方向,則()A.點(diǎn)電荷Q一定為正電荷 B.點(diǎn)電荷Q在A、B之間 C.點(diǎn)電荷Q在A、O之間 D.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為5×103N/C【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】B【分析】由圖讀出兩個(gè)檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力方向,分析Q的位置;根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E可知,F(xiàn)﹣q圖線的斜率等于場(chǎng)強(qiáng)的大小,分析場(chǎng)強(qiáng)的大小?!窘獯稹拷猓篈BC、由圖乙知,正的試探電荷在A點(diǎn)和負(fù)的試探電荷在B點(diǎn)所受的靜電力方向都沿x軸的正方向,說明A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向右,B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左,則點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷且在A、B之間,故AC錯(cuò)誤,B正確;D、圖像的斜率代表電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,即kE可知EA代入數(shù)據(jù)解得EA=2×103N/C故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題要掌握電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向、大小的關(guān)系,從數(shù)學(xué)的角度理解圖線F﹣q斜率的物理意義,這是解決圖象問題常用的方法。二.多選題(共4小題)(多選)9.(2024秋?璧山區(qū)校級(jí)月考)電場(chǎng)線能直觀、方便地反映電場(chǎng)的分布情況。如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)線分布圖,圖乙是電場(chǎng)中的一些點(diǎn),O是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),E、F是兩點(diǎn)電荷連線中垂線上關(guān)于O對(duì)稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也關(guān)于O對(duì)稱。則()A.E、F兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同 B.A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同 C.B、O、C三點(diǎn)中,O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小 D.從E點(diǎn)沿直線向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的電子所受電場(chǎng)力逐漸減小【考點(diǎn)】等量異種電荷的電場(chǎng)線分布;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)大小.【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;理解能力.【答案】AC【分析】等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,電場(chǎng)線從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷,且在兩電荷連線的中垂線上,電場(chǎng)線方向垂直于中垂線,指向負(fù)電荷一側(cè)。電場(chǎng)線的疏密程度反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大?!窘獯稹拷猓篈、在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同,因此E、F兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同,由于E、F是中垂線上關(guān)于O對(duì)稱的兩點(diǎn),電場(chǎng)線疏密程度相同,則其場(chǎng)強(qiáng)大小也相等,故A正確;B、根據(jù)對(duì)稱性可知,A、D兩點(diǎn)處電場(chǎng)線疏密程度相同,則A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同,由圖甲可以看出,A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向也相同,則A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同,故B錯(cuò)誤;C、結(jié)合甲、乙兩圖可以看出,B、O、C三點(diǎn),O點(diǎn)的電場(chǎng)線最稀疏,場(chǎng)強(qiáng)最小,故C正確;D、結(jié)合甲、乙兩圖可知,電子從E點(diǎn)沿直線向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大,則電場(chǎng)力逐漸增大,故D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵在于理解電場(chǎng)線的性質(zhì),特別是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)。通過分析電場(chǎng)線的疏密程度,可以判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,進(jìn)而比較不同點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。同時(shí),注意電場(chǎng)線的方向反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,對(duì)于判斷電場(chǎng)力的方向至關(guān)重要。(多選)10.(2024秋?貴陽(yáng)月考)如圖,帶電荷量為2q(q>0)的球1固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面上的O點(diǎn),其正上方L處固定一帶電荷量為﹣q的球2,斜面上距O點(diǎn)L處的P點(diǎn)有質(zhì)量為m的帶電球3恰好靜止。球的大小均可忽略,已知重力加速度大小為g。迅速移走球1后,球3沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于球3的說法正確的是()A.帶負(fù)電 B.運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的速度大小為 C.運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的加速度大小為 D.運(yùn)動(dòng)至OP中點(diǎn)時(shí)對(duì)斜面的壓力大小為【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用.【專題】定量思想;方程法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】BC【分析】迅速移走球1后,球3沿斜面向下運(yùn)動(dòng),說明1、3之間原來是斥力,由此分析;球3運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)過程中庫(kù)侖力做功為零,此過程中由動(dòng)能定理進(jìn)行解答;在P點(diǎn),沿斜面方向根據(jù)平衡條件列方程,在O點(diǎn),沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律列方程進(jìn)行解答;運(yùn)動(dòng)至OP中點(diǎn)時(shí),在垂直斜面方向根據(jù)平衡條件進(jìn)行分析?!窘獯稹拷猓篈.球3原來靜止,迅速移走球1后,球3沿斜面向下運(yùn)動(dòng),說明1、3之間原來是斥力,球3帶正電,故A錯(cuò)誤;B.由幾何關(guān)系知,球1球2球3初始位置為一正三角形,球3運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)過程中庫(kù)侖力做功為零,此過程中由動(dòng)能定理得:0解得:,故B正確;C.