2017-2018學年高中物理 第1章 靜電場 第4節(jié) 電場中的導體教學案 魯科版選修3-1

1、第4節(jié) 電場中的導體1.如果有幾個點電荷同時存在，電場中任一點的電場強度等于這幾個點電荷各自在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。2處在電場中的導體，當達到靜電平衡時，內(nèi)部電場強度處處為零。3金屬殼內(nèi)不受外部電場的影響的現(xiàn)象叫靜電屏蔽。屏蔽意為無影響，并非擋住外電場。一、場強疊加原理1概念若有幾個點電荷同時存在，它們產(chǎn)生的電場中任一點的電場強度等于這幾個點電荷各自在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。這個結(jié)論叫做場強的疊加原理。2方法場強的疊加遵循平行四邊形定則。3特點電場疊加具有普遍性，不僅點電荷的電場可以疊加，其他任何電場的場強都可以進行疊加。二、靜電平衡與靜電屏蔽1靜電平衡(1)定義：導體中沒有電荷移動

2、的狀態(tài)。(2)特點導體內(nèi)部場強處處為零。電荷只分布在導體的外表面上。2靜電屏蔽(1)定義：當中空的導體達到靜電平衡時，內(nèi)部無電場，因而導體的外殼會對其內(nèi)部起屏蔽作用，使它內(nèi)部不受電場影響的現(xiàn)象。(2)應用：電子儀器和電子設備外面都有金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬網(wǎng)，高壓線路的檢修人員要穿屏蔽服等，都是利用靜電屏蔽現(xiàn)象消除外電場的影響。1自主思考判一判(1)在電場中導體處于靜電平衡時，導體內(nèi)任一點的場強一定為零。()(2)在電場中導體處于靜電平衡時，導體內(nèi)任一點感應電荷的場強一定為零。()(3)在電場中導體處于靜電平衡時，導體內(nèi)不再有電荷移動。()(4)幾個點電荷共同形成的電場中的某一點，各個

3、點電荷的電場是相互影響的。()2合作探究議一議(1)電場強度的合成與力的合成有何相同之處？提示電場強度和力都是矢量，其合成都遵守平行四邊形定則。(2)靜電平衡的導體，其電荷分布在導體的外表面上，那么，導體內(nèi)部還有電荷嗎？提示靜電平衡是指導體內(nèi)部的合場強為零，沒有電荷定向移動，并不是導體內(nèi)部沒有電荷。(3)形狀不規(guī)則的帶電體，表面上各處的電荷分布是否均勻？附近場強是否相等？提示在導體外表面，電荷分布不均勻，電場強度也不相等。場強疊加問題1電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。這種關系叫做電場強度的疊加。例如，圖141中，P點的電場強度等于Q1在該點產(chǎn)生的電場強度E1與

4、Q2在該點產(chǎn)生的電場強度E2的矢量和。 圖141圖1422比較大的帶電體的電場，可把帶電體分做若干小塊，每小塊看成點電荷，用點電荷電場疊加的方法計算。3如圖142所示，均勻帶電球體(或球殼)外各點的電場強度：Ek，式中r是球心到該點的距離(rR)，Q為整個球體所帶的電荷量。1.如圖143所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O點為半圓弧的圓心，MOP60。電荷量相等、符號相反的兩個點電荷分別置于M、N兩點，這時O點電場強度的大小為E1；若將N點處的點電荷移至P點，則O點的場強大小變?yōu)镋2，E1與E2之比為()圖143A12B21C2 D4解析：選B根據(jù)題意，每個點電荷在O點產(chǎn)生的場強

5、為，則當N點處的點電荷移至P點時，O點場強如圖所示，合場強大小為E2，則，B正確。2.如圖144所示，正點電荷Q放在一勻強電場中，在以Q為圓心、半徑為r的圓周上有a、b、c三點，將檢驗電荷q放在a點，它受到的靜電力正好為零，則勻強電場的大小和方向如何？b、c兩點的場強大小和方向如何？圖144解析：點電荷Q周圍空間的電場是由兩個電場疊加而成的。根據(jù)題意可知，Q在a點的場強和勻強電場的場強大小相等、方向相反，所以勻強電場的場強大小為E，方向向右。在b點，兩個電場合成可得Eb，方向向右。在c點，兩個電場合成可得Ec，方向指向右上方，與ab連線成45角。答案：，方向向右；Eb，方向向右；Ec，方向指向

