（新課標(biāo)Ⅰ）2019版高考物理 專題八 靜電場課件.ppt

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1、專題八靜電場,高考物理 (新課標(biāo)專用),A組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組 考點(diǎn)一電場力的性質(zhì),五年高考,答案D本題考查庫侖定律及矢量合成。若a、b的電荷同號,則c所受庫侖力的合力指向2或4區(qū)域;若a、b的電荷異號,則c所受庫侖力的合力指向1或3區(qū)域;故只有a、b的電荷異號,合力方向才能與a、b連線平行。設(shè)a帶正電荷,b、c帶負(fù)電荷,c受力如圖,tan =tan =,=tan , 由庫侖定律得=,聯(lián)立得k==。故A、B、C三項(xiàng)均錯誤,D項(xiàng)正確。,一題多解電場強(qiáng)度疊加法 球c所受的庫侖力的合力方向平行于a、b連線,表明球c處的合電場強(qiáng)度方向平行于a、b連線。若a、b的電荷同號,球c處的合電場強(qiáng)度指向2或4區(qū)

2、域;若a、b的電荷異號,球c處的合電場強(qiáng)度指向1或3區(qū)域;故a、b的電荷必須異號。設(shè)a、c帶正電荷,b帶負(fù)電荷,球c處的電場強(qiáng)度方向如圖,tan =tan =,由電場強(qiáng)度疊加原理得,tan =,結(jié)合點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式得= ,聯(lián)立得k==。故A、B、C三項(xiàng)均錯誤,D項(xiàng)正確。,2.(2014課標(biāo),19,6分,0.590)(多選)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢,下列說法正確的是() A.電場強(qiáng)度的方向處處與等電勢面垂直 B.電場強(qiáng)度為零的地方,電勢也為零 C.隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小,電勢也逐漸降低 D.任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢降落最快的方向,答案AD電場中場強(qiáng)為零的位置是絕對的,而電勢為零的

3、位置是人為選取的;再者場強(qiáng)的大小表征著電勢隨空間的變化率,而與電勢的大小無關(guān),故B錯誤。由沿電場線方向電勢降低,可知電勢的升降取決于場強(qiáng)的方向而與場強(qiáng)的大小無關(guān),故C錯誤。,考點(diǎn)二電場能的性質(zhì),答案AB本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動,能量的轉(zhuǎn)化與守恒等知識。電子從a到d的過程中克服電場力做功6 eV,說明電場方向由af,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6 V,故Uab=Ubc=Ucd=Udf=2 V,又因?yàn)閎=2 V,故a=4 V,c=0 V,d=-2 V,f=-4 V,可知A項(xiàng)正確。Eka=10 eV,從a到f過程中,需克服電場力做功8 eV,Eka|W電|,因?yàn)椴恢?/p>

4、電子的運(yùn)動方向,故不能確定電子能否到達(dá)平面f,故B項(xiàng)正確。電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為2 eV,故C項(xiàng)錯誤。經(jīng)過平面b時的動能為8 eV,經(jīng)過平面d時的動能為4 eV,又知Ek=mv2,故==,D項(xiàng)錯誤。,易錯點(diǎn)撥隱含條件的顯性化 動能是標(biāo)量,而速度是矢量,故本題中不知道初速度的具體方向。,4.(2018課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場中,電場方向與此平面平行,M為a、c連線的中點(diǎn),N為b、d連線的中點(diǎn)。一電荷量為q(q0)的粒子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn),其電勢能減小W1;若該粒子從c點(diǎn)移動到d點(diǎn),其電勢能減小W2。下列說法正確的是 () A.此勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)

5、方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行 B.若該粒子從M點(diǎn)移動到N點(diǎn),則電場力做功一定為 C.若c、d之間的距離為L,則該電場的場強(qiáng)大小一定為 D.若W1=W2,則a、M兩點(diǎn)之間的電勢差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢差,答案BD本題考查電場力做功與電勢能變化量的關(guān)系、勻強(qiáng)電場中U=Ed。根據(jù)電場力做功與電勢能變化量的關(guān)系有W1=q(a-b),W2=q(c-d),WMN=q(M-N),根據(jù)勻強(qiáng)電場中“同一條直線上兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間的距離成正比”的規(guī)律可知,UaM=UMc,即a-M=M-c,可得M=,同理可得N=,聯(lián)立式可得:WMN=,即B項(xiàng)正確。若W1 =W2,則a-b=c-d,結(jié)合兩式可推出a-M=b

6、-N,即D項(xiàng)正確。由題意無法判定電場強(qiáng)度的方向,故A、C項(xiàng)均錯誤。,易錯點(diǎn)撥注意E=成立的條件 在勻強(qiáng)電場中,E=中的d為始、末兩點(diǎn)沿電場線方向上的距離,本題中如果未注意這一條件, 易錯選C。,5.(2017課標(biāo),20,6分)(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中,任一點(diǎn)的電勢與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢a已在圖中用坐標(biāo)(ra,a)標(biāo)出,其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是()

7、 A.EaEb=41B.EcEd=21 C.WabWbc=31D.WbcWcd=13,答案AC本題考查場強(qiáng)與電勢。由圖可知:ra=1 m、a=6 V;rb=2 m、b=3 V;rc=3 m、c=2 V;rd=6 m、d=1 V。由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=得EaEbEcEd==369 41,A正確、B錯誤。由WAB=qUAB=q(A-B)得WabWbcWcd=(a-b)(b-c)(c-d)=311,故C正確、D錯誤。,方法技巧電場力做功的計算方法 定量計算電場力做功時,第一種方法是利用W=qU;第二種方法是利用功能關(guān)系即電場力所做的功等于電勢能的變化量;第三種方法是利用動能定理;第四種方法是由功的定