設(shè)球3電量為Q,對(duì)P點(diǎn)的球3受力分析,在沿斜面方向根據(jù)平衡條件可得:對(duì)O點(diǎn)的球3受力分析,在沿斜面方向根據(jù)牛頓第二定律可得:聯(lián)立解得運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的加速度大小為:,故C正確;D.運(yùn)動(dòng)至OP中點(diǎn)時(shí),在垂直斜面方向根據(jù)平衡條件可得:解得:根據(jù)牛頓第三定律可得運(yùn)動(dòng)至OP中點(diǎn)時(shí)球3對(duì)斜面的壓力大小為,故D錯(cuò)誤。故選:BC?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了牛頓第二定律和共點(diǎn)力的平衡知識(shí);利用牛頓第二定律答題時(shí)的一般步驟是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行正交分解、在坐標(biāo)軸上利用牛頓第二定律建立方程進(jìn)行解答;注意庫(kù)侖定律的應(yīng)用方法。(多選)11.(2023秋?石家莊期末)如圖所示,真空中有A、B、C三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,它們固定在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是q,O點(diǎn)是三角形底邊的中點(diǎn),靜電力常量為k。下列說法正確的是()A.點(diǎn)電荷B、C對(duì)A的靜電力大小為 B.點(diǎn)電荷B、C對(duì)A的靜電力大小為 C.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用;點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng).【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;電荷守恒定律與庫(kù)侖定律專題;分析綜合能力.【答案】BD【分析】先根據(jù)庫(kù)侖定律求解任意兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力,然后根據(jù)平行四邊形定則求解它們各自所受的庫(kù)侖力的合力大小,再依據(jù)同種電荷相斥,結(jié)合矢量合成法則,即可求解。【解答】解:AB、由庫(kù)侖定律可得,兩點(diǎn)電荷B、C對(duì)A的靜電力大小分別為由三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷構(gòu)成等邊三角形,點(diǎn)電荷B、C對(duì)A的靜電力的合力大小為這二力的矢量和故A錯(cuò)誤,B正確;CD、三個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向如圖所示根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知,點(diǎn)電荷B和點(diǎn)電荷C在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反,二者的矢量和為零,故點(diǎn)電荷A在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度即為O處的電場(chǎng)強(qiáng)度,其大小為EO=EA又聯(lián)立可得產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為故C錯(cuò)誤,D正確。故選:BD?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是根據(jù)庫(kù)侖定律列式求解庫(kù)侖力,然后采用矢量合成法列式求解合力,注意同種電荷相斥,異種電荷相吸。(多選)12.(2024秋?東湖區(qū)校級(jí)月考)在圖甲的直角坐標(biāo)系中,x軸上固定兩點(diǎn)電荷M、N,距坐標(biāo)原點(diǎn)O均為L(zhǎng),y軸上有P1、P2、P3三點(diǎn),其縱坐標(biāo)值分別為、、。y軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨y變化的關(guān)系如圖乙所示,圖中的陰影部分面積為a,的陰影部分面積為b、一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為﹣q的帶負(fù)電粒子,由P1點(diǎn)靜止釋放,僅在電場(chǎng)力作用下,將沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),則()A.M、N是等量正電荷 B.帶電粒子在P1、P2兩點(diǎn)處的加速度大小之比為3:2 C.帶電粒子運(yùn)動(dòng)到P3位置時(shí)動(dòng)能為q(b+a) D.帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中最大速度為【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;分析綜合能力.【答案】AD【分析】A.根據(jù)圖像可知兩電荷電量相等,根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況分析電性;B.根據(jù)牛頓第二定律分析帶電粒子在P1、P2兩點(diǎn)處的加速度大小之比;C.圖乙中面積代表電勢(shì)差,根據(jù)動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽艽笮?;D.根據(jù)動(dòng)能定理求解最大速度?!窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖像可知兩點(diǎn)電荷電量相等,電性相同;一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為﹣q的帶負(fù)電粒子,由P1點(diǎn)靜止釋放,僅在電場(chǎng)力作用下,將沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),受到引力作用,所以M、N帶等量正電荷,故A正確;B、設(shè)點(diǎn)電荷帶電量為Q,則有所以帶電粒子在P1、P2兩點(diǎn)處的加速度大小之比不是3:2,故B錯(cuò)誤;C、圖乙中面積代表電勢(shì)差,所以帶電粒子運(yùn)動(dòng)到P3位置時(shí),電場(chǎng)力做功為W=q(b﹣a)根據(jù)動(dòng)能定理可知,粒子運(yùn)動(dòng)到P3位置時(shí)動(dòng)能為q(b﹣a),故C錯(cuò)誤;D、粒子由P1點(diǎn)靜止釋放,從P1點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)O,電場(chǎng)力做正功動(dòng)能增加,從O點(diǎn)到P3位置,電場(chǎng)力做負(fù)功動(dòng)能減小,所以粒子在O點(diǎn)時(shí)速度最大,由動(dòng)能定理得解得最大速度為故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圖像問題,關(guān)鍵是能夠根據(jù)圖像結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行解答。三.填空題(共4小題)13.(2024秋?鼓樓區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有兩個(gè)正點(diǎn)電荷,且兩正點(diǎn)電荷帶電荷量均為+Q(Q>0),在y軸上C點(diǎn)有帶電荷量為﹣Q的負(fù)點(diǎn)電荷,且CO=OD=r,∠ADO=60°。則O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0。【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;分析綜合能力.【答案】;0【分析】利用點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式計(jì)算場(chǎng)強(qiáng),場(chǎng)強(qiáng)是矢量,再利用場(chǎng)強(qiáng)的疊加計(jì)算合場(chǎng)強(qiáng)?!