教科版選修3-1：第一章靜電場(chǎng)學(xué)案4(完整版)
【正文】 題組二 場(chǎng)強(qiáng)及場(chǎng)強(qiáng)矢量的疊加 1 所示 ， 帶電荷量為 ＋ q 的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距 2d， 點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線(xiàn)通過(guò)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(chēng)性 ， 帶電薄板在圖中 b 點(diǎn)處產(chǎn)生的電 場(chǎng)強(qiáng)度大小為 ____________________， 方向 ________． (靜電力常量為 k) 圖 1 答案 k qd2 水平向左 解析 a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)由兩部分組成：一是點(diǎn)電荷在 a處的場(chǎng)強(qiáng)，大小為 E＝ kqd2，方向水平向左；二是帶電薄板在 a處的場(chǎng)強(qiáng) ． 由題知，這兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以薄板在 a處的場(chǎng)強(qiáng)大小為 Ea＝ kqd2，方向水平向右 ． 根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，薄板在 b處的場(chǎng)強(qiáng)為 Eb＝ kqd2，方向水平向左 ． 6. AB 和 CD 為圓上兩條相互垂直的直徑 ， 圓心為 ＋ q 和 － q 的兩點(diǎn)電荷放在圓周上 ， 其位置關(guān)于 AB 對(duì)稱(chēng)且距離等于圓的半徑 ， 如圖 2所示 ． 要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 ， 可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷 Q， 則該點(diǎn)電荷 Q( ) 圖 2 A． 應(yīng)放在 A 點(diǎn) ， Q＝ 2q B． 應(yīng)放在 B 點(diǎn) ， Q＝－ 2q C． 應(yīng)放在 C 點(diǎn) ， Q＝－ q D． 應(yīng)放在 D 點(diǎn) ， Q＝－ q 答案 C 解析 根據(jù)平行四邊形定則，求出＋ q和－ q在 O點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，大小等于 其中一個(gè)點(diǎn)電荷在 O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小，方向水平向右，要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，可在 C 點(diǎn)放一個(gè)電荷量 Q＝－ q的點(diǎn)電荷， C選項(xiàng)正確 ． 3 所示 ， M、 N 和 P是以 MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn) ， O 點(diǎn)為半圓弧的圓心 ， ∠ MOP＝ 60176。3 qr2 ＝ k9q2r2 ，故F2F＝97， C正確 ． 2． q q2為真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷 ， 設(shè)它們之間相互作用力的大小為 F， 關(guān)于 F 可以寫(xiě)出三個(gè)表達(dá)式 ， 一個(gè)是 F＝ kq1q2r2 ， 另一個(gè)是 F＝ q2qL2 ＝kQqCr2 ＝k＝ 34mg (2)E＝ F電q ＝ 3mg4q 題組一 庫(kù)侖定律的應(yīng)用 1． 兩個(gè)可視為點(diǎn)電荷半徑相同的金 屬小球 ， 帶電荷量之比為 1∶ 7， 相距為 r， 兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置 ， 則相互作用力可能為原來(lái)的 ( ) 答案 CD 解析 設(shè)兩小球的帶電荷量大小分別為 q 與 7q，則由庫(kù)侖定律可知原來(lái)相距 r 時(shí)的相互作用力 F＝ kq.電荷量相等 、 電性相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于 M、 N兩點(diǎn) ， 這時(shí) O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E1； 若將 N 點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至 P 點(diǎn) ， 則 O 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)? E2之比為 ( ) A． 1∶ 2 B． 2∶ 1 C． 2∶ 3 D． 4∶ 3 圖 3 答案 B 解析 本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成 ． 依題意，一個(gè)點(diǎn)電荷在 O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為 E12，則當(dāng) N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至 P點(diǎn)時(shí)， O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，合場(chǎng)強(qiáng)大小為 E2＝ E12，則 E1E2＝ 21， B正確 ． 題組三 電場(chǎng)線(xiàn)與運(yùn)動(dòng)的綜合分析 4 中實(shí)線(xiàn)所示 ， 帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用 ， 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線(xiàn)所示 ， 由 M 運(yùn)動(dòng)到 N， 以下說(shuō)法正確的是 ( ) 圖 4 A． 粒子必定帶正電荷 B． 粒子必定帶負(fù)電荷 C． 粒子在 M 點(diǎn)的加速度大于它在 N 點(diǎn)的加速度 D． 粒子在 M 點(diǎn)的加速度小于它在 N 點(diǎn)的加速度 答案 D A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn) ， 軌跡如圖 5 中虛線(xiàn)所示 ， 電場(chǎng)線(xiàn)如圖中實(shí)線(xiàn)所示 ，不計(jì)粒子所受重力 ， 則 ( ) 圖 5 A． 粒子帶正電荷 B． 粒子加速度逐漸減小 C． 粒子在 A 點(diǎn)的速度大于在 B 點(diǎn)的速度 D． 粒子的初速度不為零 答案 BCD 解析 帶電粒子所受合外力 (即靜電力 )指向軌跡凹側(cè)，知靜 電力方向向左，粒
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