8、義得W=qEl cos 。其中最后一種方法僅適用于勻強(qiáng)電場中。,6.(2017課標(biāo),21,6分)(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢分別為10 V、17 V、26 V。下列說法正確的是() A.電場強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1 V C.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7 eV D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),電場力做功為9 eV,答案ABD本題考查場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系、電勢能和電場力做功。 設(shè)a、c連線上d點(diǎn)電勢為17 V,連接b、d,bd為等勢線,如圖 據(jù)U=Ed可知,勻強(qiáng)電場中U與d成正比,則=,即=,得lcd=4.5 c

9、m,則tan == ,=37,過c點(diǎn)作bd的垂線交bd于e點(diǎn),如圖,則lce=lcb sin =6 cm=3.6 cm,Uce=26 V-17 V=9 V, ce方向垂直等勢線bd且ce,則ce方向?yàn)閯驈?qiáng)電場方向,據(jù)E=可知E==2.5 V/cm,故A選 項(xiàng)正確。,laO=lcb,故UaO=Ucb,即a-O=c-b,得O=1 V,故B選項(xiàng)正確。 據(jù)Ep=q=(-e),aEpb,故C選項(xiàng)錯誤。 據(jù)Wbc=qUbc知Wbc=(-e)Ubc=(-e)(b-c)=(-e)(17-26)V=9 eV,故D選項(xiàng)正確。,方法技巧充分利用U=Ed中場強(qiáng)一定時U與d成正比的關(guān)系、直角三角形中tan 37=和si

10、n 3 7=解題。 建立bd等勢線,在ac上利用U與d成正比來求d=17 V時cd的長度lcd=4.5 cm,確定=37。 作出等勢線的垂線尋找E的方向,再利用=37得到ce長度。 由E=算出E的大小。 在應(yīng)用Ep=q及W=qU時要注意電子帶電荷量為-e,這樣判斷電子在a、b點(diǎn)電勢能高低時不易出錯。,7.(2016課標(biāo),15,6分)關(guān)于靜電場的等勢面,下列說法正確的是() A.兩個電勢不同的等勢面可能相交 B.電場線與等勢面處處相互垂直 C.同一等勢面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等 D.將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面,電場力做正功,答案B假設(shè)兩個電勢不同的等勢面相交,則交點(diǎn)處的

11、電勢就是兩個不同的值,這是不可能的,A錯誤;同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等,而場強(qiáng)不一定相等,C錯誤;負(fù)電荷從高電勢處移到低電勢處,電勢能增加,電場力做負(fù)功,D錯誤。,方法技巧用類比法理解電荷在電場中運(yùn)動的過程中電場力做功以及電勢能變化情況:一塊石頭從山頂(高地勢處)滾落到山腳(低地勢處),重力勢能減少,重力做正功。與此類似,正電荷從高電勢處向低電勢處移動,電勢能減少,電場力做正功,所以,可將正電荷與石頭類比。如果是負(fù)電荷的運(yùn)動,只要把正電荷電勢能變化、電場力做功情況反過來就可以了。,8.(2015課標(biāo),15,6分,0.699)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它

12、們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電勢分別為M、N、P、Q。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中,電場力所做的負(fù)功相等。則() A.直線a位于某一等勢面內(nèi),MQ B.直線c位于某一等勢面內(nèi),MN C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn),電場力做正功 D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn),電場力做負(fù)功,答案B由電子從M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中,電場力所做的負(fù)功相等可知,MN=P,故過N、P點(diǎn)的直線d位于某一等勢面內(nèi),則與直線d平行的直線c也位于某一等勢面內(nèi),選項(xiàng)A錯、B正確;M=Q,則電子由M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn),電場力不做功,選項(xiàng)C錯誤;由于P

13、負(fù)電荷。由“一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中,電場力所做的負(fù)功相等”知N、P兩點(diǎn)在同一等勢線上,則直線c、d為勻強(qiáng)電場中的等勢線。由于勻強(qiáng)電場中電場線與等勢線垂直可知,a和b為電場線。由于電場力對電子做負(fù)功,可知電場方向?yàn)镸N。,知識總結(jié)勻強(qiáng)電場中電場線和等勢線分別是相互垂直的兩組平行線。電場力對電場中運(yùn)動電荷做的功W=q。,考點(diǎn)三電容器、帶電粒子在電場中的運(yùn)動,9.(2018課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等?，F(xiàn)同時釋放a、b,它們由靜止開始

14、運(yùn)動。在隨后的某時刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是() A.a的質(zhì)量比b的大 B.在t時刻,a的動能比b的大 C.在t時刻,a和b的電勢能相等 D.在t時刻,a和b的動量大小相等,答案BD本題考查電容器和帶電粒子在電場中的運(yùn)動。由題設(shè)條件可知,微粒a向下運(yùn)動,微粒b向上運(yùn)動,且在相等時間內(nèi),位移xaxb,由運(yùn)動學(xué)公式及牛頓第二定律可得:x=t2,則ma Ekb,選項(xiàng)B正確;由動量定理可得:qEt=p,則pa與pb大小相等,選項(xiàng)D正確;在t時刻,a、b在同一水平面上,電勢相等,而兩微粒的電性不同,由Ep=q,可知a和b的電勢能不

15、相等,選項(xiàng)C錯誤。,易錯點(diǎn)撥對Ep=q的理解 Ep=q中,電勢能Ep、電荷量q和電勢都為標(biāo)量,但有正負(fù)之分,在利用該式進(jìn)行分析時,要求將正、負(fù)號代入進(jìn)行計算,否則容易出現(xiàn)錯誤。,10.(2016課標(biāo),14,6分)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì),接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出,則電容器() A.極板上的電荷量變大,極板間電場強(qiáng)度變大 B.極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度變大 C.極板上的電荷量變大,極板間電場強(qiáng)度不變 D.極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度不變,答案D電容器電容C=,云母介質(zhì)移出,r減小,C減小;又C=,電源恒壓,U一定,C減小, 故Q減小;電場強(qiáng)度E=,故E不變,

