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1、电场力的性质电场力的性质 对电场强度的三个公式的理解对电场强度的三个公式的理解(1)(1)是是电电场场强强度度的的式式，适适用用于于电电场场。电电场场中中某某点点的的场场强强是是确确定定值值，其其大大小小和方向与试探电荷和方向与试探电荷q q无关，试探电荷无关，试探电荷q q充当充当“测量工具测量工具”的作用。的作用。定义定义任何任何(2)(2)是是真真空空中中点点电电荷荷所所形形成成的的电电场场的的式式E E由由场源电荷场源电荷Q Q和场源电荷到某点的距离和场源电荷到某点的距离r r决定。决定。决定决定(3)(3)是是场场强强与与电电势势差差的的关关系系式式，只只适适用用于于，注注意意：式式
2、中中d d为为两两点点间间沿沿电电场场方方向向的的距距离离匀强电场匀强电场(2013.(2013.江江苏苏.3).3)下下列列选选项项中中的的各各圆圆环环大大小小相相同同，所所带带电电荷荷量量已已在在图图中中标标出出，且且电电荷荷均均匀匀分分布布，各各圆圆环环间间彼彼此此绝绝缘缘坐坐标标原点原点O O处电场强度最大的是处电场强度最大的是()B B 题型题型1 1 电场矢量合成问题电场矢量合成问题(2013.(2013.全全国国卷卷.15).15)如如图图，一一半半径径为为R R的的圆圆盘盘上上均均匀匀分分布布着着电电荷荷量量为为Q Q的的电电荷荷，在在垂垂直直于于圆圆盘盘且且过过圆圆心心c c
3、的的轴轴线线上上有有a a、b b、d d三三个个点点，a a和和b b、b b和和c c、c c和和d d间间的的距距离离均均为为R R，在在a a点点处处有有一一电电荷荷量量为为q q(q q0)0)的的固固定定点点电电荷荷已已知知b b点点处处的的场场强强为为零零，则则d d点点处处场场强的大小为强的大小为(k k为静电力常量为静电力常量)()()B B(2013.(2013.新新课课标标.18).18)如如图图，在在光光滑滑绝绝缘缘水水平平面面上上，三三个个带带电电小小球球a a、b b和和c c分分别别位位于于边边长长为为l l的的正正三三角角形形的的三三个个顶顶点点上上；a a、b
4、 b带带正正电电，电电荷荷量量均均为为q q，c c带带负负电电整整个个系系统统置置于于方方向向水水平平的的匀匀强强电电场场中中已已知知静静电电力力常常量量为为k k.若若三三个个小小球球均均处处于于静静止止状状态态，则则匀强电场场强的大小为匀强电场场强的大小为()B B如图所示，真空中如图所示，真空中M M、N N处放置两等量异种电荷，处放置两等量异种电荷，a a、b b、c c为电场为电场中的三点，实线中的三点，实线PQPQ为为M M、N N连线的中垂线，连线的中垂线，a a、b b两点关于两点关于MNMN对称，对称，a a、c c两点关于两点关于PQPQ对称已知一带正电的试探电荷从对称已
5、知一带正电的试探电荷从a a点移动到点移动到c c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是()A Aa a点的电势高于点的电势高于c c点的电势点的电势B Ba a点的场强与点的场强与c c点的场强完全相同点的场强完全相同C CM M点处放置的是正电荷点处放置的是正电荷D D若将带正电的试探电荷沿直线由若将带正电的试探电荷沿直线由a a点移动到点移动到b b点，则电场力先点，则电场力先做正功，后做负功做正功，后做负功D D 题型题型2 2 对电场性质的理解对电场性质的理解如图所示，真空中同一水平线上固定两等量异种点电荷如图所示，真空中同一水平
6、线上固定两等量异种点电荷A A、B B，其中其中A A带负电、带负电、B B带正电带正电C C、D D、O O是分布在是分布在ABAB连线的垂线上的三连线的垂线上的三个点，且个点，且AOAO BOBO.下列判断正确的是下列判断正确的是()A AC C、D D两点的电势相等两点的电势相等 B BC C、D D两点的电场强度的方向均水平向左两点的电场强度的方向均水平向左C C同一带负电的试探电荷在同一带负电的试探电荷在C C点的电势能大于在点的电势能大于在D D点的电势能点的电势能D D同一试探电荷在同一试探电荷在C C点受到的电场力比在点受到的电场力比在D D点受到的电场力小点受到的电场力小 C
7、DCD(2013.(2013.天津天津.6).6)两个带等量正电的点电荷，固定在图中两个带等量正电的点电荷，固定在图中P P、Q Q两两点，点，MNMN为为PQPQ连线的中垂线，交连线的中垂线，交PQPQ于于O O点，点，A A为为MNMN上的一点一带上的一点一带负电的试探电荷负电的试探电荷q q，从，从A A由静止释放，只在静电力作用下运动，由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则取无限远处的电势为零，则()A Aq q由由A A向向O O的运动是匀加速直线运动的运动是匀加速直线运动B Bq q由由A A向向O O运动的过程电势能逐渐减小运动的过程电势能逐渐减小C Cq q
8、运动到运动到O O点时的动能最大点时的动能最大D Dq q运动到运动到O O点时的电势能为零点时的电势能为零BCBC(2013.(2013.江苏江苏.6).6)将一电荷量为将一电荷量为Q Q的小球放在不带电的金属球的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等相等a a、b b为电场中的两点，则为电场中的两点，则()A Aa a点的电场强度比点的电场强度比b b点的大点的大B Ba a点的电势比点的电势比b b点的高点的高C C检验电荷检验电荷q q在在a a点的电势能比在点的电势能比在b b点的大点的大
9、D D将检验电荷将检验电荷q q从从a a点移到点移到b b点的过程中，电场力做负功点的过程中，电场力做负功ABDABD(2013.(2013.广东广东.15).15)喷墨打印机的简化模型如图所示重力可忽略喷墨打印机的简化模型如图所示重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v v垂直匀强电场飞入垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中()A A向负极板偏转向负极板偏转B B电势能逐渐增大电势能逐渐增大C C运动轨迹是抛物线运动轨迹是抛物线D D运动轨迹与带电量无关运动轨迹与带电量无关C C(2
