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高考物理一轮复习 章节训练 电场力的性质

高考物理一轮复习 章节训练 电场力的性质
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高考物理一轮复习章节训练电场力的性质

时间:45分钟满分:100分

一、选择题(8×8′=64′)

1.(2013·广东东莞市调研)如下图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出).图中C点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,D为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称.则下列说法中正确的是( )

A.这两点电荷一定是等量异种电荷

B.这两点电荷一定是等量同种电荷

C. D、C两点的电场强度一定相等

D. C点的电场强度比D点的电场强度小

解析:由电场线分布的特点可知,产生电场的电荷一定是等量异种电荷,A正确,B不正确;D、C两点电场线的疏密程度不同,D、C两点的电场强度不同,C不正确;C点电场线较密,电场强度大,D不正确.

答案:A

2.M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电1.6×10-10C,下列判断正确的有( )

A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷

B.摩擦的过程中电子从M转移到N

C.N在摩擦后一定带负电1.6×10-10 C

D.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子

解析:M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”(没有中和完的电荷),也就是没有得失电子.但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数),所以选项A错误.M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,选项B正确.根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷

量仍应为0,选项C 正确.电子带电荷量为1.6×10

-19

C ,摩擦后M 带正电荷1.6×10

-10

C ,由

于M 带电荷量应是电子电荷量的整数倍.所以M 失去109

个电子,选项D 错误.

答案:BC

3.当在电场中某点放入电荷量为q 的正试探电荷时,测得该点的场强为E ,若在同一点放入电荷量为q ′=2q 的负试探电荷时,测得该点的场强( )

A .大小为2E ,方向与E 相同

B .大小为2E ,方向与E 相反

C .大小为E ,方向与E 相同

D .大小为

E ,方向与E 相反

解析:该点的场强是由电场本身决定的,与是否有试探电荷、试探电荷量的大小及试探电荷的正负都没有关系.

答案:C

4.如图所示,三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在同一直线上,q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比q 1q 2q 3

等于( )

A .(-9):4:(-36)

B .9:4:36

C .(-3) :2:6

D .3:2:6

解析:由于三个点电荷所受静电力合力为零,显然三个点电荷均为同种电荷是不可能的,故B 和D 错误.若q 1为负电荷,q 2、q 3为正电荷,则q 1所受合力方向向右而不为零,故C 错误 .因此,只有A 符合要求,又由库仑定律,对q 1有:k q 1q 2r 2=k q 1q 3

9r

2,所以q 3=9q 2,同理可得q 3=4q 1,q 1=94

q 2.

答案:A

5.如下图所示,在真空中一条竖直向下的电场线上有a 、b 两点.一带电质点在a 处由静止释放后沿电场线向上运动,到达b 点时速度恰好为零.则下面说法正确的是( )

A .该带电质点一定带正电荷

B .该带电质点一定带负电荷

C .a 点的电场强度大于b 点的电场强度

D .质点在b 点所受的合力一定为零

解析:带电质点由a 点释放后向上运动,可知合力方向向上,而质点所受重力竖直向下,故电场力一定竖直向上,与电场线方向相反,可知该质点一定带负电,B 项正确,A 项错;带电质点到b 点时速度又减为零,可知向上运动过程中,合力先向上再向下,即重力不变,电场力减小,可知a 处电场强度大于b 处电场强度,C 项正确,D 项错.

答案:BC

6.用两根等长的细线各悬一个小球,并挂于同一点,已知两球质量相等.当它们带上同种电荷时,相距L 而平衡,如右图所示.若使它们所带电荷量都减少一半,待它们重新平衡后,两球间距离( )

A .大于L 2

B .等于L

2

C .小于L

2D .等于L 解析:

设两小球质量为m ,所带电荷量为Q ,根据库仑定律可知,两小球受到的库仑力F =k Q 2

L

2,

两小球在重力mg 、细线拉力F T 和库仑力F 的作用下而平衡,如上图所示.根据平衡关系,沿竖直方向有F T cos θ=mg ;沿水平方向有F =F T sin θ;解得F =mg tan θ.当电荷量减小一半时,

F ′=k Q 24L ′2=mg tan θ′,比较可知两球之间的距离L ′大于L

2

,故选项A 正确.

答案:A

7.如图所示,在匀强电场中,一个带正电的物体沿水平方向的绝缘天棚平面做匀速直线运动.从某时刻(设为t =0)起,电场强度从E 0均匀增大.若物体与天棚平面间的动摩擦因数为μ,电场线与水平方向的夹角为θ,物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和天棚平面均足够大,下列判断正确的是( )

A .在t =0之前,物体可能向左匀速直线运动,也可能向右匀速直线运动

B .在t =0之前,物体受到的摩擦力大小可能为零

C .在t =0之后,物体做减速运动,最后要掉下来

D .在t =0之后,物体做减速运动,且加速度越来越大,直到停止

解析:在t =0时刻之前,物体做匀速直线运动,所受合力一定为0,物体所受的滑动摩擦力只能向左且不为0,因此物体只能向右匀速直线运动,A 、B 错;在t =0时刻之后,根据牛顿第二定律Eq cos θ-μ(Eq sin θ-mg )=ma ,知电场强度增大,滑动摩擦力增大,合力向左,加速度增大,物体做减速运动,最后静止,C 错D 对.本题中等难度.