16、選項(xiàng)D正確。,審題指導(dǎo)關(guān)鍵詞:恒壓直流電源、介質(zhì)移出。,評析此題考查電容器電容、電荷量及電場強(qiáng)度之間的關(guān)系,難度為易,考生根據(jù)相關(guān)公式即可分析解答。,11.(2016課標(biāo),20,6分)(多選)如圖,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知() A.Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高 B.油滴在Q點(diǎn)的動能比它在P點(diǎn)的大 C.油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的大 D.油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小,答案AB由油滴軌跡在豎直面內(nèi)相對于過P點(diǎn)的豎直線對稱可知油滴在水平方向所受合力為0,豎直方向上油滴受重力和電場力,結(jié)合曲線軌跡的特點(diǎn)可知電

17、場力豎直向上且電場力大于重力,油滴受力及電場線方向如圖所示,由沿電場線方向電勢逐漸降低,得Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的高,A選項(xiàng)正確;油滴從Q點(diǎn)到P點(diǎn)合力做負(fù)功,根據(jù)動能定理得油滴在Q點(diǎn)的動能大于它在P點(diǎn)的動能,這一過程中電場力做負(fù)功,則油滴在Q點(diǎn)的電勢能小于它在P點(diǎn)的電勢能,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯;因?yàn)橹亓碗妶隽楹懔?所以油滴在Q、P兩點(diǎn)的加速度相同,故D項(xiàng)錯誤。,評析以電場和重力場為背景,考查電場及運(yùn)動的知識,關(guān)鍵在于分析出對稱性的特點(diǎn),才能得出電場力與重力的大小關(guān)系及方向,屬于中等難度。,12.(2016課標(biāo),15,6分)如圖,P是固定的點(diǎn)電荷,虛線是以P為圓心的兩個圓。帶電粒子Q在P的電場中運(yùn)動

18、,運(yùn)動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個點(diǎn)。若Q僅受P的電場力作用,其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為va、vb、vc。則() A.aaabac,vavcvbB.aaabac,vbvcva C.abacaa,vbvcvaD.abacaa,vavcvb,答案D帶電粒子在電場中僅受電場力作用,由牛頓第二定律知加速度a==,E=k,因 為rbacaa; 由動能定理有Wab=qQUab=m-m Wbc=qQUbc=m-m 因?yàn)閃abvb 因?yàn)閃bc0,所以vcvb 因?yàn)閨Uab||Ubc|,所以vavc 故有vavcvb,D項(xiàng)正確。,規(guī)律總結(jié)掌握點(diǎn)電荷電

19、場的特點(diǎn)及電場力做功與電勢差的關(guān)系,明確僅在電場力作用下,加速度的大小取決于場強(qiáng)的大小,速度的大小取決于電場力做功的正負(fù)及大小。,評析本題在考查點(diǎn)電荷電場的電場線、等勢面的分布特點(diǎn)及電場力做功與電勢差關(guān)系的同時,綜合考查了牛頓運(yùn)動定律及動能定理的內(nèi)容,綜合性較強(qiáng)。,13.(2015課標(biāo),14,6分,0.586)如圖,兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45,再由a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒,該微粒將() A.保持靜止?fàn)顟B(tài) B.向左上方做勻加速運(yùn)動 C.向正下方做勻加速運(yùn)動 D.向左下方做勻加速運(yùn)動,

20、答案D最初帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài),受力如圖(1),Eq=mg;當(dāng)兩板繞過a點(diǎn)的軸逆時針轉(zhuǎn)過45 時,帶電微粒的受力如圖(2),其合力指向左下方,故微粒從靜止開始向左下方做勻加速運(yùn)動,選項(xiàng)D 正確。,審題指導(dǎo)“微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)”,即處于平衡狀態(tài),所受的合外力為零,得微粒所受的電場力與其重力大小相等方向相反;“將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45”,注意電容器帶電荷量不變,間距不變,正對面積也不變,故電場強(qiáng)度的大小不變,電場力的大小不變,僅方向逆時針旋轉(zhuǎn)45,根據(jù)平行四邊形定則求出合力的方向,確定微粒的運(yùn)動即可。,14.(2017課標(biāo),25,20分)如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H

21、,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場。自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和-q(q0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運(yùn)動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。求 (1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比; (2)A點(diǎn)距電場上邊界的高度; (3)該電場的電場強(qiáng)度大小。,答案(1)31(2)H(3),解析(1)設(shè)小球M、N在A點(diǎn)水平射出時的初速度大小為v0,則它們進(jìn)入電場時的水平速度仍然為v0。M、N在電

22、場中運(yùn)動的時間t相等,電場力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向,大小均為a,在電場中沿水平方向的位移分別為s1和s2。由題給條件和運(yùn)動學(xué)公式得 v0-at=0 s1=v0t+at2 s2=v0t-at2 聯(lián)立式得=3 (2)設(shè)A點(diǎn)距電場上邊界的高度為h,小球下落h時在豎直方向的分速度為vy,由運(yùn)動學(xué)公式 =2gh H=vyt+gt2 M進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動,由幾何關(guān)系知 = 聯(lián)立式可得,h=H (3)設(shè)電場強(qiáng)度的大小為E,小球M進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動,則 = 設(shè)M、N離開電場時的動能分別為Ek1、Ek2,由動能定理得 Ek1=m(+)+mgH+qEs1 Ek2=m(+)+mgH-qEs2 由已知條件

23、Ek1=1.5Ek2 聯(lián)立式得 E=,解題關(guān)鍵N離開電場時的速度方向豎直向下N在水平方向的速度恰好減速到0;方向水平向右的勻強(qiáng)電場M、N在豎直方向只受重力,二者在電場中的運(yùn)動時間相等;剛離開電場時M的動能為N的1.5倍建立等式確定電場力和重力的關(guān)系。,15.(2017課標(biāo),25,20分)真空中存在電場強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運(yùn)動,速度大小為v0。在油滴處于位置A時,將電場強(qiáng)度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運(yùn)動到B點(diǎn)。重力加速度大小為g。 (1)求油滴運(yùn)動到B點(diǎn)時的

