内容正文:
专题10 静电场(原卷版)
(
一、
库伦定律理解和应用
)
1.两个完全相同的带电金属球接触时电荷的分配规律
(1)如果接触前两金属球带同种电荷,电荷量分别为q1和q2,两球接触时,总电荷量平均分配,两球的电荷量都等于。
(2)如果接触前两金属球带异种电荷,电荷量分别为q1和q2,且q1>q2,接触时,先中和再将剩余的电荷量(q1-q2)平均分配,两球的电荷量都等于。
2.三个自由点电荷的平衡问题
(1)平衡条件:每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷的位置是另外两个点电荷的合场强为零的位置。
(2)平衡规律
【例题解析】
例1.如图所示,两个质量分别为0.1 g和0.2 g的带电小球A和B,带电量分别为q1和q2,两球用绝缘细线悬于同一水平天花板上,静止后它们恰好位于同一水平高度上,两细线与竖直方向的夹角分别为α、β,两带电小球均可视为点电荷。关于两球的电性及夹角的大小,下列说法中正确的是( )
A.两球带同种电荷,若q1<q2,则α<β B.两球带同种电荷,若q1>q2,则α>β
C.两球带异种电荷,若q1<q2,则α<β D.两球带异种电荷,无论q1与q2谁大,都有α>β
例2.口罩中使用的熔喷布经驻极处理后,对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示,针状电极与平板电极分别接高压直流电源正负极,针尖附近的空气被电离后,带电粒子在电场力作用下运动,熔喷布捕获带电粒子带上静电,平板电极表面为等势面,熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计,下列说法正确的是
A.针状电极上,针尖附近的电场较弱
B.熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电
C.沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子,其加速度逐渐减小
D.两电极相距越远,熔喷布捕获的带电粒子速度越大
例3.如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球、分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力作用于小球,则两球静止于图示位置,如果将小球向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比
A.推力将增大 B.竖直墙面对小球的弹力增大
C.地面对小球的弹力一定不变 D.两个小球之间的距离减小
例4.在以下列举的事例中,属于静电防止的是
A.静电复印 B.静电喷涂
C.静电除尘 D.油罐车用铁链拖地行驶
【课堂练习】
1.某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么当电子的运动半径越大,电子的( )
A. 周期越大 B. 角速度越大 C. 线速度越大 D. 加速度越大
2.一绝缘细棒的两端固定两带等量异种电荷的小球,置于光滑绝缘水平面上,在细棒的延长线上某处有一固定的点电荷Q,如图所示。细棒由静止释放后,向右做加速度增大的加速运动,由此可知固定点电荷Q带_____电(选填“正”或“负”),位于细棒的_____侧(选填“左”或“右”)。
3.如图所示,将一质量为m的带电小球A,用长为l的绝缘细线系在O点。在O点的正下方用绝缘柄固定一带电小球B(两球均可看成点电荷)。当细线与竖直方向夹角为θ时,球A静止,此时A,B两球处于同一高度。已知B球带正电,带电量为qB,静电力常数为k,重力加速度为g。
(1)判断A球的电性,并画出其受力示意图;
(2)求A球所受的库仑力F;
(3)求A球所带电量qA;
(4)若支持B球的绝缘柄漏电,在B球电荷量缓慢减少的过程中,发现θ逐渐减小,那么该过程中细线的拉力如何变化?请说明原因。
4.所示,A、B为用两个绝缘细线悬挂起来的带电绝缘小球,质量mA<mB.当在A球左边如图位置放一个带电球C时,两悬线都保持竖直方向(两悬线长度相同,三个球位于同一水平线上).若把C球移走,A、B两球没有发生接触,则(b)图中(图中α>β)能正确表示A、B两球位置的图是( )
A. B. C. D.
(
二
、
电场力的性质
)
1.电场强度的三个公式的比较
表达式
比较
E=
E=k
E=
公式意义
电场强度定义式
真空中点电荷的电场强度决定式
匀强电场中E与U的关系式
适用条件
一切电场
①真空
②点电荷
匀强电场
决定因素
由电场本身决定,与试探电荷q无关
由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定
由电场本身决定
2.电场的叠加
(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。
(2)运算法则:平行四边形定则
3.求解电场强度的常规方法
电场强度是静电学中极其重要的概念