答案:D

8.(2013·四川眉山市高三月考)如下图所示,电荷均匀分布在半球面上,在这半球的中

心O 处电场强度等于E 0.两个平面通过同一条直径,夹角为α(α<π

2),从半球中分出这一部

分球面,则剩余部分球面上(在“大瓣”上)的电荷(电荷分布不变)在O 处的电场强度( )

A .E =E 0sin α2cos α

2B .E =E 0sin αcos α

C .E =E 0sin α

2D .E =E 0cos α

2

解析:设半球带正电,由电场的对称性知,半球上全部电荷在O 点的场强E 0的方向应竖直向下.小瓣上电荷在O 点场强E 1与水平方向的夹角应为α

2,斜向右下,则大瓣上电荷在O

点的场强为E ,应与E 1垂直,斜向左下,如上图所示且E 1与E 的合矢量为E 0,所以E =E 0cos α

2,

选项D 正确.

答案:D

二、计算题(3×12′=36′)

9.如图1所示,匀强电场场强为E ,与竖直方向成α角.一个带负电荷的小球,电荷量为q ,质量为m ,用细线系在竖直墙面上,恰好静止在水平位置,求场强的大小.

图1图2

解析:小球受力情况如图2所示,设场强大小为E ,根据共点力平衡条件得qE cos α=mg ,所以E =

mg

q cos α

.

答案:E =

mg

q cos α

10.如下图所示,正电荷Q 放在一匀强电场中,在以Q 为圆心,半径为r 的圆周上有a 、

b 、

c 三点,将检验电荷q 放在a 点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的大小和方向如

何?b 、c 两点的场强大小和方向如何?

解析:匀强电场E =kQ r 2,方向向右;在b 点两个电场方向相同,合成E b =2kQ r

2;在c 点两个电场方向互为90°夹角,合成E c =2

kQ

r 2

.方向与E 的方向成45°角. 答案:见解析

11.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E ,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m 的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时,小球恰好平衡,如下图所示.求:

(1)小球带电量是多少?

(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?

解析:(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图所示,F sin θ=qE ①,F cos θ=

mg ②.由①/②得tan θ=qE /mg ,q =mg tan θ/E .

(2)由第(1)问中的方程②知F =mg /cos θ,而剪断丝线后小球所受的电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于

mg /cos θ,小球的加速度a =g /cos θ,小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线

运动,当碰到金属板时,它经过的位移为x =b /sin θ,

又由x =12at 2

得t =

2x a

2b cos θ

g sin θ=

2b cot θ

g

.

答案:(1)q =mg tan θ

E

(2)t =2b cot θ

g

备战2021届高考物理23个命题热点九电场中力和能的性质(解析版)

备战2021年高考物理23个命题热点巧练 热点九电场中力和能的性质 一、单选题 1.(2020·四川省攀枝花市第二次统考)如图所示,一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是() A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右 C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右 【答案】B 【解析】根据等量异种点电荷周围的电场线分布知,从A→O→B,电场强度的方向不变,水平向右,电场强度的大小先增大后减小,则电子所受电场力的大小先变大后变小,方向水平向左,则外力的大小先变大后变小,方向水平向右,故B正确,A、C、D错误. 2.(2020·贵州省黔东南州一模)如图,xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出),电场强度大小为E.坐标系上的A、B、C三点构成边长为L的等边三角形.若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点时,C点处的电场强度恰好为零.则A处的点电荷在C点产生的电场强度大小为() A.E B. 3 3E C.3E D. 3 2E 【答案】B

【解析】 C 点三个电场方向如图所示, 根据题意可知E 1cos 30°+E 2cos 30°=E ,又E 1=E 2,故解得E 2= 3 3 E ,B 正确. 3.(2020·山东省菏泽市上学期期末)如图所示,正方形线框由边长为L 的粗细均匀的绝缘棒组成,O 是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现在线框上侧中点A 处取下足够短的带电荷量为q 的一小段,将其沿OA 连线延长线向上移动L 2的距离到B 点处,若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变,则此时O 点的电场强度大小为(k 为静电力常量)( ) A .k q L 2 B .k 3q 2L 2 C .k 3q L 2 D .k 5q L 2 【答案】 C 【解析】 设想将线框分为n 个小段,每一小段都可以看成点电荷,由对称性可知,线框上的电荷在O 点产生的场强等效为与A 点对称的电荷量为q 的电荷在O 点产生的场强,故 E 1=kq (L 2 )2=4kq L 2 B 点的电荷在O 点产生的场强为 E 2=kq L 2 由场强的叠加可知E =E 1-E 2=3kq L 2. 4.(2020·江苏南通第三次调研)如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处场强最大的是 ( )

2020年高三物理一轮复习课件:电场能的性质 (共26张)