24、速度。 (2)求增大后的電場強(qiáng)度的大小;為保證后來的電場強(qiáng)度比原來的大,試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍。,答案見解析,解析(1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q,油滴速度方向向上為正。油滴在電場強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場中做勻速直線運(yùn)動,故電場力方向向上。在t=0時,電場強(qiáng)度突然從E1增加至E2時,油滴做豎直向上的勻加速運(yùn)動,加速度方向向上,大小a1滿足 qE2-mg=ma1 油滴在時刻t1的速度為 v1=v0+a1t1 電場強(qiáng)度在時刻t1突然反向,油滴做勻變速運(yùn)動,加速度方向向下,大小a2滿足 qE2+

25、mg=ma2 油滴在時刻t2=2t1的速度為 v2=v1-a2t1 由式得 v2=v0-2gt1 (2)由題意,在t=0時刻前有 qE1=mg,油滴從t=0到時刻t1的位移為 s1=v0t1+a1 油滴在從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內(nèi)的位移為 s2=v1t1-a2 由題給條件有 =2g(2h) 式中h是B、A兩點(diǎn)之間的距離。 若B點(diǎn)在A點(diǎn)之上,依題意有 s1+s2=h 由式得 E2=E1 為使E2E1,應(yīng)有 2-+1,即當(dāng) 0 才是可能的;條件式和式分別對應(yīng)于v20和v2E1,應(yīng)有 2--1 即,t1 另一解為負(fù),不合題意,已舍去。,解題指導(dǎo)多階段運(yùn)動 物體的運(yùn)動不僅僅取決于物體所受

26、外力,還與物體的初速度有關(guān)。在多階段運(yùn)動過程中,當(dāng)物體所受外力突變時,物體由于慣性而速度不發(fā)生突變,故物體在前一階段的末速度即為物體在后一階段的初速度。對于多階段運(yùn)動過程中物體在各階段中發(fā)生的位移之間的聯(lián)系,可以通過作運(yùn)動過程草圖來獲得。,16.(2015課標(biāo),24,12分,0.298)如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,A、B為其運(yùn)動軌跡上的兩點(diǎn)。已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0,方向與電場方向的夾角為60;它運(yùn)動到B點(diǎn)時速度方向與電場方向的夾角為30。不計重力。求A、B兩點(diǎn)間的電勢差。,答案,解析設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為vB。粒子在垂直于電場方向上的速度分量不變

27、,即 vB sin 30=v0 sin 60 由此得vB=v0 設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢差為UAB,由動能定理有 qUAB=m(-) 聯(lián)立式得 UAB=,解題關(guān)鍵據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立原理:一個物體同時參與幾個不同方向的運(yùn)動,每個分運(yùn)動的規(guī)律相互獨(dú)立?？芍Ｗ釉贏和B兩點(diǎn)沿與電場垂直的方向上分速度相同,即vB sin 30=v0 sin 60。A和B兩點(diǎn)速度方向雖然不同,但是并不影響動能定理的運(yùn)用。,B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,考點(diǎn)一電場力的性質(zhì),1.(2016浙江理綜,15,6分)如圖所示,兩個不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都

28、張開,() A.此時A帶正電,B帶負(fù)電 B.此時A電勢低,B電勢高 C.移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合 D.先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合,答案C由于靜電感應(yīng),A帶負(fù)電,B帶等量正電,若移去C,A、B所帶等量正負(fù)電荷中和,金屬箔閉合,所以C正確,A錯誤;處于電場中的導(dǎo)體是等勢體,B錯誤;若先把A、B分開,然后移去C,A、B所帶電荷就不能中和,金屬箔不再閉合,D錯誤。,失分警示不要誤以為因B帶正電,B的電勢就高,實(shí)際上電場中的導(dǎo)體是一個等勢體,A、B電勢相等。,2.(2015山東理綜,18,6分)直角坐標(biāo)系xOy中,M、N兩點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N

29、兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時,G點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場強(qiáng)的大小和方向分別為() A.,沿y軸正向B.,沿y軸負(fù)向 C.,沿y軸正向D.,沿y軸負(fù)向,答案BM、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的合場強(qiáng)E1與O點(diǎn)處正點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向,所以E1=,方向沿y軸正向,因?yàn)镠與G關(guān)于x軸對稱,所以M、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在H 處產(chǎn)生的合場強(qiáng)E2=E1=,方向沿y軸負(fù)向。當(dāng)正點(diǎn)電荷放在G點(diǎn)時,它在H點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E3= ,方向沿y軸正向,則H處的場強(qiáng)為EH=-=,方向沿y軸負(fù)向,B正確。,3.(2015安徽理綜,20,6分)

30、已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強(qiáng)大小為,其 中為平面上單位面積所帶的電荷量,0為常量。如圖所示的平行板電容器,極板正對面積為S,其間為真空,帶電荷量為Q。不計邊緣效應(yīng)時,極板可看作無窮大導(dǎo)體板,則極板間的電場強(qiáng)度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為() A.和B.和 C.和D.和,答案D由題意知帶電荷量為Q的極板上單位面積所帶的電荷量=,故一個極板激發(fā)的 電場的場強(qiáng)大小E==,而平行板電容器兩極板帶等量異種電荷,在極板間激發(fā)的電場等 大同向,由電場疊加原理知,極板間的電場強(qiáng)度大小為E合=2E=;兩極板間相互的靜電引力F =EQ=,選項(xiàng)D正確。,4.(2015廣東理綜,21,6分

31、)(多選)如圖所示的水平勻強(qiáng)電場中,將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計重力,則() A.M的帶電荷量比N的大 B.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷 C.靜止時M受到的合力比N的大 D.移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功,答案BD不考慮重力,取整體為研究對象,外力只有勻強(qiáng)電場的電場力,由平衡條件可知M、N所受電場力必等大反向,故M、N必帶有等量異種電荷,A錯誤;隔離出M,因N對其靜電引力向右,則電場E對其電場力必向左,即與場強(qiáng)方向反向,故M帶負(fù)電,則N帶正電,B正確;靜止時,M、N所受合力都為0,C錯誤;因勻強(qiáng)電場對M的電場力方向與M移動方向成鈍角,故D

