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1、專題十四 電場(chǎng)的性質(zhì)雷區(qū)掃描本部分常見的失分點(diǎn)有：1.不能對(duì)相關(guān)概念進(jìn)行辨析；2.靜電平衡的特點(diǎn)沒真正理解；3.電容器中電場(chǎng)的分析不得當(dāng).造成失誤的根源在于：對(duì)靜電場(chǎng)的基本概念理解有誤，如：點(diǎn)電荷與試探電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)，電勢(shì)與電勢(shì)差，電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化等；對(duì)靜電平衡的形成過程及靜電平衡時(shí)導(dǎo)體的特點(diǎn)不理解；對(duì)電容的概念及決定因素不清楚.排雷示例例1.（ 全國）如圖141，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為Ua、Ub和Uc，UaUbUc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知圖141A.粒子從K到L的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功B.粒子從L到M的過

2、程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C.粒子從K到L的過程中，電勢(shì)能增加D.粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減少雷區(qū)探測(cè)本題考查等勢(shì)面的概念，電場(chǎng)力做功.電勢(shì)能的變化，動(dòng)能的變化及其關(guān)系.雷區(qū)診斷分析時(shí)應(yīng)首先判斷電場(chǎng)力的大致方向，即其方向應(yīng)與等勢(shì)面垂直，然后判斷電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向大致成銳角或鈍角，因而判斷它做正功還是做負(fù)功.進(jìn)而判斷電勢(shì)能和動(dòng)能的變化情況.只要掌握上述規(guī)律就可以很簡(jiǎn)捷地得出正確答案.選擇B答案或D答案的學(xué)生沒有正確掌握此規(guī)律.正確解答 AC例2.（ 全國）如圖142所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1和q2之間的距離為l1，q2和q3之間的距離為l2，且每個(gè)電荷都處于平衡

3、狀態(tài).圖142(1)如q2為正電荷，則q1為_電荷，q3為_電荷.(2)q1、q2和q3三者電量大小之比為_.雷區(qū)探測(cè)本題考查庫侖定律和物體平衡條件的運(yùn)用，也考查了考生的分析判斷能力.雷區(qū)診斷首先應(yīng)正確判斷三個(gè)點(diǎn)電荷的電性關(guān)系，題中要求是三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)，分析三個(gè)電荷的受力情況不難得出三者電性關(guān)系應(yīng)為“-、+、-”或“+、-、+”，而題中已給出q2為正電荷，所以q1和q3應(yīng)為負(fù)電荷.其次，由庫侖定律F=k和每個(gè)電荷受力等大反向可以得出正確的數(shù)值關(guān)系.有些考生錯(cuò)得1的原因是把庫侖定律公式記為F=k.還有一些考生出現(xiàn)錯(cuò)解是由于計(jì)算錯(cuò)誤造成的.正確解答 (1)負(fù)，負(fù) (2)( )21（）2例3

4、.（1999年全國）圖143中A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為UA=15 V，UB=3 V，UC=-3 V，由此可得D點(diǎn)電勢(shì)UD=_ V. 圖143雷區(qū)探測(cè)此題目考查考生對(duì)電勢(shì)、等勢(shì)面、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差及其關(guān)系的理解，同時(shí)考查了分析判斷和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力.雷區(qū)診斷本題要求考生對(duì)等勢(shì)面的性質(zhì)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向與等勢(shì)面的關(guān)系理解透徹，并熟練運(yùn)用，才能得出正確的結(jié)論.但有些考生由UB=+3 V，UC=-3 V，以對(duì)稱性，從UA=15 V，而得出UD=-15 V.實(shí)際上，勻強(qiáng)電場(chǎng)的基本性質(zhì)是電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等和等勢(shì)面與電場(chǎng)線相互垂直，而沒有上述“對(duì)稱”的性質(zhì).出

5、現(xiàn)解題錯(cuò)誤的根本原因在于，這些學(xué)生對(duì)電場(chǎng)的基本性質(zhì)理解不深，甚至有錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí).另外，有些考生的答案是3 V或6 V，這些結(jié)論也是由簡(jiǎn)單地?cái)?shù)字相加減而得出，基本情況與上述分析類似.本題有多種分析方法.正確解答 方法一：題中說A、B、C、D是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一個(gè)正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，因此在AD、BC兩條直線的各點(diǎn)上，其場(chǎng)強(qiáng)大小和方向一定是相同的，這就是說，在這些點(diǎn)上，場(chǎng)強(qiáng)與AD和BC邊的夾角是相等的，設(shè)此角為.將一點(diǎn)電荷q從A點(diǎn)沿AD邊移到D點(diǎn)電場(chǎng)力做功等于WAD=qEcosSAD其中E為該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，SAD為AD邊的長(zhǎng)度，而將同一點(diǎn)電荷由B點(diǎn)沿BC邊移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功為WBC=qEcosSB

6、C其中SBC為BC邊的長(zhǎng)度，由、兩式顯然可得WAD=WBC或q(UA-UD)=q(UB-UC)得UD=UA-UB+UC=9 V.方法二：由勻強(qiáng)電場(chǎng)的性質(zhì)不難得出，勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩條互相平行的長(zhǎng)度相等的線段，其兩端電勢(shì)差相等.因ADBC，且AD=BC得UAD=UBC，即UA-UD=UB-UC從而得UD=9 V 圖144方法三：本題還可以用畫等勢(shì)線的方法求解：作A、C兩點(diǎn)的連線，它是該正方形的一條對(duì)角線，將這根對(duì)角線AC等分為三段等長(zhǎng)的線段：AE、EF、FC，根據(jù)上面得出的結(jié)論：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩條相互平行的等長(zhǎng)度的線段兩端點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定是相等的.從而得知這三段線段兩端的電勢(shì)差相等.于是由AC

