内容正文:
第九章 静电场及其应用
本章复习提升
易混易错练
易错点1 缺乏空间想象力而出错
1.下列常见的电场中,不计重力的负电荷在场中不可能做匀速圆周运动的是 ( )
易错点2 对静电平衡认识不到位而出错
2.(2023江苏无锡天一中学阶段测试)如图所示,固定的点电荷(电荷量为+Q)正下方有一足够大的接地金属板,在金属板的上表面外侧和内侧各取一点A、B,可认为A、B两点到点电荷的距离均为d。静电力常量为k,关于此静电感应现象,下列判断正确的是 ( )
A.金属板的下表面一定带正电
B.B点的场强大小等于
C.金属板上感应电荷在B点产生的场强大小等于0
D.若金属板表面光滑,则带正电的小球可在其上表面匀速运动
易错点3 对电场中的轨迹问题思路不清而出错
3.(2024江苏南通中学期中)如图所示的电场中,实线为电场线,虚线为带正电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则 ( )
A.b点的电场方向向右
B.粒子是从a点运动到b点
C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D.若粒子从b运动到c,该过程中电场力做正功
易错点4 应用库仑定律时忽略电荷间距离的变化
4.(2023湖北荆州期中)如图所示,真空中两个可视为点电荷的带电小球A、B电荷量分别为+Q和+q,放在光滑绝缘的水平面上,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接,弹簧的劲度系数为k0。当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0。已知弹簧的形变均在弹性限度内,则 ( )
A.保持Q不变,将q变为3q,平衡时弹簧的伸长量等于3x0
B.保持q不变,将Q变为3Q,平衡时弹簧的伸长量小于3x0
C.保持Q不变,将q变为-q,平衡时弹簧的缩短量等于x0
D.保持q不变,将Q变为-Q,平衡时弹簧的缩短量小于x0
易错点5 场强公式的应用出错
5.(2024江苏潥阳月考)如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处固定有一电荷量为q(q>0)的点电荷,已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(静电力常量为k) ( )
A.k B.k C.k D.k
思想方法练
一、补偿法
方法概述
有些物理问题根据已有条件不能建立完整的模型,这时就需要给原来的问题补充一些条件,组成一个完整的新模型,这样,求解原模型的问题就变为求解新模型与补充条件的差值问题,这就是补偿法。求解有缺口的均匀带电圆环、均匀带电球体等的场强问题时,可采用补偿法。
1.已知均匀带电球壳在球内产生的场强为零。如图所示,将表面均匀带正电的半球壳,分成厚度相等的两部分,然后将这两部分移开到很远的距离,设分开后球表面仍均匀带电,左半部分在A1点的场强大小为E1,右半部分在A2点的场强大小为E2,则有 ( )
A.E1=E2
B.E1<E2
C.E1>E2
D.大小无法确定
2.(2024江苏南京师范大学附属中学模拟)一个均匀带正电的绝缘球体,单位体积内的电荷量为ρ,球心为O,半径为r,内部有一个球形空腔,腔内的电场为匀强电场,空腔球心为P,半径为0.5r,且O、P处于同一水平面上,O、P连线延长线上有一点A,OA=2r。已知均匀带电球壳在其内部产生的场强为0,静电力常量为k。则下列说法正确的是 ( )
A.空腔内匀强电场方向可能垂直OP向上
B.空腔内匀强电场方向可能由P指向O
C.A处场强大小为kπrρ
D.空腔内场强大小为kπrρ
二、对称法
方法概述
对称法是指在研究物理问题时,利用研究对象的对称特性来分析和处理问题的方法。通过对物理问题中出现的各种对称特性,如:物理过程的对称性、运动轨迹的对称性、几何形状的对称性等,进行分析和推理,得出结论。如P9第4题就应用了此方法。
3.(2023江苏常州模拟)如图所示,正电荷均匀分布在半球面上,半球面上所有电荷在中心O处产生的电场强度的大小为E0。现沿图示方向过球心O将半球面分为左、右两部分,夹角α=60°,则左侧部分在O点产生的电场强度大小为 ( )
A.E0 B. C. D.
三、极限法
方法概述
极限法是把某个物理量的变化推向极端,从而作出科学的推理分析,给出判断或导出一般结论。用极限法分析某些物理过程时,可以使问题化难为易,化繁为简,达到事半功倍的效果。
4.(2023中国农业大学附中月考)图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电荷量为σ(单位:C/m2)。取环面中心O为原点,以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的距离为x,P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式(式中k为静电力常量),其中只有一个是合理的。你可能不会求