范文 2020年高三物理一轮复习课件:电场能的性质(共 1/ 17

26张PPT) 2020届高三物理一轮复习电场能的性质

[想一想] 如图所示,电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB运动,静电力做的功为多少?静电力做功与路径是否有关?若B点为零势能点,则+q在A点的电势能为多少?提示:静电力做功为W=qEd,与路径无关,电势能为Ep=qEd。 3/ 17

[记一记] 1.静电力做功 (1)特点:静电力做功与路径无关,只与初末位置有关。 (2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离。 ②WAB=qUAB,适用于任何电场。 2.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。

试一试 1.如图所示,在真空中有两个带正电的点电荷,分别置于M、N两点。 M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量,A、B为M、N连线的中垂线上的两点。 现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点,在此过程中,下列说法正确的是 ( ) A.q的电势能逐渐减小 B.q的电势能逐渐增大 C.q的电势能先增大后减小 D.q的电势能先减小后增大解析:负电荷从A到B的过程中,电场力一直做负功,电势能增大,所以A、C、D均错,B对。 答案:B 5/ 17

[想一想] 某静电场的电场线分布如图所示,试比较图中P、Q两点的电场强度的大小,及电势的高低。 提示:根据电场线的疏密可判断P点场强大于Q点场强;由于沿着电场线的方向电势逐渐降低。 P点电势高于Q点电势。

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场力的性质电场强度专题练习

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场力的性质电场强度专题练习 一、填空题 1.相距为a 的A 、B 两点分别放着等量异种电荷+Q 、、Q ,在A 、B 连线中点处的电场强度___________N/C ,方向__________(指向A 或B 、 2.如图(a )所示,在x 轴上有一个点电荷Q (图中未画出),A 、B 两点的坐标分别为0.2m 和0.5m 。放在A 、B 两点的检验电荷q 1、q 2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图(b )所示。则A 点的电场强度大小为___N/C ,B 点的电场强度大小为____N/C ,点电荷Q 的位置坐标为x =__________m 。 3.A 、B 为可视为点电荷的两个带正电小球,固定在足够大的光滑绝缘水平面上,A 球质量m A =0.4kg ,带 电量Q A =3.2×l0-6C ;B 球质量m B =0.6kg ,带电量Q B =8×l0-4 C ,两球之间距离L =3m ,静电力恒量k =9×l09N·m 2/C 2。 则A 球在B 球处产生的电场强度大小为______N/C ,同时释放两球,释放瞬间A 球的加速度大小为_____m/s 2。 4.如图所示,两带电量为Q 的等量异种点电荷相距L ,在连线中点O 处有一半径为r 的金属球壳(r <2L ),球心在O 点,则感应电荷在球心O 点的产生的场强大小为_______,方向为________。 5.P 是点电荷Q 电场中的一点,P 到点电荷Q 的距离r =0.1 m 。将一个电量q =1.0×l0-10C 的点电荷放到P 点,受到的电场力F =9.0×10-5N ,己知静电力常量k =9.0×109N·m 2/C 2.则点电荷Q 在P 处的电场强度的大小为______N/C ,点电荷Q 的电荷量为_____C 。 6.如图所示,一个质量为m=0.02kg ,带电量为q =2×10?4C 的物体放在光滑水平面上,所在区域有一水平向右的匀强电场,场强E =500N/C 物体由静止开始向前做匀加速直线运动,重力加速度g =10m/s 2物体在电场中受的电场力为______ N ,物体运动的加速度为___m/s 2 ,物体运动位移24m 时,电场力做功为______ J . 7.如图所示,a、b、c、d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点.电场线与梯形所在的平面平行.ab//cd ,且ab 边长为cd 边长的一半,e 是cd 边的中点.已知a 点的电势3a V ?=、b 点的电势

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场能的性质电势差静电力做功与电势差的关系专题练习 (1)

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场能的性质电势差静电力做功与 电势差的关系专题练习 一、填空题 1.在电场中把92.010C -?的正电荷从A 点移到B 点,静电力做功71.510J -?,再把这个电荷从B 点移到C 点时,克服静电力做功74.010-?J .求电势差AB U =______、BC U =______、AC U =______、 2.若将一个电量为3.0×10?10C 的正电荷,从零电势点移到电场中M 点要克服电场力做功9.0×10?9J ,则M 点的电势是______ V ;若再将该电荷从M 点移到电场中的N 点,电场力做功1.8×10?8J ,则M 、N 两点间的电势差U MN =______V 3.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),两相邻等势线间的电势差为4 V ,有一个带电荷量为q 、1.0×10-8C 的负电荷从A 点沿不规则曲线移到B 点,静电力做功为_____ J. 4.细胞膜的厚度约等于800nm、1nm=10-9m ),当膜的内外层之间的电压达0.4V 时,即可让一价钠离子渗透.设细胞膜内的电场为匀强电场,则钠离子在渗透时, 膜内电场强度约为 ________ V/m, 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于 ____________J. 5.带电量6310C -+?的粒子先后经过电场中的A、B 两点,克服电场力做功,4610J -?,已知B 点的电势为50V ,则: (1)A、B 两点间的电势差为AB U =_____________、 (2)A 点的电势A ?=_____________、 (3)电势能的变化P E ?=_____________、 (4)把电量为6310C --?的电荷放在A 点,其电势能为P E =_____________、 6.如图是一匀强电场的电场线(未标出方向),电场中有a 、b 、c 三点,a 、b 相距4cm 、b 、c 相距10cm 、ab

