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高中物理 第1章 静电场本章优化总结课件 鲁科版选修31

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第1章 静电场 本章优化总结 电场线与运动轨迹 1.物体做曲线运动的条件:合力在轨迹曲线的内侧,速度方向 沿轨迹的切线. 2.由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向;由电场力 和电场线的方向可判断电荷的正负;由电场线的疏密程度可确 定电场力的大小,再根据牛顿第二定律 F=ma 可判断运动电荷 加速度的大小. 如图所示,直线 MN 是某电场中的一条电场线(方向未画 出),虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由 a 到 b 的运 动轨迹,轨迹为一抛物线.下列判断正确的是( ) A.电场线 MN 的方向一定是由 N 指向 M B.带电粒子由 a 运动到 b 的过程中速度一定逐渐减小 C.带电粒子在 a 点的速度一定小于在 b 点的速度 D.带电粒子在 a 点的加速度一定大于在 b 点的加速度 [解析] 由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动,物体所受外 力指向轨迹内侧,所以粒子所受电场力一定是由 M 指向 N,但 是由于粒子的电荷性质不清楚,所以电场线的方向无法确定, 故 A 错误;粒子从 a 运动到 b 的过程中,电场力与速度成锐角, 粒子做加速运动,速度增大,B 错误,C 正确;b 点的电场线比 a 点的密,所以带电粒子在 a 点的加速度小于在 b 点的加速度, 故 D 错误. [答案] C 1.静电除尘器是目前普遍采用的一 种高效除尘器,某除尘器模型的收尘板是很长的条 形金属板,图中直线 ab 为该收尘板的横截面.工 作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负 电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用 粗黑曲线表示原来静止于 P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下 图所示 4 幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( ) 解析:选 A.粉尘静止于 P 点,故从 P 点开始时的运动方向应 为此处粉尘的受力方向,而粉尘带负电,所以刚开始的运动轨 迹应在 P 点电场线切线的反方向上,即 A 图所示轨迹,故选项 A 正确. 带电体的力学综合问题 带电体在电场中的力学综合问题是出现比较频繁的一类问题, 和前面力学中的问题相比,主要有两个变化:一是研究对象的 属性从只有质量一个物理量变为具有质量和电荷量.二是受力 在原来重力、弹力和摩擦力的基础上再加上电场力.其他的思 路和力学中学*的物体的问题一致.其具体的解题步骤是: (1)确定研究对象(两个或两个以上时考虑用整体法和隔离法); (2)进行受力分析,先电场力(重力要不要分析要进行判断,电场 力的分析成为要点),再弹力,最后分析摩擦力; (3)用力的合成法或正交分解法对所有的力进行处理; (4)根据*衡条件、动力学知识及功能关系列方程求解. (多选)(2015·高考浙江卷)如图所示, 用两根长度相同的绝缘细线把一个质量 为 0.1 kg 的小球 A 悬挂到水*板的 M、N 两点,A 上带有 Q=3.0×10-6 C 的正电 荷.两线夹角为 120°,两线上的拉力大小分别为 F1 和 F2.A 的 正下方 0.3 m 处放有一带等量异种电荷的小球 B,B 与绝缘支架 的总质量为 0.2 kg(重力加速度取 g=10 m/s2;静电力常量 k= 9.0×109 N·m2/C2,A、B 球可视为点电荷),则( ) A.支架对地面的压力大小为 2.0 N B.两线上的拉力大小 F1=F2=1.9 N C.将 B 水*右移,使 M、A、B 在同一直线上,此时两线上的 拉力大小 F1=1.225 N,F2=1.0 N D.将 B 移到无穷远处,两线上的拉力大小 F1=F2=0.866 N [解析] A 对 B 有竖直向上的库仑力,大小为 FAB =klQ2 2=0.9 N;对 B 与支架整体分析,竖直方向上 合力为零,则 N+FAB=mg,可得 N=mg-FAB= 1.1 N,由牛顿第三定律知 N′=N,选项 A 错误.因两细线长度 相等,B 在 A 的正下方,则两绳拉力大小相等,如图甲所示, 小球 A 受到竖直向下的重力、库仑力和 F1、F2 作用而处于*衡 状态,因两线夹角为 120°,根据力的合成特点可知:F1=F2= GA+FBA=1.9 N,选项 B 正确;当 B 移到无穷远处时,F1=F2 =GA=1 N,选项 D 错误.当 B 水*向右移至 M、A、B 在同一 条直线上时,如图乙所示,对 A 受力分析并沿水*和竖直方向 正交分解, 水*方向:F1cos 30°=F2cos 30°+F′cos 30° 竖直方向:F1sin 30°+F2sin 30°=GA+F′sin 30 由库仑定律知,A、B 间库仑力大小 F′=???sinklQ302 °???2=F4AB=0.225 N, 联立以上各式可得 F1=1.225 N,F2=1.0 N,选项 C 正确. [答案] BC 2.如图所示,真空中两个相同的小球带有等量同 种电荷,质量均为 m,分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板上同 一点,*衡时,B 球偏离竖直方向 θ 角,A 球竖直且与墙壁接 触,此时 A、B 两球位于同一高度且相距 L.求: (1)每个小球所带的电荷量 q; (2)B 球所受绳的拉力 T 的大小. 解析:(1)对 B 球受力分析如图所示:B 球 受三个力而保持*衡,其中重力与库仑力的 合力大小等于绳子拉力大小,方向与绳子拉 力方向相反. 由图可知:F 库=mgtan θ=kLq22,解得:q=L mgtan θ k. (2)对 B 球受力分析,由*衡条件知:T=cmosgθ. 答案:(1)L mgtan θ mg k (2)cos θ



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