快月考了,梳理一下靜電場(chǎng)知識(shí)的題型,看看自己腦子里還有多少存貨。 與力學(xué)扯關(guān)系的問題繞來繞去也繞不開這幾招:牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、動(dòng)量、數(shù)學(xué)知識(shí)。
題型歸納:
一.電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算
1.半徑為R的絕緣環(huán)上,均勻地帶有電荷量為Q的電荷,在垂直于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上有一點(diǎn)P,它與環(huán)心O的距離OP=L.設(shè)靜電力常量為k,求P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E。2.如圖所示,帶電量為+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,根據(jù)對(duì)稱性,求帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。3.如圖所示,正方形的頂點(diǎn)b、d在x軸上,頂點(diǎn)a、c在y軸上,正方形abcd的中心與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,且Od=0.2m。空間有一與xoy平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng),已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為多少? 分方向求解,再合成
二.平衡問題 1.兩個(gè)電荷量分別為Q和4Q的負(fù)電荷a、b,在真空中相距為L,如果引入另一點(diǎn)電荷c,正好能使這三個(gè)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài),試確定電荷c的位置、電性及它的電荷量。2.豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的小球A,在Q的正上方的P點(diǎn)用絕緣絲線懸掛另一小球B,A、B兩小球因帶電而相互排斥,致使懸線與豎直方向成θ角,如圖所示,由于漏電,使A、B兩小球的電量逐漸減少,懸線與豎直方向夾角θ逐漸變小,如圖所示,則在電荷漏完之前懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力的大小將如何變化?力三角形和幾何三角形相似性求解
三.直線運(yùn)動(dòng) 1.如圖所示,質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在絕緣的光滑水平面上,彼此相隔的間距為L(L遠(yuǎn)大于小球半徑),B球帶電量為QB=-3q(q>0),A球帶電量為QA=6q。若在小球C上施加一個(gè)水平向右的恒力F,要使A、B、C三個(gè)帶電小球始終保持這樣的間距運(yùn)動(dòng),求恒力F的大小及C球的帶電量(靜電力常量為k)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律,整體法、隔離法 2.如圖所示,A、B為兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷,在其連線中垂線上的P點(diǎn)放一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q(不計(jì)重力),由靜止釋放后,判斷速度、加速度、動(dòng)能、電勢(shì)能如何變化?受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系 3.如圖所示,a、b為豎直向上的電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)由靜止釋放,沿電場(chǎng)線向上運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)恰好速度為零。判斷兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、電勢(shì)高低。受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系 4.如圖所示,水平固定的小圓盤A,帶電量為Q,電勢(shì)為零,從盤心處O由靜止釋放一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,由于電場(chǎng)的作用,小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直線上的c點(diǎn),Oc=h,又知道過豎直線上的b點(diǎn)時(shí),小球速度最大。求b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和c點(diǎn)的電勢(shì)。受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系 1.如圖所示,帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn),電子在庫侖力作用下,做以Q為一焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)。M、P、N為橢圓上的三點(diǎn),P點(diǎn)是軌道上離Q最近的點(diǎn)。電子在從M經(jīng)P到達(dá)N點(diǎn)的過程中速率、電勢(shì)能的變化情況。2.如圖所示,實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某一帶電粒子由a向b通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力的作用,則根據(jù)此圖能對(duì)電勢(shì)、速率、電勢(shì)能、動(dòng)能做出哪些判斷? 曲線運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、軌跡走勢(shì)的方向關(guān)系1.如圖所示,ab是半徑為R的圓的一條直徑,該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向一定。在圓周平面內(nèi)將一帶正電q的小球從a點(diǎn)以相同的動(dòng)能拋出,拋出方向不同時(shí),小球會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)。在這些點(diǎn)中,到達(dá)c點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大,已知ac和bc間的夾角θ=30°,若不計(jì)重力和空氣阻力,求:電場(chǎng)方向與ac間的夾角α為多大?2.如圖所示,O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),OB沿豎直方向,∠BOA=60°,OB=3/2OA。將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動(dòng)能自O點(diǎn)水平向右拋出,小球在運(yùn)動(dòng)過程中恰好通過A點(diǎn)。使此小球帶電,電荷量為q (q >0),同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與ΔOAB所在平面平行?,F(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶電小球,該小球通過了A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍;若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出,恰好通過B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍。重力加速度大小為g。求(1)無電場(chǎng)時(shí),小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值;(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。3.(多選)如圖所示,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其軌跡在豎直平面(紙面)內(nèi),且相對(duì)于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱。忽略空氣阻力。由此可知( ?。?/span>A.Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高B.油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大C.油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大D.油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小如圖所示,在豎直平面內(nèi),有一半徑為R的絕緣的光滑圓軌道,圓軌道處于方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,圓環(huán)上的A、C兩點(diǎn)處于同一水平面上,B、D分別為圓環(huán)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),M為圓環(huán)上的一點(diǎn),∠MOA=45°。軌道內(nèi)側(cè)有一個(gè)帶正電的小球,它一直在軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng),且小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)與軌道內(nèi)側(cè)的相互作用力為零。已知重力加速度為g。求:(1)小球經(jīng)過B、C點(diǎn)時(shí)的速度各是多少?(2)小球運(yùn)動(dòng)過程中速度的最大值。 找恒力的合力,再類比重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.現(xiàn)有電子以平行于金屬板的速度vo從兩板中央射入(如圖甲)。在金屬板A、B間加上如圖乙所示的大小不變、方向周期性變化的交變電壓Uo,其周期是T。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計(jì)電子的重力,求:(1)若電子從t=0時(shí)刻射入,在半個(gè)周期內(nèi)恰好能從A板的邊緣飛出,則電子飛出時(shí)速度的大?。?/span>2)若電子從t=0時(shí)刻射入,恰能平行于金屬板飛出,則金屬板至少多長(zhǎng)?(3)若電子恰能從兩板中央平行于板飛出,電子應(yīng)從哪一時(shí)刻射入,兩板間距至少多大?2.如圖甲為一對(duì)長(zhǎng)度為L的平行金屬板,在兩板之間加上圖乙所示的電壓?,F(xiàn)沿兩板的中軸線從左端向右端連續(xù)不斷射入初速度為v0的相同帶電粒子(重力不計(jì)),且所有粒子均能從平行金屬板的右端飛出,若粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T,則粒子最大偏轉(zhuǎn)位移與最小偏轉(zhuǎn)位移的大小之比為多少?在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場(chǎng)的電勢(shì)?在x軸上分布如圖所示。下列說法正確有(?。?/span> B. x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C. 負(fù)電荷從x1移到x2,電勢(shì)能減小D. 負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場(chǎng)力增大斜率物理意義
三類電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)一定要清楚。 點(diǎn)電荷電場(chǎng)、等量同種(一種)電荷電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)。
三個(gè)大招
牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、數(shù)學(xué)知識(shí)
三個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)
電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
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