高考物理专题一(受力分析)(含例题、练习题及答案)

高考定位 受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题,主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点:弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析,涉及的思想方法有:整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等.高考试题命题特点:这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况都是同时涉及到几个知识点,而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,考查时注重物理思维与物理能力的考核. 考题1对物体受力分析的考查 例1如图1所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上,现用大小均为F,方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,则() 图1 A.A与B之间不一定存在摩擦力 B.B与地面之间可能存在摩擦力 C.B对A的支持力一定大于mg D.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g 审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以:先对物体A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力;A、C选项考察物体A、B之间的受力,应当隔离,物体A受力少,故:隔离物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力. 解析对A、B整体受力分析,如图, 受到重力(M+m)g、支持力F N和已知的两个推力,水平方向:由于两个推力的合力为零,故

整体与地面间没有摩擦力;竖直方向:有F N=(M+m)g,故B错误,D正确;再对物体A受力分析,受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f,在沿斜面方向:①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向上,③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时,摩擦力为零,设斜面倾斜角为θ,在垂直斜面方向:F N′=mg cos θ+F sin θ,所以B对A的支持力不一定大于mg,故A正确,C错误.故选择A、D. 答案AD 1.(单选)(2014·广东·14)如图2所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是() 图2 A.M处受到的支持力竖直向上 B.N处受到的支持力竖直向上 C.M处受到的静摩擦力沿MN方向 D.N处受到的静摩擦力沿水平方向 答案 A 解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直,即竖直向上,选项A正确;N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直,即垂直MN向上,故选项B错误;摩擦力与接触面平行,故选项C、D错误. 2.(单选)如图3所示,一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B,用两根细绳悬挂在天花板上,虚线为竖直线,α=θ=30°,β=60°,求轻杆对A球的作用力() 图3 A.mg B.3mg C. 3 3mg D. 3 2mg

电场力的性质知识点和联系

匀强电场 - - - - 点电荷与带电平板 + 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 孤立点电荷周围的电场 电场力的性质 知识目标 一、电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。 2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C ,是一个电子所带的电量。 说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。 3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。 4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的. 注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。 二、库仑定律 1. 内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 2. 公式:F=kQ 1Q 2/r 2 k =9.0×109N ·m 2/C 2 3.适用条件:(1)真空中; (2)点电荷. 点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r )。点电荷很相似于我们力学中的质点. 注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律 ②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律定性判定。 【例1】在光滑水平面上,有两个带相同电性的点电荷,质量m 1=2m 2,电量q 1=2q 2,当它们从静止开始运动,m 1的速度为v 时,m 2的速度为 ;m 1的加速度为a 时,m 2的加速度为 ,当q 1、q 2相距为r 时,m 1的加速度为a ,则当相距2r 时,m 1的加速度为多少? 解析:由动量守恒知,当m 1的速度为v 时,则m 2的速度为2v ,由牛顿第二定律与第三定律知:当m 1的加速度为 a 时,m 2的加速度为2a . 由库仑定律知:a=221r q kq /m ,a /=2214r q kq /m,由以上两式得a /=a/4 答案:2v ,2a ,a/4 点评:库仑定律中的静电力(库仑力)是两个电荷之间的作用力,是作用力与反作用力,大小相同,方向相反,在同一直线上,作用在两个物体上,二力属同种性质的力,而且同时产主同时消失。 三、电场: 1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。 2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。 3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。 四、电场强度 1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电量q 的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱 2.表达式:E =F/q 单位是:N/C 或V/m ; E=kQ/r 2(导出式,真空中的点电荷,其中Q 是产生该电场的电荷) E =U/d (导出式,仅适用于匀强电场,其中d 是沿电场线方向上的距离) 3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直. 4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值. 5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则) 6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关, 五、电场线: 是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在. 1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向. 2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止. 3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小. 4.匀强电场的电场线平行且距离相等. 5.没有画出电场线的地方不一定没有电场. 6.顺着电场线方向,电势越来越低. 7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直. 8.电场线永不相交也不闭合, 9.电场线不是电荷运动的轨迹. 【例2】在匀强电场中,将质量为m ,带电量为q 的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则电场强度的大小为( B ) A .有唯一值mgtan θ/q ; B .最小值是mgsin θ/q ; C ·最大值mgtan θ/q ; D ·mg/q 提示:如附图所示,利用三角形法则,很容易判断出AB 跟速度方向垂直.