窘獯稹拷猓簝蓚€(gè)正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和為零,但負(fù)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為由幾何關(guān)系可知AD=BD=CD,則兩個(gè)+Q在D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,夾角為120°,則合場(chǎng)強(qiáng)與﹣Q在D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,則D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。故答案為:;0【點(diǎn)評(píng)】本題考查了點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)的疊加,屬于比較簡(jiǎn)單的題。14.(2024秋?鼓樓區(qū)校級(jí)期中)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點(diǎn),環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為ΔL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于OC延長(zhǎng)線上距O點(diǎn)為2R的D點(diǎn),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變,則q的電性為負(fù),電荷量大小為(用題目給的字母表示)。【考點(diǎn)】點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng).【專題】定量思想;圖析法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】負(fù),?!痉治觥扛鶕?jù)場(chǎng)強(qiáng)公式計(jì)算分析?!窘獯稹拷猓喝∽逜、B處兩段弧長(zhǎng)均為ΔL的小圓弧上的電荷,根據(jù)對(duì)稱性可知,圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,如圖所示因?yàn)閮啥位¢L(zhǎng)非常小,故可看成點(diǎn)電荷,則有,由圖可知,兩場(chǎng)強(qiáng)的夾角為120°,則兩者的合場(chǎng)強(qiáng)為,根據(jù)O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為0,則放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,大小為為E′,根據(jù),聯(lián)立解得q。故答案為:負(fù),?!军c(diǎn)評(píng)】考查對(duì)電場(chǎng)的理解,熟記場(chǎng)強(qiáng)公式。15.(2024秋?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)期中)固定的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示,A、B為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。由圖可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。ㄟx填“大于”或“小于”);若一個(gè)電荷量為q的試探電荷在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F,則B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為(用F和q表示),撤去該試驗(yàn)電荷,B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生變化(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)?!究键c(diǎn)】根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)大?。浑妶?chǎng)強(qiáng)度的定義、單位和方向;正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】大于;;不會(huì)?!痉治觥扛鶕?jù)電場(chǎng)線越稀疏,電場(chǎng)強(qiáng)度越弱,電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度只與場(chǎng)源電荷有關(guān),與試探電荷無關(guān)分析求解。【解答】解:根據(jù)離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn),電場(chǎng)線越稀疏,電場(chǎng)強(qiáng)度越弱的特點(diǎn),故A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可知B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為電場(chǎng)強(qiáng)度只與場(chǎng)源電荷有關(guān),與試探電荷無關(guān),所以撤去該試驗(yàn)電荷,B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生變化。故答案為:大于;;不會(huì)?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí),理解電場(chǎng)強(qiáng)度的含義以及與電場(chǎng)線的關(guān)系是解決此類問題的關(guān)鍵。16.(2024秋?楊浦區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,四個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值均為Q,分別固定在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,正方形邊長(zhǎng)為a,則正方形兩條對(duì)角線交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向豎直向下?!究键c(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】計(jì)算題;圖析法;對(duì)稱法;推理論證能力.【答案】;豎直向下?!痉治觥扛鶕?jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度及其疊加原理,可確定正方形兩條對(duì)角線交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與方向?!窘獯稹拷猓核膫€(gè)電荷的電荷量相等,兩對(duì)對(duì)角線的電荷都是一對(duì)等量異種點(diǎn)電荷,在交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向指向負(fù)電荷,且大小相等,如圖,則合場(chǎng)強(qiáng)的方向豎直向下。根據(jù)對(duì)稱性可知,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E合故答案為:;豎直向下?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式,以及點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)方向,會(huì)根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)的疊加。同時(shí)運(yùn)用了等效思維。四.解答題(共4小題)17.(2024秋?巴南區(qū)校級(jí)月考)帶電量分別為+q、﹣2q的異種電荷A、B固定在同一水平線上、相距6x,在它們連線的中點(diǎn)P上方處有一懸點(diǎn)O,用絕緣細(xì)繩掛著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球C,繩長(zhǎng)2x、與OP的夾角為30°,如圖所示。平衡時(shí)小球剛好靜止在兩電荷連線上。重力加速度為g,靜電力常數(shù)為k,則:(1)小球所受電場(chǎng)力大小;(2)小球所在處A、B產(chǎn)生的電場(chǎng)合場(chǎng)強(qiáng)?!究键c(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、單位和方向;共點(diǎn)力的平衡問題及求解.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】(1)小球所受電場(chǎng)力大小為mg;(2)小球所在處A、B產(chǎn)生的電場(chǎng)合場(chǎng)強(qiáng)大小為,方向水平向右。