6、右上方，與ab連線成45角。靜電平衡與靜電屏蔽問題1靜電平衡的形成(1)自由電荷的移動：導體剛放入電場中的瞬間，導體中的自由電荷受電場力F的作用，產(chǎn)生定向運動(如圖145甲)，同時在導體中產(chǎn)生一個附加電場E(如圖乙)，使自由電荷又受電場力F的作用，F(xiàn)和F方向相反。(2)電場疊加：當EE時，導體內(nèi)合場強為零(如圖丙)，自由電荷受合力也為零，這時導體中無電荷定向移動，即達到了靜電平衡狀態(tài)。(3)結(jié)論：處于靜電平衡的導體內(nèi)部電場強度處處為零。圖1452靜電平衡時導體的特點(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強處處為零。導體內(nèi)部場強為零指的是外部電場和附加電場的合場強為零，其效果相互抵消。(2)導體表面

7、任一點的場強方向與該處的表面垂直。(3)凈電荷只分布在導體的外表面上。(4)對于一孤立的帶電體，可視為導體處于自己所帶電荷的電場之中，達到靜電平衡時，也有兩個基本特點：導體內(nèi)部的場強處處為零；導體所帶電荷只能分布在導體的外表面上。3靜電屏蔽的兩種情況(1)導體外部的電場影響不到導體內(nèi)部。圖146(2)接地導體內(nèi)部的電場影響不到導體外部。圖1471.一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一均勻帶電細桿MN，如圖148所示，金屬球上感應電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點的場強大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比()圖148AEa最大BEb最大CEc最大 DEaEbEc解析：選C金屬球處

8、在帶電細桿的電場內(nèi)，靜電平衡時，帶電細桿和金屬球上感應電荷在球內(nèi)各處產(chǎn)生的合場強為零。設帶電細桿在球內(nèi)a、b、c三點產(chǎn)生的場強分別為Ea、Eb、Ec，靜電平衡時滿足條件EaEa0，EbEb0，EcEc0。由于c點離帶電細桿最近，帶電細桿在c點的場強最大，因此感應電荷在c點產(chǎn)生的場強也最大。2使一個絕緣導體所帶電荷量增加一些，則導體內(nèi)部的場強將()A一定增強 B一定減弱C可能增強也可能減弱 D保持不變解析：選D孤立帶電體是處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部場強處處為零，不隨電荷量的變化而變化。3(多選)在如圖所示的實驗中，驗電器的箔片會張開的是()解析：選BD題圖A中驗電器箔片不會張開，金屬網(wǎng)可以屏蔽

9、外電場；題圖B中驗電器箔片會張開，因為金屬網(wǎng)未接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體可以對外界產(chǎn)生影響；題圖C中驗電器箔片不會張開，因為金屬網(wǎng)已接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體對網(wǎng)外無影響，網(wǎng)外的帶電體對網(wǎng)內(nèi)也無影響；題圖D中電荷Q由于網(wǎng)罩的作用對外無影響，但對內(nèi)仍有電場，故驗電器箔片會張開。選項B、D正確。1處于靜電平衡中的導體，內(nèi)部場強處處為零的原因是()A外電場不能進入導體內(nèi)部，導體內(nèi)部沒有電場B所有感應電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生的合場強為零C外電場和所有感應電荷的電場在導體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零D以上解釋都不正確解析：選C導體處于靜電平衡時，內(nèi)部場強處處為零，不是導體內(nèi)部沒有電場而是外電場與感應電荷產(chǎn)生的場強的合場強為零。2某研究

10、性學習小組學習電學知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進行研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的。下列各同學的認識正確的是()A甲認為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B乙認為電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)為勻強電場，對人體起保護作用C丙認為電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)電場強度保持為零，對人體起保護作用D丁認為銅絲必須達到一定的厚度，才能對人體起到保護作用解析：選C高壓作業(yè)服用銅絲編織，是實現(xiàn)靜電屏蔽，以達到對人體的保護。3(多選)關于靜電平衡狀態(tài)的導體，以下說法正確的是()A電荷只分布在導體的外表面上B導體內(nèi)部場強為零，表面場強不為零C導體內(nèi)部場強為零，表面場強也為零D導體內(nèi)部的電場只是感應電荷