32、正確。,5.(2014廣東理綜,20,6分)(多選)如圖所示,光滑絕緣的水平桌面上,固定著一個帶電荷量為+Q的小球P,帶電荷量分別為-q和+2q的小球M和N,由絕緣細(xì)桿相連,靜止在桌面上,P與M相距L,P、M和N視為點(diǎn)電荷,下列說法正確的是(),A.M與N的距離大于L B.P、M和N在同一直線上 C.在P產(chǎn)生的電場中,M、N處的電勢相同 D.M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零,答案BD對小球M、N和桿組成的整體,由題意可知k=k,得xN,則C錯誤。M、N及細(xì)桿靜止于光滑絕緣桌面上,所以系統(tǒng)所受合外力為零,D正確。,6.2018北京理綜,24(1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。 a.請根

33、據(jù)電場強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場強(qiáng)表達(dá)式; b.點(diǎn)電荷的電場線和等勢面分布如圖所示,等勢面S1、S2到點(diǎn)電荷的距離分別為r1、r2。我們知道,電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強(qiáng)度的大小。請計算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2。,答案a.見解析b.,解析a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗(yàn)電荷。 根據(jù)庫侖定律檢驗(yàn)電荷受到的電場力 F=k 根據(jù)電場強(qiáng)度的定義E= 得E=k b.穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比 ==,考點(diǎn)二電場能的性質(zhì),7.(2018天津理綜,3,6分)如圖所示,實(shí)線表示某電場的電場線(方向未標(biāo)出),虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌

34、跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢分別為M、N,粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢能分別為EpM、EpN。下列判斷正確的是() A.vM

35、的夾角判斷做功情況,從而確定動能、電勢能等物理量的大小關(guān)系。,8.(2017天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是() A.電子一定從A向B運(yùn)動 B.若aAaB,則Q靠近M端且為正電荷 C.無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpA

36、為水平向右(MN),若aAaB,則A靠近場源電荷Q,即Q靠近M端且為正電荷,選項(xiàng)B正確;若電子由AB,則水平向左的電場力與軌跡切線方向的速度夾角大于90,電場力做負(fù)功,電勢能增加,即EpAB,選項(xiàng)D錯誤。,方法技巧運(yùn)動軌跡與電場線關(guān)系 曲線運(yùn)動的受力方向指向軌跡的凹側(cè)。受電場力方向在電場線所在直線上(切線所在直線上)。速度方向?yàn)檐壽E的切線方向。正、負(fù)功的判斷。電勢高低與電勢能大小的關(guān)系。,9.(2016浙江理綜,14,6分)以下說法正確的是() A.在靜電場中,沿著電場線方向電勢逐漸降低 B.外力對物體所做的功越多,對應(yīng)的功率越大 C.電容器電容C與電容器所帶電荷量Q成正比 D.在超重和失重現(xiàn)

37、象中,地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力發(fā)生了變化,答案A在靜電場中,沿電場線電勢的變化量=,無論q為正還是為負(fù),總是負(fù)的, 即<0,表明沿電場線方向電勢逐漸降低,A正確;功率P=,功率P的大小由W和t共同決定,B 錯誤;電容器電容C與電容器所帶電荷量無關(guān),C錯誤;無論超重還是失重,地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力不變,D錯誤。,疑難突破電勢=,電勢的變化=。正電荷沿電場線方向移動時,電場力做正功,電勢 能減少,Ep0,=<0,即沿電場線方向電勢降低。因此在靜電場中,沿電場線方向 電勢降低是一個普遍正確的結(jié)論。,考點(diǎn)三電容器、帶電粒子在電場中的運(yùn)動,10.(2018北京理綜,19,6分)研究與平行板電容器電容有關(guān)因

38、素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是() A.實(shí)驗(yàn)前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電 B.實(shí)驗(yàn)中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小 C.實(shí)驗(yàn)中,只在極板間插入有機(jī)玻璃板,靜電計指針的張角變大 D.實(shí)驗(yàn)中,只增加極板帶電量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大,答案A本題考查平行板電容器。帶電玻璃棒接觸a板,a板會帶上同種電荷,同時b板上會感應(yīng)出異種電荷,故A正確;靜電計指針張角反映電容器兩板間電壓,將b板上移,正對面積S減小,電容C減小,板間電壓U增大,故指針張角變大,B錯;插入有機(jī)玻璃板,相對介電常數(shù)r增大,電容C增大,板間電壓U減小,指針張角變小,C錯;只增加極

39、板帶電量Q,板間電壓U增大,但電容保持不變,故D錯。,解題關(guān)鍵電容器中各量的變化關(guān)系 電容C=及C=,對這兩個公式的理解及各量的物理含義的認(rèn)識,是解答本題的關(guān)鍵。,11.(2018江蘇單科,5,3分)如圖所示,水平金屬板A、B分別與電源兩極相連,帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離,兩金屬板表面仍均為等勢面,則該油滴() A.仍然保持靜止B.豎直向下運(yùn)動 C.向左下方運(yùn)動D.向右下方運(yùn)動,答案D水平金屬板間電場沿豎直方向,等勢面為一組水平面。帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài),說明油滴受到的電場力方向豎直向上且Eq=mg。B板右端向下移動一小段距離,兩極板間電壓不變,則兩極板間的等勢面右端同

40、樣向下彎曲。電場線與等勢面垂直,同樣產(chǎn)生彎曲,且電場強(qiáng)度減小。豎直方向上Eyq

41、保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則() A.增大,E增大B.增大,Ep不變 C.減小,Ep增大D.減小,E不變,答案D極板移動過程中帶電荷量Q保持不變,靜電計指針張角變化反映板間電勢差U的變化,由C=和C=可知,極板下移,d減小,C增大,U減小,又E==,則E不變,Ep不變,綜合 上述,只有D選項(xiàng)正確。,疑難突破設(shè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶電荷量為q,其在P點(diǎn)的電勢能等于將其從P點(diǎn)移到零電勢處(下極板)電場力做的功。,13.(2015天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1,之后進(jìn)入電場線豎直向下的勻強(qiáng)