2021年高考物理 电场能的性质题型归纳 (带答案)

2021年高考物理电磁场模型解题技巧 2.巧解电场能的性质问题 知识点一 电势能、电势 1.电势能 (1)电场力做功的特点 电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关. (2)电势能 ①定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功. ②电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,即AB pA pB p W E E ΔE =-=- 2.电势 (1)定义:试探电荷在电场中某点具有的电势能E p 与它的电荷量q 的比值. (2)定义式:p E φq . (3)矢标性:电势是标量,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低). (4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同. 3.等势面 (1)定义:电场中电势相等的各点组成的面. (2)四个特点

①等势面一定与电场线垂直. ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功. ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面. ④等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小. 知识点二 电势差 1.定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,电场力做功与移动电荷的电荷量的比值. 2.定义式:AB U AB W q =. 3.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,U AB =-U BA . 4.影响因素:电势差U AB 由电场本身的性质决定,与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关,与零电势点的选取无关. 知识点三 匀强电场中电势差与电场强度的关系 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积.即U =Ed ,也可以写作E U d =。 技巧一 巧判电势高低及电势能大小 1.电势高低的判断方法

备战2020年高考物理一轮复习第1节 电场力的性质练习

课时跟踪检测(二十二)电场力的性质 [A级——基础小题练熟练快] 1.(2019·邢台模拟)关于静电场,下列结论普遍成立的是() A.电场强度为零的地方,电势也为零 B.电场强度的方向与等势面处处垂直 C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低 D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向 解析:选B电场强度与电势没有直接关系,电场强度为零时,电势不一定为零;电势为零时,电场强度不一定为零,故A、C错误;电场线与等势面垂直,而电场强度的方向为电场线的方向,所以电场强度的方向与等势面垂直,故B正确;顺着电场线方向电势降低,但电势降低的方向并不一定是电场强度的方向,电场强度的方向是电势降低最快的方向,故D错误。 2.如图所示,固定一负电小球a的绝缘支架放在电子秤上,此时电子秤示数为F。现将带负电的另一小球b移至距离小球a正上方L时,电子秤示数为F1,若只将小球b的电性改为正电荷,电子秤示数为F2,则() A. F =F2 B. F1+F2=F C. 若小球b带负电,L增大,则F1也增大 D. 若小球b带正电,L减小,则F2也减小 解析:选D设两球间的库仑力为F′,则小球b带负电时:F+F′=F1;小球b 带正电时:F-F′=F2;解得F1>F2;F1+F2=2F,选项A、B错误;若小球b带负电,L增大,则F′减小,则F1也减小,选项C错误;若小球b带正电,L减小,则F′变大,则F2减小,选项D正确。 3.(2018·无锡五校联考)对于如图所示四幅有关电场,下列说法正确的是() A.图甲为等量同种点电荷形成的电场线 B.图乙离点电荷距离相等的a、b两点场强相同 C.图丙中在c点静止释放一正电荷,可以沿着电场线运动到d点 D.图丁中某一电荷放在e点与放到f点,它们的电势能相同 解析:选D由题图可知,甲为等量异种电荷形成的电场线,故A错误;乙为正的点电荷所形成的电场线分布图,离点电荷距离相等的a、b两点场强大小相同,场强方向不同,故B错误;只有电场线为直线时,粒子才有可能沿着电场线运动,曲线电场线中,粒子不会沿着电场线运动,故C错误;图丁中e点与f点电势相同,同一电荷的电势能相同,故D正确。 4.(多选)(2019·威海调研)如图为静电除尘器除尘原理示意图,尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列表述正确的是()

高中物理——受力分析专题习题及答案(详细解答)

高中专题习题——受力分析 例1如图6-1所示,A、B两物体的质量分别是m1和m2,其接触面光滑,与水平面的夹角为θ,若A、B与水平地面的动摩擦系数都是μ,用水平力F推A,使A、B一起加速运动,求:(1)A、B间的相互作用力(2)为维持A、B间不发生相对滑动,力F的取值范围。 分析与解:A在F的作用下,有沿A、B间斜面向上运动的趋势,据题意,为维持A、B 间不发生相对滑动时,A处刚脱离水平面,即A不受到水平面的支持力,此时A与水平面间的摩擦力为零。 本题在求A、B间相互作用力N和B受到的摩擦力f2时,运用隔离法;而求A、B组成的系统的加速度时,运用整体法。 (1)对A受力分析如图6-2(a)所示,据题意有:N1=0,f1=0 因此有:Ncosθ=m1g [1] , F-Nsinθ=m1a [2] 由[1]式得A、B间相互作用力为:N=m1g/cosθ (2)对B受力分析如图6-2(b)所示,则:N2=m2g+Ncosθ[3] , f2=μN2 [4] 将[1]、[3]代入[4]式得: f2=μ(m1+ m2)g 取A、B组成的系统,有:F-f2=(m1+ m2)a [5] 由[1]、[2]、[5]式解得:F=m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2 故A、B不发生相对滑动时F的取值范围为:0<F≤m1g(m1+ m2)(tgθ-μ)/m2 例2如图1-1所示,长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个重为12牛的物体。平衡时,绳中张力