11、產(chǎn)生的附加電場解析：選AB根據(jù)靜電平衡的特點，易知A、B正確，C錯誤；導體內(nèi)部的電場是外部電場與感應電荷產(chǎn)生的電場的矢量和，則D錯誤。4.點電荷A和B，分別帶正電和負電，電荷量分別為4Q和Q，在A、B連線上，如圖1所示，則電場強度為零的地方在()圖1AA和B之間BA右側(cè)CB左側(cè) DA的右側(cè)及B的左側(cè)解析：選C因為A帶正電，B帶負電，所以只有A右側(cè)和B左側(cè)它們的電場強度方向相反，因為QAQB，所以只有B左側(cè)，才有可能EA與EB等大反向，因而才可能有EA和EB矢量和為零的情況。5. (多選)如圖2所示，在真空中把一絕緣導體向帶負電的小球緩慢地靠近(不接觸)，則下列說法中正確的是()圖2AB端的感應

12、電荷越來越多B導體內(nèi)場強越來越大C感應電荷在M點產(chǎn)生的場強小于在N點產(chǎn)生的場強D感應電荷在M點和N點產(chǎn)生的場強相等解析：選AC絕緣導體向帶電小球移動的過程中，導體中電荷受到的外電場的作用力變大，使內(nèi)部的自由電荷不斷移動，兩端聚集的電荷越來越多，選項A正確；由于導體緩慢移動，所以可以認為移動過程中導體一直處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場強處處、時時為零，選項B錯誤；感應電荷在M、N點產(chǎn)生的場強應與帶電小球在M、N點產(chǎn)生的場強等大反向，由點電荷的場強公式Ek可知，選項C正確，D錯誤。6(多選)圖中P是一個帶電體，N是一個不帶電的金屬空腔，在哪些情況中，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引()解析：選A

13、D小紙屑是絕緣體，當處于電場中時，雖不會像導體一樣出現(xiàn)電荷的定向移動，但也會受到施感電荷的吸引力。A中由于靜電屏蔽，N內(nèi)部無電場，所以S不會被吸引，A正確。B中N沒有接地，P的電場會影響到N外部，即S處有電場，S會被吸引。C中P和S都處于導體N的外部，S處有電場，會被吸引。D中N被接地，內(nèi)部電場不影響導體外部，即S處無電場，不會被吸引，D正確。7.如圖3所示，金屬球殼的內(nèi)外表面分別用C、D表示，B球與金屬球殼內(nèi)表面緊密接觸。金屬小球A原來帶正電，金屬球殼與金屬小球B原來不帶電，當用一根導線將A、B兩球連接時，以下判斷中正確的是()圖3AA與B帶正電，C帶負電，D帶正電BD帶正電，A帶正電，B與

14、C不帶電C只有A帶正電，其他均不帶電DA帶正電，D帶負電，B與C不帶電解析：選BA與B用導線連接后，A、B兩球以及球殼成為一個大導體，A球表面及球殼的外表面D相當于大導體的外表面，B球表面及球殼內(nèi)表面相當于大導體的內(nèi)表面，因為靜電平衡導體的電荷只分布在外表面上，故B正確，A、C、D錯誤。8. (多選)如圖4所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點電荷Q，a、b是金屬板右側(cè)表面的兩點，其中a到Q的距離較小。下列說法中正確的是()圖4A由于靜電感應，金屬板右側(cè)表面帶負電，左側(cè)表面帶正電B由于靜電感應，金屬板右側(cè)表面帶負電，左側(cè)表面不帶電Ca、b兩點的電場強度不為零，且a、b兩點場強方向相同，但a點的場強比