【分析】(1)對(duì)小球C受力分析,由平衡條件及幾何關(guān)系,即可列式求解;(2)結(jié)合題圖,由幾何關(guān)系及點(diǎn)電荷計(jì)算公式,即可列式求解?!窘獯稹拷猓海?)如圖,對(duì)小球C受力分析:由平衡條件及幾何關(guān)系可得,小球所受電場(chǎng)力大小為:F=mgtan30°mg;(2)由圖結(jié)合幾何關(guān)系可知,CP=COsin30°=2x×0.5=x,AP=PB=0.5AB=0.5×6x=3x,AC=AP﹣CP=3x﹣x=2x,CB=CP+PB=x+3x=4x,由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可得,小球所在處A、B產(chǎn)生的電場(chǎng)合場(chǎng)強(qiáng)大小為:,方向水平向右;答:(1)小球所受電場(chǎng)力大小為mg;(2)小球所在處A、B產(chǎn)生的電場(chǎng)合場(chǎng)強(qiáng)大小為,方向水平向右。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了共點(diǎn)力的平衡問題,解答本題時(shí)需注意:選準(zhǔn)研究對(duì)象、做好受力分析、根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件確定力與力的關(guān)系。18.(2024秋?璧山區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),另一個(gè)電荷量也為q的帶電小球B固定于O點(diǎn)的正下方,小球A靜止時(shí)與小球B在同一水平線上,此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,兩帶電小球均可視為點(diǎn)電荷。已知重力加速度為g,靜電力常量為k。則求:(1)小球B的電性;(2)電荷A、B間的距離;(3)帶電小球B在A處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、單位和方向;庫(kù)侖力作用下的受力平衡問題.【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】(1)小球B的電性為正電(2)電荷A、B間的距離為(3)帶電小球B在A處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為【分析】(1)根據(jù)受力分析結(jié)合同號(hào)電荷相互排斥、異號(hào)電荷相互吸引分析求解;(2)根據(jù)受力平衡結(jié)合庫(kù)侖定律分析求解;(3)根據(jù)受力分析結(jié)合電場(chǎng)力和重力的關(guān)系分析求解?!窘獯稹浚?)由平衡條件可知小球A受到的電場(chǎng)力水平向右,兩小球是排斥力,所以小球B帶正電;(2)A球靜止時(shí),由平衡條件可知即解得(3)電場(chǎng)強(qiáng)度答:(1)小球B的電性為正電(2)電荷A、B間的距離為(3)帶電小球B在A處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電場(chǎng)力,合理受力分析,理解受力分析中各個(gè)力之間的關(guān)系是解決此類問題的關(guān)鍵。19.(2024秋?東麗區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電小球,用輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)。假設(shè)電場(chǎng)區(qū)域足夠大,靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角θ=37°,小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量始終保持不變,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g。(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E;(2)若把小球拉到最低點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與豎直方向夾角θ=37°時(shí)忽然撤去電場(chǎng),求小球回到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力大小。(小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線始終不接觸懸掛細(xì)線的天花板)【考點(diǎn)】帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.【專題】定量思想;方程法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為;(2)小球回到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力為1.9mg,方向向下。【分析】(1)對(duì)小球進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件進(jìn)行解答;(2)從最低點(diǎn)開始到小球再次回到最低點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解速度大小,在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律、第三定律進(jìn)行解答?!窘獯稹拷猓海?)對(duì)小球進(jìn)行受力分析,如圖所示:根據(jù)平衡條件有:mgtanθ=qE解得:E;(2)從最低點(diǎn)開始到小球再次回到最低點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得:qELsinθ0在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律可得:F﹣mg=m解得:F=1.9mg根據(jù)牛頓第三定律可得小球回到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力大小為1.9mg,方向向下。答:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為;(2)小球回到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力為1.9mg,方向向下。【點(diǎn)評(píng)】有關(guān)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),可以從兩條線索展開:其一,力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子受力情況,用牛頓第二定律求出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度和位移等;其二,功和能的關(guān)系。根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功,引起帶電粒子的能量發(fā)生變化,利用動(dòng)能定理進(jìn)行解答。20.(2024?洛陽(yáng)一模)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿與水平方向夾角θ=30°斜向右上方,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,一質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球以某初速度開始運(yùn)動(dòng),初速度方向與電場(chǎng)方向一致。小球所帶電荷量為(g為重力加速度大?。?。不計(jì)空氣阻力,現(xiàn)添加一新的勻強(qiáng)電場(chǎng)滿足小球做不同運(yùn)動(dòng)的需求。(1)要使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),求新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E′的大小和方向;(2)原電場(chǎng)的方向不變,大小可以改變,要使小球做直線運(yùn)動(dòng),求新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小值Emin及其方向?!