T=____ 分析与解:本题为三力平衡问题。其基本思路为:选对象、分析力、画力图、列方程。对平衡问题,根据题目所给条件,往往可采用不同的方法,如正交分解法、相似三角形等。所以,本题有多种解法。 解法一:选挂钩为研究对象,其受力如图1-2所示 设细绳与水平夹角为α,由平衡条件可知:2TSinα=F,其中F=12牛 将绳延长,由图中几何条件得:Sinα=3/5,则代入上式可得T=10牛。 解法二:挂钩受三个力,由平衡条件可知:两个拉力(大小相等均为T)的合力F’与F大小相等方向相反。以两个拉力为邻边所作的平行四边形为菱形。如图1-2所示,其中力 的三角形△OEG与△ADC相似,则:得:牛。 心得:挂钩在细绳上移到一个新位置,挂钩两边细绳与水平方向夹角仍相等,细绳的张力仍不变。 例3如图2-12,m和M保持相对静止,一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑,则M和m 间的摩擦力大小是多少? 错解:以m为研究对象,如图2-13物体受重力mg、支持力N、摩擦力f,如图建立坐标有 再以m+N为研究对象分析受力,如图2-14,(m+M)g·sinθ=(M+m)a③ 据式①,②,③解得f=0 所以m与M间无摩擦力。 分析与解:造成错解主要是没有好的解题习惯,只是盲目的模仿,似乎解题步骤不少,但思维没有跟上。要分析摩擦力就要找接触面,摩擦力方向一定与接触面相切,这一步是堵

高三物理一轮复习——电场能的性质学案和训练

高三物理一轮复习——电场能的性质学案和训练 [考试标准] 知识梳理 一、静电力做功和电势能 1.静电力做功 (1)特点:静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关. (2)计算方法 ①W =qEd ,只适用于匀强电场,其中d 为带电体在沿电场方向的位移. ②W AB =qU AB ,适用于任何电场. 2.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能,称为电势能. (2)说明:电势能具有相对性,通常把无穷远处或大地的电势能规定为零. 3.静电力做功与电势能变化的关系 (1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即W AB =E p A -E p B . (2)通过W AB =E p A -E p B 可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;电荷克服静电力做多少功,电荷电势能就增加多少. (3)电势能的大小:由W AB =E p A -E p B 可知,若令E p B =0,则E p A =W AB ,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将其从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功. 自测1 关于静电力做功和电势能的理解,下列说法正确的是( ) A .静电力做功与重力做功相似,均与路径无关 B .正电荷具有的电势能一定是正的,负电荷具有的电势能一定是负的 C .静电力做正功,电势能一定增加 D .静电力做功为零,电荷的电势能也为零 答案 A 二、电势 等势面 1.电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值. (2)定义式:φ=E p q .

(3)矢标性:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低). (4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取电势零点的不同而不同. 2.等势面 (1)定义:电场中电势相同的各点组成的面. (2)四个特点: ①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功. ②电场线一定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面. ③等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小. ④任意两个等势面都不相交. 自测2(2016·全国卷Ⅲ·15)关于静电场的等势面,下列说法正确的是() A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功 答案B 解析若两个不同的等势面相交,则在交点处存在两个不同电势数值,与事实不符,A错;电场线一定与等势面垂直,B对;同一等势面上的电势相同,但电场强度不一定相等,C错;将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,D错. 三、电势差 1.定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB与移动电荷的电荷量q的比值. 2.定义式:U AB=W AB q. 3.影响因素 电势差U AB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功W AB无关,与电势零点的选取无关. 4.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA. 5.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与电场强度的关系式:U AB=E·d,其中d为电场中两点间沿电场方向的距离. (2)在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的电势. 自测3(多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是() A.电势差的公式U AB=W AB q说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比,与移动电荷 的电荷量q成反比

电场力性质经典专题训练

电场力的性质---电场的叠加 一、夯实基础 1、把质量为M的正点电荷放在电场中无初速释放,不计重力,则以下说法正确的是:() A、点电荷的运动轨迹一定和电场线重合 B、点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致 C、点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合 D、点电荷将沿电场线切线方向抛出,做抛物线运动 2、关于电场,下列说法中正确的是:() A、E=,若q减半,则该处电场强度为原来的2倍 B、E=k中,E与Q成正比,而与r2成反比 C、在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各处的场强均相同 D、电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向 3、下列关于电场强度的两个表达式E=F/q和E=KQ/r2的叙述,正确的是:() A、E=F/q是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量。 B、E=F/q是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量, 它适用于任何电场 C、F=KQ/r2是点电荷场强的计算公式,Q是产生电场的电荷电量,它不适用于匀强电场 D、从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=K,式中是点电荷q2产生的电场在点电荷q1 处的场强大小,而是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小 4、以下的说法正确的有:( ) A.没有画电场线的地方一定没有电场线存在 B.正电荷只在电场力的作用下运动时一定沿着电场线的方向运动 C.正点电荷在电场中运动时加速度的方向必定和通过该点电场线的切线方向一致 D.静止的点电荷在电场中受到电场力作用运动时,轨迹可能与电场线重合 答案与解析 1、C 解析:本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件。仅当电场线为直线、电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一直线上,且只受电场力时,电荷的运动轨迹才和电场线重合,A错。 点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致,如电场线为曲线时,B错。 由牛顿第二定律知加速度方向与合外力方向一致,而该点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合,C对。 点电荷受电场力作用,由于电场不一定是匀强电场,其合力不一定为恒力,故不一定做抛物线运动,D错.故选C。 2、B解析:E=为场强的定义式,此式中E只是在数值上等于检验电荷q所受电场力与本身电量的

