第9章（章末整合提升）-2019-2020学年高一物理【精讲精练】高中新课标辅导（人教版，必修第三册）

第九章 静电场及其应用 一、电场力的性质的描述[物理观念] 1．电场强度的两个表达式 公式 E＝ E＝k 适用范围 任何电场 真空中点电荷的电场 说明 定义式，q为试探电荷 点电荷电场强度的决定式，Q为场源电荷，E表示跟场源电荷相距r处的电场强度 2.电场线“疏”“密”和方向的意义 (1)电场线的“疏”和“密”描述电场的弱和强。 (2)电场线的切线方向为该点的电场强度方向。[来源:学科网] 　当导体球靠近带正电的金属球时，周围的电场线如图9－1所示。则a、b两点的电场强度 图9－1 A．大小不等，方向不同 B．大小不等，方向相同 C．大小相等，方向不同 D．大小相等，方向相同 [解析]　电场线上点的切线方向表示电场强度方向，而点a、点b的切线方向不同，故点a、点b的电场强度方向不同；电场线的疏密程度表示电场强度的大小，故点a、点b的场强大小不相等；故A正确，B、C、D错误。故选A。 [答案]　A 针对训练 1．下述说法正确的是 A．电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 B．根据E＝，可知电场中某点的场强与电场力成正比 C．几个电场叠加后合电场的场强一定大于分电场的场强 D．根据E＝，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比 解析　电场线表示电场的强弱和方向，与电荷的运动轨迹不一定重合，故A错误；E由电场本身决定，与F、q无关，故B错误；场强的叠加遵守平行四边形定则，合电场的场强与几个分场强效果相同， 但不一定比分场强大，也可能相等，也可能比分场强小，故C错误；E＝k是真空中点电荷Q产生的电场强度的计算式，可知E与Q成正比，故D正确。 答案　D 二、电场强度的叠加[科学思维] 1．如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。 2．叠加法则：平行四边形定则。 　(2019·太和期末)如图9－2所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、－q、－q，已知三角形边长为L，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的场强为 图9－2[来源:学&科&网] A.，方向由A指向O B.，方向由O指向A C.，方向由A指向O D.，方向由O指向A [解析]　O点是三角形的中心，到三个点电荷的距离为r＝，方向由A指向O。 ＝，再与－q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为E＝E1＋E0＝2k，根据对称性和几何知识可知，两个－q在O点的合场强为E1＝L·sin 60°＝L，三个点电荷在O点产生的场强大小均为E0＝× [答案]　A 针对训练 2．(2019·黄陵月考)如图9－3所示，一个绝缘圆环，当它的均匀带电且电荷量为＋q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC均匀带电＋2q，而另一半圆ADC均匀带电－2q，则圆心O处电场强度的大小和方向为 图9－3 A．2E，方向由O指向D B．4E，方向由O指向D C．2E，方向由O指向B D．0 解析　当圆环的E，方向由O指向D。 E，方向由O指向D；根据矢量的合成法则，圆心O处的电场强度的大小为2E，方向由O指向D；当另一半圆ADC均匀带电－2q时，同理，在圆心O处的电场强度大小为均匀带电且电荷量为＋q时，圆心O处的电场强度大小为E，由如图所示的矢量合成可得，当半圆ABC均匀带电＋2q时，在圆心O处的电场强度大小为 答案　A 三、电场力作用下的平衡与加速问题[科学思维] 涉及电场力的平衡与加速问题，其解题思路与力学中的加速问题一样，只是在原来受力的基础上多了电场力，具体步骤如下： 　如图9－4所示，质量为m的小球A穿在足够长的光滑绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A(可视为点电荷)带正电，电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速度释放，小球A下滑过程中电荷量不变。整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g。 [来源:学科网] 图9－4 (1)求A球刚释放时的加速度大小； (2)当A球的动能最大时，求A球与B点间的距离。 [解析]　(1)根据库仑定律有F＝k， 由牛顿第二定律可知mgsin α－F＝ma， 又知r＝ 解得a＝gsin α－ (2)当A球受到的合力为零，即加速度为零时，其动能最大，设此时A球与B点间的距离为d。[来源:Z。xx。k.Com] 则mgsin α＝。 ，解得d＝ [答案]　(1)gsin α－　(2) 针对训练 3．(多选)A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，用绝缘不可伸长的细线如图9－5悬挂，静止时A、B两球处于相同高度。若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列判断正确的是 图9－5 A．FA<FB B．细线AC对A的拉力FTA＝ C．细线OC的拉力FTC＝(mA＋mB)g D．同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