究键c(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專題】計(jì)算題;定量思想;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】(1)要使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E′的大小為E,方向?yàn)樾毕蜃笙路脚c水平方向成60°;(2)原電場(chǎng)的方向不變,大小可以改變,要使小球做直線運(yùn)動(dòng),新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小值Emin為,其方向?yàn)樾毕蛴蚁路剿椒较虺?0°?!痉治觥浚?)對(duì)小球受力分析,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)使其所受的合力為零,結(jié)合水平和豎直方向上的平衡方程分析求解;(2)對(duì)小球受力分析,小球受到的合力應(yīng)與運(yùn)動(dòng)方向共線分析求解?!窘獯稹拷猓海?)如圖甲所示,欲使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)使其所受的合力為零,有qE′cosα=qEcosθ其中qE′sinα=mg+qEsinθ解得α=60°又因?yàn)樾∏驇ж?fù)電,電場(chǎng)強(qiáng)度方向與電場(chǎng)力方向相反,則電場(chǎng)強(qiáng)度E′的方向與水平方向的夾角為60°,斜向左下方。(2)如上圖乙所示,小球要做直線運(yùn)動(dòng),則小球受到的合力應(yīng)與運(yùn)動(dòng)方向共線,當(dāng)新的電場(chǎng)強(qiáng)度取最小值時(shí),有qEmin=mgsin60°解得同理電場(chǎng)強(qiáng)度Emin的方向與電場(chǎng)力的方向相反,則電場(chǎng)強(qiáng)度Emin的方向與水平方向的夾角為60°,斜向右下方。答:(1)要使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E′的大小為E,方向?yàn)樾毕蜃笙路脚c水平方向成60°;(2)原電場(chǎng)的方向不變,大小可以改變,要使小球做直線運(yùn)動(dòng),新加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小值Emin為,其方向?yàn)樾毕蛴蚁路剿椒较虺?0°?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí),理解帶電小球在電場(chǎng)中的受力情況是解決此類問題的關(guān)鍵。
考點(diǎn)卡片1.胡克定律及其應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.彈力(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生的力叫彈力.(2)彈力的產(chǎn)生條件:①?gòu)椓Φ漠a(chǎn)生條件是兩個(gè)物體直接接觸,②并發(fā)生彈性形變.(3)彈力的方向:力垂直于兩物體的接觸面.①支撐面的彈力:支持力的方向總是垂直于支撐面,指向被支持的物體;壓力總是垂直于支撐面指向被壓的物體.點(diǎn)與面接觸時(shí)彈力的方向:過接觸點(diǎn)垂直于接觸面.球與面接觸時(shí)彈力的方向:在接觸點(diǎn)與球心的連線上.球與球相接觸的彈力方向:垂直于過接觸點(diǎn)的公切面.②彈簧兩端的彈力方向:與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復(fù)原狀的方向.其彈力可為拉力,可為壓力.③輕繩對(duì)物體的彈力方向:沿繩指向繩收縮的方向,即只為拉力.2.胡克定律彈簧受到外力作用發(fā)生彈性形變,從而產(chǎn)生彈力.在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比.即F=kx,其中,勁度系數(shù)k的意義是彈簧每伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度產(chǎn)生的彈力,其單位為N/m.它的大小由制作彈簧的材料、彈簧的長(zhǎng)短和彈簧絲的粗細(xì)決定.x則是指形變量,應(yīng)為形變(包括拉伸形變和壓縮形變)后彈簧的長(zhǎng)度與彈簧原長(zhǎng)的差值.注意:胡克定律在彈簧的彈性限度內(nèi)適用.3.胡克定律的應(yīng)用(1)胡克定律推論在彈性限度內(nèi),由F=kx,得F1=kx1,F(xiàn)2=kx2,即F2﹣F1=k(x2﹣x1),即:△F=k△x即:彈簧彈力的變化量與彈簧形變量的變化量(即長(zhǎng)度的變化量)成正比.(2)確定彈簧狀態(tài)對(duì)于彈簧問題首先應(yīng)明確彈簧處于“拉伸”、“壓縮”還是“原長(zhǎng)”狀態(tài),并且確定形變量的大小,從而確定彈簧彈力的方向和大?。绻桓嬖V彈簧彈力的大小,必須全面分析問題,可能是拉伸產(chǎn)生的,也可能是壓縮產(chǎn)生的,通常有兩個(gè)解.(3)利用胡克定律的推論確定彈簧的長(zhǎng)度變化和物體位移的關(guān)系如果涉及彈簧由拉伸(壓縮)形變到壓縮(拉伸)形變的轉(zhuǎn)化,運(yùn)用胡克定律的推論△F=k△x可直接求出彈簧長(zhǎng)度的改變量△x的大小,從而確定物體的位移,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)力學(xué)公式求相關(guān)量.【命題方向】(1)第一類??碱}型是考查胡克定律:一個(gè)彈簧掛30N的重物時(shí),彈簧伸長(zhǎng)1.2cm,若改掛100N的重物時(shí),彈簧總長(zhǎng)為20cm,則彈簧的原長(zhǎng)為()A.12cmB.14cmC.15cmD.16cm分析:根據(jù)胡克定律兩次列式后聯(lián)立求解即可.解:一個(gè)彈簧掛30N的重物時(shí),彈簧伸長(zhǎng)1.2cm,根據(jù)胡克定律,有:F1=kx1;若改掛100N的重物時(shí),根據(jù)胡克定律,有:F2=kx2;聯(lián)立解得:k;x2;故彈簧的原長(zhǎng)為:x0=x﹣x2=20cm﹣4cm=16cm;故選D.點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是根據(jù)胡克定律列式后聯(lián)立求解,要記住胡克定律公式中F=k?△x的△x為行變量.(2)第二類??碱}型是考查胡克定律與其他知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合:如圖所示,一根輕質(zhì)彈簧上端固定,下端掛一個(gè)質(zhì)量為m0的平盤,盤中有一物體,質(zhì)量為m,當(dāng)盤靜止時(shí),彈簧的長(zhǎng)度比其自然長(zhǎng)度伸長(zhǎng)了l,今向下拉盤,使彈簧再伸長(zhǎng)△l后停止,然后松手,設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi),則剛松手時(shí)盤對(duì)物體的支持力等于()A.B.C.D.分析:根據(jù)胡克定律求出剛松手時(shí)手的拉力,確定盤和物體所受的合力,根據(jù)牛頓第二定律求出剛松手時(shí),整體的加速度.再隔離物體研究,用牛頓第二定律求解盤對(duì)物體的支持力.解:當(dāng)盤靜止時(shí),由胡克定律得(m+m0)g=kl①設(shè)使彈簧再伸長(zhǎng)△l時(shí)手的拉力大小為F再由胡克定律得F=k△l②由①②聯(lián)立得F剛松手瞬時(shí)彈簧的彈力沒有變化,則以盤和物體整體為研究對(duì)象,所受合力大小等于F,方向豎直向上.設(shè)剛松手時(shí),加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律得a對(duì)物體研究:FN﹣mg=ma解得FN=(1)mg故選A.點(diǎn)評(píng):點(diǎn)評(píng):本題考查應(yīng)用牛頓第二定律分析和解決瞬時(shí)問題的能力,這類問題往往先分析平衡狀態(tài)時(shí)物體的受力情況,再分析非平衡狀態(tài)時(shí)物體的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律求解瞬時(shí)加速度.【解題方法點(diǎn)撥】這部分知識(shí)難度中等、也有難題,在平時(shí)的練習(xí)中、階段性考試中會(huì)單獨(dú)出現(xiàn),選擇、填空、計(jì)算等等出題形式多種多樣,在高考中不會(huì)以綜合題的形式考查的,但是會(huì)做為題目的一個(gè)隱含條件考查.彈力的有無及方向判斷比較復(fù)雜,因此在確定其大小和方向時(shí),不能想當(dāng)然,應(yīng)根據(jù)具體的條件或計(jì)算來確定.2.共點(diǎn)力的平衡問題及求解【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法,其中Fx合和Fy合分別表示物體在x軸和y軸上所受的合力。