高中物理受力分析经典

中学物理受力分析经典例题 1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体 ——? V F 4-------- (2)在力F作用下行使在 路面上的小车 2.对下列各种情况下的物体A进行受力分析 (1)沿斜面下滚的小球 (接触面不光滑) (2)沿斜面上滑的物体A (接触面光滑) (3)静止在斜面上的物体 斜面上的物体A.(5)各接触面均光滑 (6 )静止的杆,竖直墙面 光滑 3.对下列各种情况下的物体A进行受力分析,在下列情况下接触面均不光滑 (1) A静止在竖直墙面上(2) A沿竖直墙面下滑(3)静止在竖直墙上的物体A (4)静止在竖直墙上的物体A (5)在拉力F作用下静止 在斜面上的物体A (3)沿粗糙的天花板向右 运动的物体F>G 水平面上的物体

4. 对下列各种情况下的物体进行受力分析(各接触面均不光滑) 7. 如图所示,各图中,物体总重力为 G 请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是否有摩擦力存 在如有大小是多少 (1) A (2) A 、B 同时同速向右行使 (3)三物体仍静止 (4)物体A 、E 静止 5. 水平传送带上的物体 (1) 随传送带一起匀速运动 □ 0 <) 向左运输 (2) 随传送带一起由静止开始向右起动 () () 6. 分析下列物体的受力:(均静止) (光滑小球) 8.如图所示,放置在水平地面上的直角劈 M 上有一个质量为m 的物体,若m 在其上匀速下滑, M 仍保持静止,那么正确的说法是( ) A. M 对地面的压力等于(M+r ) g B. C.地面对M 没有摩擦力 D. M 对地面的压力大于(M+m g 地面对M 有向左的摩擦力

电场力和能的性质总结

电场巩固总结 基本知识: 1.电场强度E的计算方法: 2.电势差U的计算方法: 3.电势 的计算方法: 4.电势能Ep的计算方法: 5.电场力做功的计算方法: ①匀强电场中W= ②由功能关系W= ③与电势差关系W= ④多个力做功(变力)W= 6.高中阶段的几个功能关系 ①重力做功与重力势能: ②弹力做功与弹性势能: ③电场力做功与电势能: ④合外力做功与动能: ⑤其他力做功与机械能: 7.能量守恒定律的应用 类型一:电场线与轨迹问题 1.如图所示,虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线,且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,则下列说法中正确的是() A.三个等势面中,a的电势最高 B.对于M、N两点,带电粒子通过M点时电势能较大 C.对于M、N两点,带电粒子通过M点时动能较大 D.带电粒子由M运动到N时,加速度增大 2.一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,不计粒子的重力。下列说法正确的有() A.粒子带负电荷 B.粒子的加速度先不变,后变小 C.粒子的速度不断增大 D.粒子的电势能先减小,后增大 3.如图中虚线为匀强电场中的等势线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等。

现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电势高于c点。若不计重力,则( ) 带负电荷,N带正电荷 带正电荷,N带负电荷 在从O点运动至a点的过程中电势降低 在O点和b点电势能相同 类型二:几种功能关系的应用 1. 带电小球在从A点运动到B点的过程中,重力做功为3 J,电场力做功1 J,克服空气阻力做功为J,则在A点的() A.重力势能比B点大3 J B.电势能比B点小1 J C.动能比B点小J D.机械能比B点小J 2.质量为m的带电小球射入匀强电场后,以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动,在小球下落h的过程中( ) A.小球的重力势能减少了2mgh B.小球的动能减少了2mgh C.电场力做负功2mgh D.小球的电势能增加了3mgh 3.如图所示,在O点放置一个正电荷,在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v,试求: (1)小球通过C点的速度大小。 (2)小球由A到C的过程中电势能的增加量。 类型三:电场中的图像类问题 1.电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,已知电势φa>φb>φc,这一过程电子运动的v -t图像可能是下列各图中的() 2.如图甲所示,A、B为某电场中一条直线上的两个点,现将正点电荷从A点静止释放,仅在电场力作用下运动一段距离到达B点,其电势能E p随位移x的变化关系如图乙所示。从A到B过程中,下列说法正确的是()