42、電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上。整個裝置處于真空中,不計粒子重力及其相互作用,那么() A.偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多 B.三種粒子打到屏上時的速度一樣大 C.三種粒子運(yùn)動到屏上所用時間相同 D.三種粒子一定打到屏上的同一位置,答案AD設(shè)粒子離開電場E1時速度為v,由動能定理得qE1d1=mv2-0,v=,在電場E2中 y=at2,E2q=ma,L=vt,tan =,聯(lián)立以上方程得y=,tan =。所以,在電場E2中電場力 做功W=E2qy=,三種粒子電荷量相等,做功相等,A項(xiàng)正確。因?yàn)樵陔妶鯡2中y和tan 與q、 m無關(guān),故它們通過同一軌跡打到屏上同一點(diǎn),D項(xiàng)正確。對全程應(yīng)用動能定理

43、,設(shè)打到屏上的速度為v,則qE1d1+qE2y=mv2-0,解得v2=(E1d1+),所以氕核打到屏上的速度最大,故B項(xiàng) 錯誤。在加速電場中所用時間t1=,通過偏轉(zhuǎn)電場到達(dá)屏所用時間t2==(L+L) ,所以總時間t=t1+t2,故氚核運(yùn)動時間最長,C項(xiàng)錯誤。,14.(2014山東理綜,18,6分)如圖,場強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中有一矩形區(qū)域abcd,水平邊ab長為s,豎直邊ad長為h。質(zhì)量均為m、帶電荷量分別為+q和-q的兩粒子,由a、c兩點(diǎn)先后沿ab和cd方向以速率v0進(jìn)入矩形區(qū)(兩粒子不同時出現(xiàn)在電場中)。不計重力。若兩粒子軌跡恰好相切,則v0等于() A.B.C.D.,答案

44、B因?yàn)閮闪Ｗ榆壽E恰好相切,切點(diǎn)為矩形區(qū)域中心,則對其中一個粒子,水平方向=v 0t,豎直方向=at2且滿足a=,三式聯(lián)立解得v0=,故B正確。,15.(2015安徽理綜,23,16分)在xOy平面內(nèi),有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E(圖中未畫出),由A點(diǎn)斜射出一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,B和C是粒子運(yùn)動軌跡上的兩點(diǎn),如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計。求: (1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功; (2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間; (3)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時的速率。,答案(1)3qEl0(2)3(3),解析(1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0 (2)根據(jù)拋體運(yùn)動

45、的特點(diǎn),粒子沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動,由對稱性可知軌跡最高點(diǎn)D在y軸上,可令tAD=tDB=T,則tBC=T 由qE=ma,得a= 又yD=aT2,yD+3l0=a(2T)2 解得T= 則AC過程所經(jīng)歷的時間t=3,C組教師專用題組 考點(diǎn)一電場力的性質(zhì),答案D乒乓球在兩極板中間時,其左側(cè)會感應(yīng)出正電荷,A錯誤;電場力和庫侖力是同一個力的不同稱謂,C錯誤;乒乓球與右極板接觸則帶正電,在電場力作用下向左運(yùn)動與左極板相碰,碰后帶上負(fù)電,又向右運(yùn)動與右極板相碰,如此往復(fù)運(yùn)動,所以D正確,B錯誤。,2.(2015海南單科,7,5分)(多選)如圖,兩電荷量分別為Q(Q0)和-Q的點(diǎn)電荷對稱地放置在x軸上

46、原點(diǎn)O的兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間,b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零。下列說法正確的是() A.b點(diǎn)電勢為零,電場強(qiáng)度也為零 B.正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢能大于零,所受電場力方向向右 C.將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),必須克服電場力做功 D.將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn),后者電勢能的變化較大,答案BC由兩等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布知:過Q和-Q連線的垂直平分線Ob的等勢面為零勢能面,因此將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)做的功相同,因此正試探電荷電勢能的變化相同,D錯。點(diǎn)b在零勢能面上,b點(diǎn)電勢為零,由場強(qiáng)的合成法則知,b點(diǎn)的場強(qiáng)不為零,方向平行x軸

47、向右,A錯。在a點(diǎn)放一正的試探電荷,所受的電場力方向向右,當(dāng)沿x軸正方向移動時,電場力做正功電勢能減少,在O點(diǎn)減為零,過了O點(diǎn)電勢能為負(fù)值,所以正的試探電荷在a點(diǎn)電勢能大于零,反之若從O點(diǎn)移到a點(diǎn),電場力與運(yùn)動方向相反,因此電場力做負(fù)功即克服電場力做功,B、C正確。,3.(2013課標(biāo),15,6分,0.480)如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q0)的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)() A.kB.kC.kD.k,答案B由b點(diǎn)

48、處場強(qiáng)為零知,圓盤在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)E1與q在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)E2大小相等,即:E1=E2=k,由對稱性,圓盤在d點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E3=k,q在d點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E4=k,方向與 E3相同,故d點(diǎn)的合場強(qiáng)Ed=E3+E4=k,B正確,A、C、D錯誤。,評析本題考查點(diǎn)電荷場強(qiáng)的公式及電場的疊加,熟記點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式是解此題的基礎(chǔ),考慮到圓盤的電場的對稱分布及d點(diǎn)處是兩個電場的合成是解題的關(guān)鍵。難度中等。,4.(2013課標(biāo),18,6分,0.586)如圖,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點(diǎn)上:a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負(fù)電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場中。