4.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個(gè)力必定與另外(n﹣1)個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問題a.臨界問題(1)問題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問題(1)問題界定:物體平衡的極值問題,一般指在力的變化過程中涉及力的最大值和最小值的問題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí),輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個(gè)小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛重物m?;唽?duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?!久}方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對(duì)滑輪受力分析,受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為GD.兩繩的拉力大小均為分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對(duì)稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對(duì)日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這三個(gè)力是共點(diǎn)力,故B錯(cuò)誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個(gè)拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F2,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l。現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.mgC.mgD.mg分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°mg故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對(duì)滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)乙圖中,以C點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對(duì)G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且夾角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNGM2g,方向水平向右。答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力大小為M2g方向水平向右。點(diǎn)評(píng):本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點(diǎn)為研究對(duì)象,按力平衡問題的一般步驟求解。【解題思路點(diǎn)撥】1.在分析問題時(shí),注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,。2.解答共點(diǎn)力平衡問題的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,對(duì)于有相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對(duì)象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個(gè)物體(整體法或隔離法)。(2)對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫出受力分析圖。(3)對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理,對(duì)三力平衡問題,一般根據(jù)平衡條件畫出力合成時(shí)的平行四邊形。對(duì)四力或四力以上的平衡問題,一般建立合適的直角坐標(biāo)系,對(duì)各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。(4)建立平衡方程,對(duì)于四力或四力以上的平衡問題,用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問題和極值問題時(shí),首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析,找出平衡中的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個(gè)狀態(tài)來研究臨界問題,而是要把某個(gè)物理量推向極端,即極大或極小,并依此作出科學(xué)的推理分析,從而給出判斷或結(jié)論。3.牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量,可以計(jì)算物體的加速度;已知物體的質(zhì)量和加速度,可以計(jì)算物體的合外力;已知物體的合外力和加速度,可以計(jì)算物體的質(zhì)量?!久}方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中,電梯加速上升,加速度大小為g,g為重力加速度。人對(duì)電梯底部的壓力為()A、B、2mgC、mgD、分析:對(duì)人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答:對(duì)人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg=ma故N=mg+mamg根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)電梯的壓力等于電梯對(duì)人的支持力,故人對(duì)電梯的壓力等于mg;故選:A。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵對(duì)人受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解?!窘忸}方法點(diǎn)撥】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。4.牛頓第三定律的理解與應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上.2.作用力與反作用力的“四同”和“三不同”:【命題方向】題型一:牛頓第三定律的理解和應(yīng)用例子:關(guān)于作用力與反作用力,下列說法正確的是()A.作用力與反作用力的合力為零B.先有作用力,然后才產(chǎn)生反作用力C.作用力與反作用力大小相等、方向相反D.作用力與反作用力作用在同一個(gè)物體上分析:由牛頓第三定律可知,作用力與反作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在兩個(gè)物體上,力的性質(zhì)相同,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失.解答:A、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,效果不能抵消,合力不為零,故A錯(cuò)誤.B、作用力與反作用力,它們同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失,故B錯(cuò)誤.C、作用力與反作用力大小相等、方向相反,作用在兩個(gè)物體上,故C正確.D、作用力與反作用力,作用在兩個(gè)物體上,故D錯(cuò)誤.故選:C.點(diǎn)評(píng):考查牛頓第三定律及其理解.理解牛頓第三定律與平衡力的區(qū)別.【解題方法點(diǎn)撥】應(yīng)用牛頓第三定律分析問題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)不要憑日常觀察的直覺印象隨便下結(jié)論,分析問題需嚴(yán)格依據(jù)科學(xué)理論.(2)理解應(yīng)用牛頓第三定律時(shí),一定抓住“總是”二字,即作用力與反作用力的這種關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).