15、b點的場強小一些Da、b兩點的電場強度不為零，且a、b兩點場強方向相同，但a點的場強比b點的場強大一些解析：選BD金屬板若不接地，右側(cè)表面將有感應的負電荷，左側(cè)表面將有感應的等量的正電荷?，F(xiàn)將金屬板左側(cè)表面接地，自由電子通過接地導線移向金屬板左側(cè)表面，達到靜電平衡時左側(cè)表面不帶電，而金屬板右側(cè)表面所帶電荷不變，故A錯誤，B正確。金屬板接地時，右側(cè)表面上仍有感應負電荷，而且a點附近的電荷面密度(單位表面積的電荷量)比b點附近的電荷面密度要大些，場強要大些，電場線要密一些，故C錯誤，D正確。9.如圖5所示，空心導體上方有一靠近的帶有正電的帶電體。當一個重力不計的正電荷以速度v水平飛入空心導體內(nèi)時，

16、電荷將做()圖5A向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運動B向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運動C勻速直線運動D變速直線運動解析：選C空心導體處在帶正電的帶電體的附近，根據(jù)電場中導體的特點，空心導體起到了靜電屏蔽的作用，使得內(nèi)部電場強度為零，電荷不受電場力的作用，所以做勻速直線運動，C選項正確。10.如圖6所示，有一帶電荷量為q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，q到帶電薄板的垂線通過板的圓心。若圖中a點處的電場強度為零，則圖中b點處的電場強度大小是()圖6Akk BkkC0 Dk解析：選Aa點的場強為：EaEqaE板a0，解得：E板aEqak，由對稱性可知，帶電薄板在b點產(chǎn)生的場強大小為：E板bE板ak，方向由薄板指向b

17、點，點電荷q在b點產(chǎn)生的電場的場強為：Eqbk，方向由點電荷指向b點，則b點的電場強度大小為：EbEqbE板bkk，B、C、D錯誤，A正確。11.如圖7所示，真空中，帶電荷量分別為Q和Q的點電荷A、B相距為r，則：圖7(1)點電荷A、B在中點O處產(chǎn)生的場強分別為多大？方向如何？(2)兩點電荷連線的中點O處的場強為多大？方向如何？(3)在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B都為r的O點的場強多大？方向如何？解析：(1)A、B兩點電荷在O點產(chǎn)生的場強方向相同，均為AB。A、B兩點電荷在O點產(chǎn)生的電場強度EAEB。(2)O點的場強為EOEAEB，方向為AB。(3)如圖所示，點電荷在O點的場強大小為EAE

18、B2。O點的場強EO2k，方向為AB。答案：見解析12.如圖8所示，邊長為L的正方形四個頂點A、B、C、D處依次放置有點電荷2Q、2Q、Q、2Q，試求正方形的中心O點處的場強。圖8解析：B、D兩點處的點電荷在O點處產(chǎn)生的場強等值反向。A點處的點電荷在O點處產(chǎn)生的場強大小為EAkkC點處的點電荷在O點處產(chǎn)生的場強大小為ECkk A、C兩點處的點電荷在O點處產(chǎn)生的場強方向相反。綜上所述，O點處的場強大小為EEAECk，方向沿OA連線指向A。答案：場強大小為k，方向沿OA連線指向A電場力的性質(zhì)1(多選)用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦實驗結(jié)果如圖1所示，由此對摩擦起電說法正確的是()圖1A兩個

19、物體摩擦時，表面粗糙的易失去電子B兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類及數(shù)量不同的電荷C兩個物體摩擦起電時，帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等D同一物體與不同種類物體摩擦，該物體的帶電荷種類可能不同解析：選CD兩物體摩擦時得失電子取決于原子核對電子的束縛力大小，A錯。由于摩擦起電的實質(zhì)是電子的得失，所以兩物體帶電種類一定不同，數(shù)量相等，B錯，C對。由題中例子不難看出同一物體與不同種類物體摩擦，帶電荷種類可能不同，D對。2.有一接地的導體球殼，如圖2所示，球心處放一點電荷q，達到靜電平衡時，則()圖2Aq的電量變化時，球殼外電場隨之改變Bq在球殼外產(chǎn)生的電場強度為零C球殼內(nèi)、外表面的電荷在殼外的合場強

20、為零Dq與球殼內(nèi)表面的電荷在殼外的合場強為零解析：選D當導體球殼接地時，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應電荷流入大地，這時殼內(nèi)電荷與殼內(nèi)表面的感應電荷在殼內(nèi)壁以外(包含導體殼層)任一點的合場強為零。故選項D正確。3.如圖3所示，實線是一簇未標明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q(|Q|q|)由a運動到b，電場力做正功。已知在a、b兩點粒子所受電場力分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是()圖3A若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)aFbB若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)aFbC若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)aFbD若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)aFb解析：選A由于粒子由a運動到b電場力做正功，可知電場力指