49、已知靜電力常量為k。若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為 () A.B. C.D.,答案B以小球c為研究對象,其受力如圖甲所示,其中F庫=,由平衡條件得:2F庫cos 30= Eqc 甲 乙 即:=Eqc,E= 此時a的受力如圖乙所示,+=,得qc=2q 即當(dāng)qc=2q時a可處于平衡狀態(tài),同理b亦恰好平衡,故選項(xiàng)B正確。,解題思路三小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則三小球均處于平衡狀態(tài),可選擇a、c小球受力分析,列出平衡方程求解,最后可對b進(jìn)行驗(yàn)證。,評析三球平衡是典型問題,充分考查了學(xué)生的想象、理解能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)工具能力,以及分析綜合能力。,5.(2017北京理綜,22,16分)

50、如圖所示,長l=1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,繩與豎直方向的夾角=37。已知小球所帶電荷量q=1.010-6 C,勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=3.0103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求: (1)小球所受電場力F的大小。 (2)小球的質(zhì)量m。 (3)將電場撤去,小球回到最低點(diǎn)時速度v的大小。,答案(1)3.010-3 N(2)4.010-4 kg(3)2.0 m/s,解析本題考查物體的平衡與動能定理。 (1)F=qE=3.010-3 N (2)由=tan 37,得m=4.010-4 kg

51、 (3)由mgl(1-cos 37)=mv2,得 v==2.0 m/s,解題指導(dǎo)(1)小球平衡時,正確進(jìn)行受力分析。(2)撤去電場后,小球會從高處擺下,在小球從開始運(yùn)動到到達(dá)最低點(diǎn)的過程中,機(jī)械能守恒。,考點(diǎn)二電場能的性質(zhì),6.(2017江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場的電勢在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有() A.q1和q2帶有異種電荷 B.x1處的電場強(qiáng)度為零 C.負(fù)電荷從x1移到x2,電勢能減小 D.負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場力增大,答案AC本題考查識別-x圖象、場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系、電場力做功與電勢能變化關(guān)系。-x圖線的切線斜率表示場強(qiáng),由

52、圖可知從x1到x2過程中,圖線切線斜率變小,到x2處斜率為0,即場強(qiáng)從x1到x2一直減小,且E2=0,電場力F=Eq,負(fù)電荷從x1移動到x2,受到電場力減小,選項(xiàng)B、D錯誤;沿x軸正方向電勢由負(fù)到正,故x軸上的兩個電荷q1、q2為異種電荷,選項(xiàng)A正確;由圖可知x1

53、確的是() A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大 B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低 C.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直 D.將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn),電場力所做的功不同,答案C電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,因?yàn)锳點(diǎn)處電場線較B點(diǎn)處稀疏,所以EA

54、5江蘇單科,8,4分)(多選)兩個相同的負(fù)電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn),d點(diǎn)在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則() A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高 C.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D.c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低,答案ACD觀察題中圖可知a點(diǎn)附近電場線比b點(diǎn)附近電場線密,所以EaEb,A項(xiàng)正確;由沿電場線方向電勢逐漸降低可知ba,B項(xiàng)錯;由場強(qiáng)公式E=k和場強(qiáng)疊加原理可知EcEd,C項(xiàng) 正確;當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢為0時,c為負(fù)值,d為正值,所以dc,D項(xiàng)正確。,9.(2014重慶理綜,3,6分)如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場,實(shí)線和虛線分別

55、表示電場線和等勢線。兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),設(shè)電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb,a、b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb,則() A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEb C.Wa=Wb,Ea

56、等,答案D同一電場中,電場線越密的地方場強(qiáng)越大,所以1點(diǎn)的場強(qiáng)大于2、3兩點(diǎn)的場強(qiáng),A、B錯誤;同一等勢面上各點(diǎn)的電勢相等,沿電場線方向電勢降低,故C錯誤,D正確。,11.(2014山東理綜,19,6分)如圖,半徑為R的均勻帶正電薄球殼,其上有一小孔A。已知?dú)?nèi)的場強(qiáng)處處為零;殼外空間的電場,與將球殼上的全部電荷集中于球心O時在殼外產(chǎn)生的電場一樣。一帶正電的試探電荷(不計重力)從球心以初動能Ek0沿OA方向射出。下列關(guān)于試探電荷的動能Ek與離開球心的距離r的關(guān)系圖線,可能正確的是(),答案A由于帶正電的試探電荷在球殼內(nèi)運(yùn)動時,不受電場力,沒有力做功,動能不變,可知C、D項(xiàng)錯誤。在球殼外,電場力

57、做正功,動能增大,且由F庫=k可知隨r的增大,F庫減小,體現(xiàn) 為Ek-r圖線的斜率減小,故選項(xiàng)A正確,B錯誤。,12.(2014大綱全國,15,6分)地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場。一質(zhì)量為1.0010-4 kg、帶電荷量為-1.0010-7 C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m。對此過程,該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2,忽略空氣阻力)() A.-1.5010-4 J和9.9510-3 J B.1.5010-4 J和9.9510-3 J C.-1.5010-4 J和9.6510-3 J D.1.5010-4 J

58、和9.6510-3 J,答案D電勢能的改變量:Ep=-W電=-qEh=1.5010-4 J,動能的改變量:Ek=W重+W電=mgh+qEh=9.6510-3 J,故D正確。,13.(2015四川理綜,6,6分)(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平。a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),a從N點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時速度為零。則小球a() A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過程中,電勢能一直增加 D.從P到Q的過程中,動能減少

59、量小于電勢能增加量,答案BC小球a從N到Q的過程中,重力不變,庫侖力F逐漸增大,庫侖力F與重力的夾角逐漸變小,因此,F與mg的合力逐漸變大,A錯誤。從N到P的過程中,重力沿速度方向的分力等于F沿速度反方向的分力時,速率最大,B正確;從N到Q,F一直做負(fù)功,電勢能一直增加,C正確;從P到Q,根據(jù)能量守恒知電勢能的增加量和重力勢能的增加量之和等于動能的減少量,所以電勢能的增加量小于動能的減少量,D錯誤。,14.(2017上海單科,13)靜電場中某電場線如圖所示。把點(diǎn)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢能增加1.210-7 J,則該點(diǎn)電荷帶電(選填“正”或“負(fù)”);在此過程中電場力做功為J。,答案負(fù)-