10、013.(2013.新课标全国新课标全国.16).16)一水平放置的平行板电容器的两极板一水平放置的平行板电容器的两极板间距为间距为d d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小小孔对电场的影响可忽略不计孔对电场的影响可忽略不计)小孔正上方小孔正上方d/2d/2处的处的P P点有一带点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处下极板处(未与极板接触未与极板接触)返回若将下极板向上平移返回若将下极板向上平移d/3d/3，则，则从从P P点开始下落的相同粒子将点开始下
11、落的相同粒子将()A A打到下极板上打到下极板上 B B在下极板处返回在下极板处返回C C在距上极板在距上极板d/2d/2处返回处返回 D D在距上极板在距上极板2d/52d/5处返回处返回D D题型题型3 3 电场性质的综合应用电场性质的综合应用(2013.(2013.浙江理综浙江理综.24).24)“电子能量分析器电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RARA和和RBRB的同心金属半球面的同心金属半球面A A和和B B构成，构成，A A、B B为电势值不等的等势
12、面，其过球为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示一束电荷量为心的截面如图所示一束电荷量为e e、质量为、质量为m m的电子以不同的动能的电子以不同的动能从偏转器左端从偏转器左端M M板正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后板正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板到达偏转器右端的探测板N N，其中动能为，其中动能为E Ek k0 0的电子沿等势面的电子沿等势面C C做匀做匀速圆周运动到达速圆周运动到达N N板的正中间忽略电场的边缘效应。板的正中间忽略电场的边缘效应。(1)(1)判断半球面判断半球面A A、B B的电势高低，并说明理由；的电势高低，并说明理由；(
13、2)(2)求等势面求等势面C C所在处电场强度所在处电场强度E E的大小；的大小；(3)(3)若半球面若半球面A A、B B和等势面和等势面C C的电势分别为的电势分别为A、B和和C，则到达则到达N N板板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量E Ek左左和和E Ek右右分别为多少？分别为多少？(4)(4)比较比较|E Ek k左左|和和|E Ek k右右|的大小，并说明理由的大小，并说明理由(2013.(2013.大纲全国大纲全国.25).25)一电荷量为一电荷量为q q(q q0)0)、质量为、质量为m m的带电粒子在的带电粒子
14、在匀强电场的作用下，在匀强电场的作用下，在t t0 0时由静止开始运动，场强随时间变化时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示不计重力，求在的规律如图所示不计重力，求在t t0 0到到t tT T的时间间隔内，的时间间隔内，(1)(1)粒子位移的大小和方向；粒子位移的大小和方向；(2)(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间粒子沿初始电场反方向运动的时间(2013.(2013.山东山东.23).23)如图所示，在坐标系如图所示，在坐标系xOyxOy的第一、第三象限内存在的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOyxOy平面向里；第四象限内有平面向里
15、；第四象限内有沿沿y y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E E.一带电量为一带电量为q q、质、质量为量为m m的粒子，自的粒子，自y y轴上的轴上的P P点沿点沿x x轴正方向射入第四象限，经轴正方向射入第四象限，经x x轴轴上的上的Q Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场已知点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场已知OPOPd d，OQOQ2 2d d，不计粒子重力，不计粒子重力(1)(1)求粒子过求粒子过Q Q点时速度的大小点时速度的大小和方向和方向(2)(2)若磁感应强度的大小为一确定值若磁感应强度的大小为一确定值B B0 0，粒子将
16、以垂直，粒子将以垂直y y轴的方向进轴的方向进入第二象限，求入第二象限，求B B0 0.(2014.(2014.浙江理综浙江理综.24).24)其同学设计一个发电测速装置，工作原理如图其同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示。一个半径为所示。一个半径为R R=0.1m=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为根长为R R的金属棒的金属棒OAOA，A A端与导轨接触良好，端与导轨接触良好，O O端固定在圆心处的端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为转轴上。转轴的左端有一个半径为r r=R/3=R/3的圆盘，圆盘和金属棒的圆盘，圆盘和金属棒能随
17、转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为质量为m m=0.5kg=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度向右的匀强磁场，磁感应强度B B=0.5T=0.5T。a a点与导轨相连，点与导轨相连，b b点通过点通过电刷与电刷与O O端相连。测量端相连。测量a a、b b两点间的电势差两点间的电势差U U可算得铝块速度。铝可算得铝块速度。铝块由静止释放，下落块由静止释放，下落h h=0.3m=0.3m时，测得时，测得U=0.15VU=0.15V。（细线与圆盘间。（细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度度g g=10m/s=10m/s2 2）(1)(1)测测U U时，时，a a点相接的是电压表的点相接的是电压表的“正极正极”还是还是“负极负极”？(2)(2)求此时铝块的速度大小；求此时铝块的速度大小；(3)(3)求此下落过程中铝块机求此下落过程中铝块机械能的损失。械能的损失。第24题图