人教版高三物理小专题复习 21电场能的性质的描述

21.电场能的性质的描述 一、单项选择题(每小题6分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的) 1.如图所示,电场中的一簇电场线关于y轴对称分布,O点是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则() A.M点电势比P点电势高 B.OM间的电势差等于NO间的电势差 C.一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能 D.将一负电荷从M点移到P点,电场力做正功 【解析】选D 2.在光滑绝缘的水平桌面上,存在着方向水平向右的匀强电场,电场线如图中实线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动,到C点时,突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点,其运动轨迹如图中虚线所示,v表示小球在C点的速度。则下列判断中正确的是() A.小球在A点的电势能比在B点的电势能小 B.恒力F的方向可能水平向左 C.恒力F的方向可能与v方向相反 D.在A、B两点小球的速率不可能相等 【解析】选B 3.如图所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴。理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示,则()

A.x2处场强大小为 B.球内部的电场为匀强电场 C.x1、x2两点处的电势相同 D.假设将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处和从R移到x2处电场力做功相同 【解析】选A 4.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上有B、C两点,则下列说法中正确的有() A.B点的场强小于C点的场强 B.同一试探电荷在B、C两点的电势能可能相同 C.负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中,电势能先减小后增大 D.B点电场强度沿x轴的分量与C点电场强度沿x轴分量方向相同 【解析】选C 5.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则() A.直线a位于某一等势面内,φM>φQ

微型专题01 电场力的性质(练习题)(原卷版)

第九章 静电场及其应用 微专题1 电场力的性质 一、单选题: 1.如图所示,两个电荷量均为+q 的小球用长为l 的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑的绝缘水平面上.两个小球的半径r ?l ,k 表示静电力常量,则轻绳的张力大小为( ) A .0 B.kq 2l 2 C.2kq 2l 2 D.kq l 2 2.一带负电荷的质点,只在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ,已知质点的速率是递减的.关于b 点电场强度E 的方向,图中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( ) 3.如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( ) A.P 和Q 都带正电荷 B.P 和Q 都带负电荷 C.P 带正电荷,Q 带负电荷 D.P 带负电荷,Q 带正电荷 4.如图所示,a 、b 两点处分别固定有等量异种点电荷+Q 和-Q ,c 是线段ab 的中点,d

是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所受的电场力分别为F d、F c、F e,则下列说法中正确的是( ) A.F d、F c、F e的方向都是水平向右 B.F d、F c的方向水平向右,F e的方向竖直向上 C.F d、F e的方向水平向右,F c=0 D.F d、F c、F e的大小都相等 5.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则( ) A.a一定带正电,b一定带负电 B.a的速度将减小,b的速度将增大 C.a的加速度将减小,b的加速度将增大 D.两个粒子的动能,一个增大一个减小 6.如图所示,质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另一个带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方,已知绳长OA为2l,O点到B点的距离为l,平衡时A、B两带电小球处于同一高度,已知重力加速度为g,静电力常量为k.则( )

高中物理受力分析

受力分析专题 一、典型例题 1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体. 2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析 二、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( ) A .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右 B .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左 C .有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定 (1)沿水平草地滚动的足球 (2)在力F 作用下静止水 平面上的物体球 F V (3)在光滑水平面上向右运动的物体球 (4)在力F 作用下行使在路面上小车 F V (2)沿斜面上滑的物体A (接触面光滑) A V (1)沿斜面下滚的小球, 接触面不光滑. A V (3)静止在斜面上的物体 A (4)在力F 作用下静止 在斜面上的物体A F (5)各接触面均光滑 A (6)沿传送带匀速上滑的物块A A b c a m 1 m 2

D .没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D . 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么? 【例2】有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直 向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环 Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么 将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是( ) A .N 不变,T 变大 B .N 不变,T 变小 C .N 变大,T 变大 D .N 变大,T 变小 【解析】隔离法:设PQ 与OA 的夹角为α,对P 有: mg +Tsinα=N 对Q 有:Tsinα=mg 所以 N=2mg , T=mg/sinα 故N 不变,T 变大.答案为B 整体法:选P 、Q 整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得N=2mg ,再选P 或Q 中任一为研究对象,受力分析可求出T=mg/sinα 【点评】为使解答简便,选取研究对象时,一般优先考虑整体,若不能解答,再隔离考虑. 【例3】如图所示,设A 重10N ,B 重20N ,A 、B 间的动 摩擦因数为0.1,B 与地面的摩擦因数为0.2.问:(1)至少 对B 向左施多大的力,才能使A 、B 发生相对滑动?(2)若 A 、 B 间μ1=0.4,B 与地间μ2=0.l ,则F 多大才能产生相对 滑动? 【解析】(1)设A 、B 恰好滑动,则B 对地也要恰好滑动,选A 、B 为研究对象,受力如图,由平衡条件得: F=f B +2T 选A 为研究对象,由平衡条件有 T=f A f A =0.1×10=1N f B =0.2×30=6N F=8N 。 (2)同理F=11N 。 【例5】如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为m 的四块相同的砖,用两个大小均为F 的水平力压木板,使砖静止不动,则左边木板对第一块砖,第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为 A .4mg 、2mg B .2mg 、0 C .2mg 、mg D .4mg 、mg 【解析】设左、右木板对砖摩擦力为f1,第 3块砖对第2块砖摩擦为f2,则对四块砖作整体有:2f1=4mg ,∴ f1=2mg 。 A B F T T f B A T f A A O B P Q A B F

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