21、向外側(cè)，Q、q為同種電荷；電場線密集的地方電場強度大，由FEq知Fa大，A正確。4(2015山東高考)直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標如圖4。M、N兩點各固定一負點電荷，一電量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為()圖4A.，沿y軸正向B.，沿y軸負向C.，沿y軸正向 D.，沿y軸負向解析：選B處于O點的正點電荷在G點處產(chǎn)生的場強E1k，方向沿y軸負向；又因為G點處場強為零，所以M、N處兩負點電荷在G點共同產(chǎn)生的場強E2E1k，方向沿y軸正向；根據(jù)對稱性，M、N處兩負點電荷在H點共

22、同產(chǎn)生的場強E3E2k，方向沿y軸負向；將該正點電荷移到G處，該正點電荷在H點產(chǎn)生的場強E4k，方向沿y軸正向，所以H點的場強EE3E4，方向沿y軸負向。5.如圖5所示是檢驗帶電體A(上表面)、B(尖端)帶電情況的實驗裝置。則()圖5A帶電體A處比B處電荷密集B帶電體B處比A處電荷密集C驗電器的C處做成球形是為了美觀需要D驗電器的C處做成球形是為了讓更多電荷分布在C處解析：選B在導體外表面，越尖銳的位置單位面積上分布的電荷量越多，所以帶電體B處比A處電荷密集，故選項A錯誤，B正確；驗電器的C處做成球形是為了使更多的電荷分布在比較尖的箔片上，故選項C、D錯誤。6.如圖6所示，帶正電的金屬圓環(huán)豎直

23、放置，A、B是軸線上相對于圓心的對稱點。某時刻一個電子僅在電場力作用下從A點沿軸線向右運動至B點，此過程中電子運動的vt圖像不可能是()圖6解析：選D金屬圓環(huán)的圓心處場強E0，軸線上處場強也為0，故圓心到之間某處必然有個最大場強Em。若A點在Em的右側(cè)，電子由A點沿軸線向右運動至B點過程中，電子的加速度先減小到0再反向增大，選項B、C可能；若A點在Em的左側(cè)，電子由A點沿軸線向右運動至B點過程中，電子的加速度先增大再減小到0再反向增大，然后再減小，選項A可能。故選D。7.如圖7所示，在勻強電場中將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球，由靜止釋放，帶電小球運動軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為。

24、不能忽略小球的重力，則勻強電場的場強大小為()圖7A唯一值是 B最大值是C最小值是 D最小值是解析：選C由題可知重力的大小、方向是定值，合力的方向已知，帶電小球受到電場力和重力作用，如圖所示，由力的合成和幾何知識可知，只有當電場力F垂直于合力方向時，電場力F最小，此時E。8.如圖8所示，把一帶正電小球a穿在光滑絕緣的半圓環(huán)上，欲使該小球靜止在圖示的P位置，需在M、N之間放另一帶電小球b(O點是半圓環(huán)的圓心)，則小球b可能()圖8A帶負電，放在O點 B帶負電，放在B點C帶正電，放在O點 D帶正電，放在B點解析：選B若小球b帶負電，對小球a為靜電引力，根據(jù)平衡條件，靜電引力必然與小球a所受重力及沿

25、OP方向的支持力的合力等值、反向，且在同一直線上，故放在B點可能滿足要求，放在O點不能滿足要求，選項A錯誤，B正確；若小球b帶正電，對小球a為靜電斥力，根據(jù)平衡條件，靜電斥力必然與小球a所受重力及沿OP方向的支持力的合力等值、反向，且在同一直線上，故放在O、B點不能滿足要求，選項C、D錯誤。9.如圖9所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球(可視為點電荷)，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度是L，懸線上端都固定于同一點O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，于偏離B球x的地方靜止，此時A球受到繩的拉力為F1?，F(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B球為x處平衡，則此時A球受到