60、1.210-7,解析從A到B,電勢能增加1.210-7 J,說明電場力做負(fù)功,做功為-1.210-7 J,故電場力方向與場強(qiáng)方向相反,該點(diǎn)電荷帶負(fù)電。,考點(diǎn)三電容器、帶電粒子在電場中的運(yùn)動,15.(2015江蘇單科,7,4分)(多選)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場方向水平向左。不計空氣阻力,則小球() A.做直線運(yùn)動B.做曲線運(yùn)動 C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小,答案BC剛開始時帶電小球所受重力與電場力的合力F跟v0不在同一條直線上,所以它一定做曲線運(yùn)動,A項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確。因重力與電場力的合力F為恒力,結(jié)合圖可知運(yùn)動過程中合力F與速度之間的夾角由鈍角減小到銳角

61、,其中直角時速率最小,所以帶電小球的速率先減小后增大,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯誤。,16.(2015海南單科,5,3分)如圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q0)的粒子;在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運(yùn)動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距l(xiāng)的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計重力,則Mm為() A.32B.21C.52D.31,答案A因兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距l(xiāng)的平面,電荷量為q的粒子通過的 位移為l,電荷量為-q的粒子通過的位移為l,由牛頓第二定律知它們的加速度分別為a

62、1= 、a2=,由運(yùn)動學(xué)公式有l(wèi)=a1t2=t2,l=a2t2=t2,得=。B、C、D錯,A 對。,17.(2016北京理綜,23,18分)如圖所示,電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U0。偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d。 (1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離y。 (2)分析物理量的數(shù)量級,是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽略了電子所受重力,請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因。已知U=2.0102 V,d=4.

63、010-2 m,m=9.110-31 kg,e=1.610-19 C,g=10 m/s2。,(3)極板間既有靜電場也有重力場。電勢反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì),請寫出電勢的定義 式。類比電勢的定義方法,在重力場中建立“重力勢”G的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點(diǎn)。,答案(1) (2)(3)見解析,解題指導(dǎo)這是屬于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中先加速再偏轉(zhuǎn)的問題,帶電粒子在加速電場中運(yùn)用功能關(guān)系(動能定理)來列式,帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動時運(yùn)用運(yùn)動的合成和分解來解答。,A組20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組 考點(diǎn)一電場力的性質(zhì),三年模擬,1.(2018山西五市聯(lián)考)(多選)如圖所示,帶電粒

64、子在勻強(qiáng)電場中以初速度v0沿曲線從M運(yùn)動到N(不計粒子的重力),這時突然使電場方向反向而大小不變。在新的電場中,帶電粒子以后的運(yùn)動情況(圖中三條虛線在N點(diǎn)都與MN相切),下列說法正確的是() A.可能沿曲線運(yùn)動且電勢能減小 B.可能沿曲線運(yùn)動且電勢能增大 C.可能沿直線運(yùn)動且電勢能不變 D.可能沿曲線運(yùn)動且電勢能增大,答案AB粒子在由M到N的過程中,所受到的電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),則電場反向后,其所受電場力也反向,可知電場反向后其可能沿曲線運(yùn)動,選項(xiàng)C、D錯誤。在由M到N過程中電場力與v的夾角可能為銳角,還可能為鈍角,不確定,同樣電場反向后兩者的夾角也不確定,則電場力可能做負(fù)功,還可能做正功

65、,電勢能可能增加,還可能減少,則選項(xiàng)A、B正確。,2.(2017山西五校四聯(lián),15)兩點(diǎn)電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示。根據(jù)電場線的分布情況,下列判斷正確的是() A.Q1的電荷量小于Q2的電荷量 B.Q1的電荷量大于Q2的電荷量 C.Q1、Q2一定均為正電荷 D.Q1、Q2一定均為負(fù)電荷,答案A由電場線的分布情況可知,Q1的電荷量小于Q2的電荷量,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤。因?yàn)殡妶鼍€沒有標(biāo)出方向,不能斷定電荷的正負(fù),故C、D項(xiàng)錯誤。,3.(2016湖南長沙一模,17)如圖所示,虛線a、b、c代表電場中一簇等勢線,相鄰等勢線之間的電勢差相等,實(shí)線為一帶電質(zhì)點(diǎn)(重力不計)僅在電場力作用下通過

66、該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知() A.a、b、c三條等勢線中,a的電勢最高 B.電場中Q點(diǎn)處的電場強(qiáng)度比P點(diǎn)處大 C.該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處受到的電場力比在Q點(diǎn)處大 D.該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能大,答案C由圖可知,P點(diǎn)處等勢線比Q點(diǎn)處密集,則P點(diǎn)處的電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)處大,該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處受到的電場力比在Q點(diǎn)處大,故B錯、C對;若帶電質(zhì)點(diǎn)從P向Q運(yùn)動,根據(jù)電場力、場強(qiáng)及等勢線的關(guān)系和合外力指向軌跡彎曲的凹側(cè)知電場力做負(fù)功,電勢能增加,動能減小;若從Q向P運(yùn)動,則電場力做正功,電勢能減小,動能增大,故帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處的動能大于在Q點(diǎn)處的動能,在P點(diǎn)具有的電勢能小于在Q點(diǎn)具有的電勢能,因不知質(zhì)點(diǎn)所帶電荷的電性,則無法判斷各等勢線電勢高低,故A、D錯誤。,答案BD根據(jù)對稱性可知,E、F兩點(diǎn)電勢相等,則A項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確。根據(jù)對稱性及場強(qiáng)的疊加原理可知,E點(diǎn)和F點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等而方向不同,O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,F點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于零,則C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確。,思路分析本題考查了電場的相關(guān)知識,意在考查考生利用場強(qiáng)的疊加原理及對稱性,分析四個等量電荷形成電