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第1章 静电场
第1章 静电场
本章优化总结
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第1章 静电场
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第1章 静电场
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.
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第1章 静电场
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
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第1章 静电场
[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
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第1章 静电场
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)( )
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第1章 静电场
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.
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第1章 静电场
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习的物体的问题一致.其具体的解题步骤是:
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第1章 静电场
(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)根据平衡条件、动力学知识及功能关系列方程求解.
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第1章 静电场
(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悬挂到水平板的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( )
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第1章 静电场
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水平右移,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
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第1章 静电场
[解析] A对B有竖直向上的库仑力,大小为FAB==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作用而处于平衡
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第1章 静电场
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水平向右移至M、A、B在同一条直线上时,如图乙所示,对A受力分析并沿水平和竖直方向正交分解,
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第1章 静电场
水平方向: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′===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