(3)與平衡力區(qū)別應(yīng)抓住作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上.5.動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.動(dòng)能定理的內(nèi)容:合外力做的功等于動(dòng)能的變化量。2.表達(dá)式:W合=ΔEk=Ek末﹣Ek初3.本考點(diǎn)針對(duì)簡(jiǎn)單情況下用動(dòng)能定理來解題的情況?!久}方向】如圖所示,質(zhì)量m=10kg的物體放在水平地面上,物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g=10m/s2,今用F=50N的水平恒力作用于物體上,使物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),作用時(shí)間t=6s后撤去F,求:(1)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度;(2)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移(3)物體從開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功。分析:(1)對(duì)物體受力分析知,物體做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律就可求出加速度;(2)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式即可求得位移的大?。唬?)對(duì)全程用動(dòng)能定理,可以求得摩擦力的功。解答:(1)對(duì)物體受力分析,由牛頓第二定律得F﹣μmg=ma,解得a=3m/s2,(2)由位移公式得Xat23×62m=54m。(3)對(duì)全程用動(dòng)能定理得FX﹣Wf=0Wf=FX=50×54J=2700J。答:(1)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是3m/s2;(2)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移是54m;(3)物體從開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功為2700J。點(diǎn)評(píng):分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程,直接應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解即可,求摩擦力的功的時(shí)候?qū)θ虘?yīng)用動(dòng)能定理比較簡(jiǎn)單?!窘忸}思路點(diǎn)撥】1.應(yīng)用動(dòng)能定理的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,明確并分析運(yùn)動(dòng)過程。(2)分析受力及各力做功的情況①受哪些力?②每個(gè)力是否做功?③在哪段位移哪段過程中做功?④做正功還是負(fù)功?⑤做多少功?求出代數(shù)和。(3)明確過程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及Ek2。(4)列方程W總=Ek2﹣Ek1,必要時(shí)注意分析題目潛在的條件,補(bǔ)充方程進(jìn)行求解。注意:①在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時(shí),如涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)應(yīng)首先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理,而后考慮牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,如涉及加速度時(shí),先考慮牛頓第二定律。②用動(dòng)能定理解題,關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過程分析,并畫出物體運(yùn)動(dòng)過程的草圖,以便更準(zhǔn)確地理解物理過程和各物理量的關(guān)系。有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過程中不是始終存在的,在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意。6.庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容:在真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上.2.表達(dá)式:F=k,式中k表示靜電力常量,k=9.0×109N?m2/C2.3.適用條件:真空中的靜止點(diǎn)電荷.【命題方向】題型一:對(duì)庫(kù)侖定律的理解例1:真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,它們之間靜電力的大小為F.如果保持這兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離不變,而將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍,那么它們之間的靜電力的大小變?yōu)椋ǎ〢.3FB.C.D.9F分析:本題比較簡(jiǎn)單,直接利用庫(kù)侖定律進(jìn)行計(jì)算討論即可.解:距離改變之前:①當(dāng)電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí):②聯(lián)立①②可得:F1=9F,故ABC錯(cuò)誤,D正確.故選:D.點(diǎn)評(píng):庫(kù)侖定律應(yīng)用時(shí)涉及的物理量較多,因此理清各個(gè)物理量之間的關(guān)系,可以和萬有引力定律進(jìn)行類比學(xué)習(xí).題型二:庫(kù)侖定律與力學(xué)的綜合問題例2:在一絕緣支架上,固定著一個(gè)帶正電的小球A,A又通過一長(zhǎng)為10cm的絕緣細(xì)繩連著另一個(gè)帶負(fù)電的小球B,B的質(zhì)量為0.1kg,電荷量為10﹣6C,如圖所示,將小球B緩緩拉離豎直位置,當(dāng)繩與豎直方向的夾角為60°時(shí),將其由靜止釋放,小球B將在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).已知釋放瞬間繩剛好張緊,但無張力.g取10m/s2.求(1)小球A的帶電荷量;(2)釋放瞬間小球B的加速度大?。唬?)小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力.分析:(1)釋放小球瞬間,對(duì)小球進(jìn)行受力分析,由庫(kù)侖定律與力的合成與分解可以求出小球A的電荷量.(2)對(duì)小球受力分析,由牛頓第二定律可以求出小球的加速度.(3)由動(dòng)能定理求出小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度,然后由牛頓第二定律求出繩子的拉力.解:(1)小球B剛釋放瞬間,速度為零,沿繩子方向上,小球受到的合力為零,則mgcos60°=k,代入數(shù)值,求得qA=5×10﹣6C;(2)小球所受合力方向與繩子垂直,由牛頓第二定律得:mgsinθ=ma,;(3)釋放后小球B做圓周運(yùn)動(dòng),兩球的相對(duì)距離不變,庫(kù)侖力不做功,從釋放小球到小球到達(dá)最低點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理得:mg(L﹣Lcos60°)mv2﹣0,小球在最低點(diǎn),由牛頓第二定律得:FT+kmg,解得:FTmg=1.5N;答:(1)小球A的帶電荷量為5×10﹣6C;(2)釋放瞬間小球B的加速度大小為5m/s2;(3)小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力為1.5N.點(diǎn)評(píng):釋放小球瞬間,沿繩子方向小球受力平衡,小球所受合力沿與繩子垂直的方向.【解題方法點(diǎn)撥】1.庫(kù)侖定律適用條件(1)庫(kù)侖定律只適用于真空中的靜止點(diǎn)電荷,但在要求不很精確的情況下,空氣中的點(diǎn)電荷的相互作用也可以應(yīng)用庫(kù)侖定律.(2)當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身的尺寸時(shí),可把帶電體看做點(diǎn)電荷.