第一章　静电场 学案 Word版含答案

第一章 【典例1】(2019·海南高考)如图,静电场中的一条电场线上有M、N两点,箭头代表电场的方向,则 (　　) A.M点的电势比N点的低 B.M点的场强大小一定比N点的大 C.电子在M点的电势能比在N点的低 D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大 【解析】选C。电势沿电场的方向降低,A错误;电子从M点向N移动时克服电场力做功,电势能增大,故电子在M点的电势能比在N点的低,选项C正确;因为一条电场线不能判断M、N两点的电场强度的大小,所以也不能判断电子在M点受到的电场力大小比在N点的大,选项B、D错误。 (2020·德阳高二检测)如图所示,在点电荷Q形成的电场中,已知a、b两点在同一等势面上,c、d两点在另一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线,已知乙粒子带正电。那么下列判断正确的是(　　) A.甲粒子在b点的电势能比在c点小 B.乙粒子在d点速度最大 C.a、b两点电场强度相同 D.d点电势比b点电势高 【解析】选D。由题图可知,甲粒子受到中心点电荷Q的引力,甲粒子从c到b的过程中电场力做负功,电势能增大,所以甲粒子在b点的电势能比在c点大,故A错误;乙粒子受到中心点电荷Q的排斥力,从a到d电场力做负功,动能减小,速度减小。从d到b电场力做正功,动能增大,速度增大,所以乙粒子在d点速度最小,故B错误;a、b两点电场强度大小相等,方向不同,则电场强度不同,故C错误。越靠近正点电荷Q电势越高,则d点电势比b点电势高,故D正确。故选D。 【加固训练】 如图所示,正点电荷Q、2Q分别置于M、N两点, O点为MN连线的中点,点a为MO的中点,点b为ON的中点,点c、d在M、N中垂线上,关于O点对称。下列说法正确的是 (　　) A.a、b两点的电场强度相同 B.O点的电势高于c点的电势 C.将电子沿直线从a点移到b点,电场力对电子先做正功后做负功 D.将电子沿直线从c点移到d点,电场力对电子先做负功后做正功 【解析】选B。同种电荷的电场线是排斥状的,沿电场线方向电势逐渐降低,知O点的电势高于c点的电势。故B正确;设Ma=L,aO=r,则a点的电场强度Ea=k-k,Eb=k-k,可见Ea≠Eb,故A错误;电子受到的电场力方向与电场方向相反,所以将电子沿直线从a点移到b点,电场力对电子先做负功后做正功,C错误;对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加,在Oc段方向斜向左上,在Od段方向斜向左下,所以电子所受的电场力在Oc段斜向右下,在Od段斜向右上,电场力跟速度的方向先是锐角后是钝角,电场力对电子先做正功后做负功,故D错误。 考 点　静电场中的带电物体 1.处于静电场中的物体: (1)带电物体在静电场中的平衡。 (2)静电平衡。 (3)电场力做功只与起点和终点的位置有关与电荷移动的路径无关。 (4)电荷在电场中加速和偏转。 2.处理静电场中物体运动问题的一般方法: 情景 运动规律 静电场中物体的平衡 物体所受合力为零 电场力做的功 匀强电场中W=Fcosθ·|AB|=qE·|AM| 电势和电势差 WAB=qUAB=qφA-qφB>0,φA>φB WAB=-qUBA=-qφA-(-qφB)<0,-qφA<(-qφB),φA>φB,沿着电场线电势逐渐降低 电荷在电场中运动 X方向:vx=v0,L=v0t Y方向:y=at2= tanφ== 3.电场力与能的关键词转化: 【典例2】如图所示,一对带电平行金属板A、B与竖直方向成30°角放置。B板中心有一小孔正好位于平面直角坐标系 xOy上的O点,y轴沿竖直方向。一比荷为1.0×105 C/kg的带正电粒子P从A板中心O'处静止释放后沿O'O做匀加速直线运动,以速度v0=104 m/s,方向与x轴正方向成30°角从O点进入匀强电场,电场仅分布在x轴的下方,场强为E=×103 V/m,方向与x轴正方向成60°角斜向上,粒子的重力不计。试求: (1)AB两板间的电势差UAB。 (2)粒子P离开电场时的坐标。 (3)若在P进入电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与P完全相同的带电粒子Q,可使两粒子在离开电场前相遇。求所有满足条件的释放点的范围(不计两粒子之间的相互作用力 ... ...