26、繩的拉力為()圖9AF1 B2F1C4F1 D8F1解析：選DA球受到重力G、B球?qū)球的庫侖力F、繩的拉力F1，如圖所示。由共點力平衡條件知，G、F、F1三力的圖示必然構(gòu)成封閉三角形，由相似三角形得。由此得F1mg，F(xiàn) mg。當球在x處平衡時，同理可得F1mg，F(xiàn) mg。設A、B兩球的電荷量均為q，由庫侖定律可知F，F(xiàn)。故4，即，m8m。因此F1mg8mg8F1。選項D正確。10. (多選)如圖10所示，在沿水平方向的勻強電場中有a、b兩點，已知a、b兩點在同一豎直平面內(nèi)，但不在同一電場線上，一個帶電小球在重力和電場力作用下由a點運動到b點，在這一運動過程中，以下判斷正確的是()圖10A帶電

27、小球的動能可能保持不變B帶電小球運動的軌跡一定是直線C帶電小球做的一定是勻變速運動D帶電小球在a點的速度可能為零解析：選CD帶電小球由a點運動到b點，重力和電場力不可能平衡，帶電小球的動能不可能保持不變，A錯。若電場力和重力的合力沿ab連線，且a點速度方向沿ab連線，則帶電小球運動軌跡是直線，否則是曲線，B錯。由于電場力與重力的合力是恒力，所以小球所做運動為勻變速運動，C正確。小球有可能從靜止做勻加速直線運動到b，故D正確。11.如圖11所示，一條長為3L的絕緣絲線穿過兩個質(zhì)量都是m的小金屬環(huán)A和B，將絲線的兩端共同系于天花板上的O點，使金屬環(huán)帶電后，便因排斥而使絲線構(gòu)成一個等邊三角形，此時兩

28、環(huán)恰處于同一水平線上，若不計環(huán)與絲線間的摩擦，求金屬環(huán)所帶電荷量是多少？圖11解析：小環(huán)A受力如圖所示，受四個力：重力mg、庫侖力F、絲線兩個拉力T1和T2相等。則T1sin 60mgT1cos 60T2k解得q 。答案：均為 12如圖12所示，一根光滑絕緣細桿與水平面成30的角傾斜固定。細桿的一部分處在電場強度方向水平向右的勻強電場中，電場強度E2104 N/C。在細桿上套有一個電荷量為q1.73105 C、質(zhì)量為m3102 kg的小球?，F(xiàn)使小球從細桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點進入電場，小球在電場中滑至最遠處的C點。已知A、B間距離x10.4 m，g取10 m/s2。求：圖12(1

29、)小球在B點的速度vB。(2)小球進入電場后滑行的最大距離x2。(3)小球從A點滑至C點的時間。解析：(1)小球在AB段滑動過程中，由機械能守恒mgx1sin mvB2可得vB2 m/s。(2)小球進入勻強電場后，在電場力和重力的作用下，由牛頓第二定律可得加速度a25 m/s2小球進入電場后還能滑行到最遠處的C點，B、C的距離為x20.4 m。(3)小球從A到B和從B到C的兩段位移中的平均速度分別為vABvBC小球從A到C的平均速度為所以vABvBC1 m/s小球從A點滑到C點時間t0.8 s。答案：(1)2 m/s(2)0.4 m(3)0.8 s第1章靜電場(時間：50分鐘滿分：100分)一

30、、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求，全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1下列關于點電荷的說法中，正確的是()A體積大的帶電體一定不是點電荷B當兩個帶電體的形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看做點電荷C點電荷就是體積足夠小的電荷D點電荷是電荷量和體積都很小的帶電體解析：選B一個帶電體能否看成點電荷，不能以體積大小、電荷量多少而論，要依具體情況而定，只要在測量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀、大小等因素的影響可以忽略，即可視為點電荷，故選項B正確。2仔細觀察下列各圖，屬于防范靜電的是()解析：選

31、A題給四個圖中，B、C、D均為靜電現(xiàn)象的應用，故選項A正確。3(2015浙江高考)如圖1所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在兩金屬極板中間，則()圖1A乒乓球的左側(cè)感應出負電荷B乒乓球受到擾動后，會被吸在左極板上C乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞解析：選D兩極板間電場由正極板指向負極板，鍍鋁乒乓球內(nèi)電子向正極板一側(cè)聚集，故乒乓球的右側(cè)感應出負電荷，選項A錯誤；乒乓球受到重力、細線拉力和電場力三個力的作用，選項C錯誤