但不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地推論:當(dāng)r→0時(shí),F(xiàn)→∞.其實(shí)在這樣的條件下,兩個(gè)帶電體已經(jīng)不能再看做點(diǎn)電荷了.(3)對(duì)于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體,可將其視為電荷集中于球心的點(diǎn)電荷,r為兩球心之間的距離.(4)對(duì)兩個(gè)帶電金屬球,要考慮金屬球表面電荷的重新分布.2.應(yīng)用庫(kù)侖定律需要注意的幾個(gè)問題(1)庫(kù)侖定律的適用條件是真空中的靜止點(diǎn)電荷.點(diǎn)電荷是一種理想化模型,當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時(shí),可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫(kù)侖定律,否則不能適用.(2)庫(kù)侖定律的應(yīng)用方法:庫(kù)侖定律嚴(yán)格地說只適用于真空中,在要求不很精確的情況下,空氣可近似當(dāng)作真空來處理.注意庫(kù)侖力是矢量,計(jì)算庫(kù)侖力可以直接運(yùn)用公式,將電荷量的絕對(duì)值代入公式,根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸來判斷作用力F是引力還是斥力;也可將電荷量帶正、負(fù)號(hào)一起運(yùn)算,根據(jù)結(jié)果的正負(fù),來判斷作用力是引力還是斥力.(3)三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問題:要使三個(gè)自由電荷組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),每個(gè)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等,方向相反,也可以說另外兩個(gè)點(diǎn)電荷在該電荷處的合場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為零.3.分析帶電體力學(xué)問題的方法與純力學(xué)問題的分析方法一樣,要學(xué)會(huì)把電學(xué)問題力學(xué)化.分析方法是:(1)確定研究對(duì)象.如果有幾個(gè)帶電體相互作用時(shí),要依據(jù)題意,適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”;(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,多了個(gè)電場(chǎng)力(F=k).(3)列平衡方程(F合=0或Fx=0,F(xiàn)y=0)或牛頓第二定律方程.7.庫(kù)侖力作用下的受力平衡問題【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)旨在針對(duì)帶電體在有庫(kù)侖力存在時(shí)的平衡問題。注意這個(gè)考點(diǎn)下只針對(duì)點(diǎn)電荷之間的作用力,不含電場(chǎng)類問題?!久}方向】質(zhì)量、電量分別為m1、m2、q1、q2的兩球,用絕緣絲線懸于同一點(diǎn),靜止后它們恰好位于同一水平面上,細(xì)線與豎直方向夾角分別為α、β,如圖所示則()A、若m1=m2,q1<q2,則α<βB、若m1=m2,q1<q2,則α>βC、若m1>m2,則α<β,與q1、q2是否相等無關(guān)D、若q1=q2,m1>m2,則α>β分析:對(duì)A、B球受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡和幾何關(guān)系表示出電場(chǎng)力和重力的關(guān)系.根據(jù)電場(chǎng)力和重力的關(guān)系得出兩球質(zhì)量的關(guān)系.解答:設(shè)左邊球?yàn)锳,右邊球?yàn)锽,則對(duì)A、B球受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡和幾何關(guān)系得:設(shè)T為繩的拉力,m1g=Tcosα,m2g=Tcosβ由于F1=F2,即Tsinα=Tsinβ若m1<m2.則有α>β;若m1>m2.則有α<β根據(jù)題意無法知道帶電量q1、q2的關(guān)系。故選:C。點(diǎn)評(píng):要比較兩球質(zhì)量關(guān)系,我們要通過電場(chǎng)力把兩重力聯(lián)系起來進(jìn)行比較.【解題思路點(diǎn)撥】解這類題目就像解決共點(diǎn)力的平衡類題目一樣,先對(duì)物體進(jìn)行受力分析,然后進(jìn)行力的合成與分解,列出平衡表達(dá)式,進(jìn)而求出所需的物理量。8.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、單位和方向【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.單場(chǎng)強(qiáng)度的定義:試探電荷所受電場(chǎng)力與所帶電荷量之比叫作電場(chǎng)強(qiáng)度。2.表達(dá)式:E。3.標(biāo)矢性:矢量,方向與放在該處的正電荷受力方向一致。4.意義:描述電場(chǎng)的性質(zhì)的物理量,取決于電場(chǎng)本身。5.單位:牛每庫(kù),符號(hào)N/C。【命題方向】電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說法中正確的是()A、若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半B、若P點(diǎn)沒有試探電荷,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C、P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的負(fù)電荷的受力方向D、P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向與放入的試探電荷無關(guān)分析:場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)本身的強(qiáng)弱和方向,由電場(chǎng)本身決定,與放入電場(chǎng)中試探電荷無關(guān).場(chǎng)強(qiáng)方向是放在該點(diǎn)的正電荷的受力方向.解答:A、場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)本身的強(qiáng)弱和方向,由電場(chǎng)本身決定,將放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變。故A錯(cuò)誤。B、場(chǎng)強(qiáng)是由電場(chǎng)本身決定的,與試探電荷無關(guān),若P點(diǎn)沒有試探電荷,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變,不為零。故B錯(cuò)誤。C、場(chǎng)強(qiáng)方向是放在該點(diǎn)的正電荷的受力方向,與放在該點(diǎn)的負(fù)電荷的受力方向相反。故C錯(cuò)誤。D、場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量,與放入電場(chǎng)的試探電荷無關(guān)。故D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):本題考查場(chǎng)強(qiáng)的物理意義和方向,抓住場(chǎng)強(qiáng)反映電場(chǎng)本身特性的物理量,方向與正電荷所受的靜電力方向相同是關(guān)鍵.【解題思路點(diǎn)撥】E中的E是利用比值法定義的物理量。E的大小、方向是由電場(chǎng)本身決定的,是客觀存在的,與放不放試探電荷,以及放入的試探電荷的正負(fù)、電荷量多少均無關(guān)。既不能認(rèn)為E與F成正比,也不能認(rèn)為E與q成反比。9.點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷,一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷,在與之相距r處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E2.推導(dǎo)如下:如果以Q為中心作一個(gè)球
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