7、兩點(diǎn)電勢(shì)可推知，UE=9 ，UF=3 V，可見UB=UF，即B、F兩點(diǎn)在同一等勢(shì)線上，顯然圖中BCFDAE，因此可得BFED，即DE也是一條等勢(shì)線，得出UDE9 例4.（1998年全國）一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖145所示.金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則 圖145A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec雷區(qū)探測(cè)本題考查考生對(duì)靜電感應(yīng)現(xiàn)象的理解和對(duì)靜電平衡原理的認(rèn)識(shí)，這是考生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn).雷區(qū)診斷處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為0，而a、b、c三點(diǎn)都在球內(nèi)，

8、感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小應(yīng)等于帶電導(dǎo)體MN在這一點(diǎn)形成電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大小，方向應(yīng)相反，而C點(diǎn)離電電體MN較近，MN在C點(diǎn)形成的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)就較大，感應(yīng)電荷在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也較大，兩者大小相等，方向相反，C點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零，C正確.正確解答 C例5.（2000年全國）對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是A.將兩極板的間距加大，電容將增大B.將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，電容將減小C.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大雷區(qū)探測(cè)本題考查考生對(duì)平行板電容器的決定因素的掌握情況及靜電

9、平衡時(shí)導(dǎo)體特點(diǎn)的運(yùn)用.雷區(qū)診斷平行板電容器電容的決定式為C=，清楚了式中各量的意義，就可以對(duì)電容的變化直接作出判斷.將兩極板的間距加大，即d增大，所以C減小，答案A錯(cuò)誤；將兩極板平行錯(cuò)開時(shí)S減小，所以C減小，B正確；在下板的內(nèi)表面放入陶瓷板，即增大，所以C增大，答案C正確；在下板的內(nèi)表面放上鋁板時(shí)，由于靜電感應(yīng)，金屬板內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為0，相當(dāng)于電容器兩板間距離d變小，所以C增大，D正確.正確解答 BCD排雷演習(xí)1.如圖146所示，半徑相同的兩個(gè)金屬小球，A、B帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，兩球之間的相互吸引力的大小為F.今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)，A、B

10、兩球之間的相互作用力的大小是圖146A. FB. FC. FD. F2.圖147中接地金屬球A的半徑為R，球外點(diǎn)電荷的電量為Q，到球心的距離為r，該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)在球心的場(chǎng)強(qiáng)等于圖147A.k-kB.kkC.0D.k3.一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為+Q的電荷，另一電量為+q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對(duì)稱性，點(diǎn)電荷受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為_，(已知靜電力恒量K)方向_.4.如圖148所示.兩根細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B，上、下兩根細(xì)線中的拉力分別是TA、TB.現(xiàn)在使A、B帶同種電荷.此時(shí)，上、下細(xì)線受力分別為TA、T

11、B，則圖148A.TATA，TBTBB.TATA，TBTBC.TATA，TBTBD.TATA，TBTB5.（ 上海，5）一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能 A、B之間的關(guān)系為A.EA=EBB.EAEBC.A=BD.AB6.如圖149是測(cè)定液面高度h的傳感器.在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，在計(jì)算機(jī)上就可以知道h的變化情況，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，下列說法中正確的是圖149A.液面高度h變大，電容變大B.液面高度h變小，電容變大C.金屬芯線和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個(gè)電

12、極D.金屬芯線的兩側(cè)構(gòu)成電容器的兩電極7.一帶電粒子射入一固定 O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1410，圖中粗線是同心圓孤，表示電場(chǎng)的等勢(shì)面，不計(jì)重力，則以下判斷正確的是圖1410A.此粒子一直受靜電斥力作用B.粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于a點(diǎn)的電勢(shì)能C.粒子在b點(diǎn)的速度一定和在c點(diǎn)的速度大小相等D.粒子在a、c兩點(diǎn)的動(dòng)能、速度大小相等8.兩帶電小球，電量分別為+q和-q，固定在一長(zhǎng)度為l的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，其位置如圖1411所示，若此桿繞O點(diǎn)垂直于桿的軸線轉(zhuǎn)過180，則此轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力做功為圖1411A.0B.qElC.2qElD.qEl

13、9.圖1412中的實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為Ua=-50 V,Ub= -20 V，則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)Uc應(yīng)為圖1412A.Uc=-35 VB.Uc-35 VC.Uc-35 VD.條件不足，無法判斷Uc的高低10.圖1413中a、b、c表示點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為U、U和U，一個(gè)帶電粒子從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，已知經(jīng)過等勢(shì)面b時(shí)的速率為v，則它經(jīng)過等勢(shì)面c時(shí)的速率為_.圖141311.如圖1414所示，為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面上A、B、C、D之間的距離為2 cm，則場(chǎng)強(qiáng)為_，離A點(diǎn)1.5 cm的P點(diǎn)電勢(shì)為_.圖141412.如圖1415所示，電量q=-2.0105 C的電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由A點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為6.010-4 J，若把它從A點(diǎn)移至電場(chǎng)中的C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為-3.010-4 J,已知AB連線與AC連線成120角，AB=9.0 cm，AC=4.5 cm，求AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差和勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).圖1415