32、；乒乓球與任一金屬極板接觸后會帶上與這一金屬極板同種性質(zhì)的電荷，而相互排斥，不會吸在金屬極板上，到達另一側(cè)接觸另一金屬極板時也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象，所以乒乓球會在兩極板間來回碰撞，選項B錯誤、D正確。4.如圖2所示，在y軸上關于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷Q，在x軸上C點有點電荷Q，且COOD，ADO60。下列判斷正確的是()圖2AO點電場強度為零BD點電場強度不為零C在O到C之間q所受的電場力由OCD在O到C之間q所受的電場力由OC解析：選C電場強度是矢量，其運算遵循矢量合成的平行四邊形定則。兩Q在O點的合場強為零，Q在O點的場強向左，O點的合場強向左，A錯誤；由幾何關系可知，兩個Q和一

33、個Q在D點的合場強為零，B錯誤；兩Q在O到C之間的合場強以及Q在C點右側(cè)的場強都是沿x軸向左，故合場強向左，q在O到C之間所受的電場力由OC，C正確；由C選項的分析可知，O到C之間的合場強方向向左，故q在O到C之間所受的電場力由CO，D錯誤。5.如圖3所示，電量為q和q的點電荷分別位于正方體的頂點，正方體范圍內(nèi)電場強度為零的點有()圖3A體中心、各面中心和各邊中點B體中心和各邊中點C各面中心和各邊中點D體中心和各面中心解析：選D將位于頂點的同種正電荷連線，根據(jù)對稱性，連線的正中央一點場強為零；同理，將位于頂點的同種負電荷連線，連線的正中央一點場強也為零。進一步可以判斷：體中心和各面中心場強為零

34、。6.如圖4所示，金屬板帶電量為Q，質(zhì)量為m的金屬小球帶電量為q，當小球靜止后，懸掛小球的絕緣細線與豎直方向間的夾角為，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L。下列說法正確的是()圖4AQ在小球處產(chǎn)生的場強為E1BQ在小球處產(chǎn)生的場強為E1Cq在O點產(chǎn)生的場強為E2Dq在O點產(chǎn)生的場強為E2解析：選BC金屬板不能看做點電荷，在小球處產(chǎn)生的場強不能用E計算，故A錯誤；根據(jù)小球處于平衡得小球受電場力Fmgtan ，由E得：E1，B正確；小球可看做點電荷，在O點產(chǎn)生的場強E2，C正確；根據(jù)牛頓第三定律知金屬板受到小球的電場力大小為Fmgtan ，但金屬板不能看做試探電荷，故不能用E求場強

35、，D錯誤。7.如圖5所示，在負點電荷Q的電場中，a、b兩點位于Q為圓心的同一圓周上，a、c兩點位于同一條電場線上，則以下說法中正確的是()圖5Aa、b兩點場強大小相等B同一檢驗電荷在a、b兩點所受電場力相同Ca、c兩點場強大小關系為EaEcDa、c兩點場強方向相同解析：選AD負點電荷形成的電場中，各點的場強方向都由該點指向場源電荷，a、c兩點在同一條電場線上，因此兩點的場強方向相同，即選項D正確；場強大小可以根據(jù)電場線的疏密程度加以判定，由于c處電場線比a處密，故a、c兩點場強大小關系為EcEa，C項錯誤；a、b兩點處在同一圓周上，電場線疏密程度相同，因此a、b兩點場強大小相等，但方向不同，放同一檢驗電荷在a、b兩點所受電場力大小相等，方向不同，故A項正確，B項錯誤。8.如圖6所示的電場中，虛線為某帶電粒子只在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c是軌跡上的三個點，則()圖6A粒子一定帶正電B粒子一定是從a點運動到b點C粒子在c點加速度一定大于在b點加速度D粒子在電場中c點的速度一定大于在a點的速度解析：選AC曲線運動的物體，合力指向運動軌跡的內(nèi)側(cè)，由此可知，帶電粒子受到的電場力的方向為沿著電場線向左，所以粒子帶正電，A正確；粒子不一定是從a點沿軌跡運動到b點，也可能從b點沿軌跡運動