高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題七 電場課件

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1、專題七電場高考物理高考物理(江蘇專用)考點(diǎn)一電場力的性質(zhì)1.(2012江蘇單科,1,3分)真空中,A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為()A.3 1B.1 3C.9 1D.1 9五年高考A組自主命題江蘇卷題組答案答案 C由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式有:E=kr-2,故有=9 1,C項(xiàng)正確。2QrABEE2BArr23rr2.(2015江蘇單科,2,3分)靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在,我國早在西漢末年已有對靜電現(xiàn)象的記載,春秋緯考異郵中有“玳瑁吸衣若”之說,但下列靜電現(xiàn)象的是()A.梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B.帶電小球移至不帶電金屬球附近,兩者相互吸引C.小線圈接近通電

2、線圈過程中,小線圈中產(chǎn)生電流D.從干燥的地毯上走過,手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺不屬于答案答案C小線圈接近通電線圈過程中,小線圈因磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,不屬于靜電現(xiàn)象,其他三種現(xiàn)象屬于靜電現(xiàn)象,選項(xiàng)C符合題意。考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查對靜電現(xiàn)象的認(rèn)識與理解。屬于容易題。學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo)平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí),要關(guān)注實(shí)際生活,關(guān)注我國古代重要的科技成果。要從生活現(xiàn)象中理解物理知識,用物理知識解釋生活中的問題。應(yīng)用物理知識解決實(shí)際生活中的具體問題,這樣也能激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。3.(2013江蘇單科,3,3分)下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各圓環(huán)間彼此絕

3、緣。坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度最大的是()1414答案答案B環(huán)狀帶電體不能視為點(diǎn)電荷,所以將其分割成無數(shù)小段,每小段可看做點(diǎn)電荷,由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)特點(diǎn),再根據(jù)對稱性可知,D項(xiàng)中第1、3象限和第2、4象限的圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)疊加后分別抵消。C項(xiàng)中第1、3象限的圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)抵消,故A、C選項(xiàng)中O點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向不同。B項(xiàng)中1、2象限的圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)疊加后大于A、B選項(xiàng)中O點(diǎn)的場強(qiáng)。141414考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查靜電場和電場強(qiáng)度的知識,要求考生具有較強(qiáng)的分析推理能力,屬于中等難度題。學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo)作為常見的物理思想方法,微元的思想、等效和對稱的思想,在近年的高考題中已多次出現(xiàn)。

4、所以,提高物理學(xué)科素養(yǎng)是我們平時(shí)學(xué)習(xí)中要特別重視的事情。1.(2018課標(biāo),16,6分)如圖,三個(gè)固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則()A.a、b的電荷同號,k=B.a、b的電荷異號,k=C.a、b的電荷同號,k=D.a、b的電荷異號,k=16916964276427B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案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

5、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(cuò)誤,D項(xiàng)正確。34baFFbaFF22|acbbcarQrQabQQ6427一題多解一題多解電場強(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)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)

6、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(cuò)誤,D項(xiàng)正確。34baEEabEE22|bcaacbrQrQabQQ64272.(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(gè)圓。帶電粒子Q在P的電場中運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個(gè)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,vbvcvaC.abacaa,vbvcvaD.abacaa,vavcvb答案答案 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

7、a=,E=k,因?yàn)閞brcacaa;由動(dòng)能定理有Wab=qQUab=m-mWbc=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。FmQq Em2Pqr122bv122av122cv122bv3.(2016浙江理綜,15,6分)如圖所示,兩個(gè)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下部的金屬箔都張開,()A.此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電B.此時(shí)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答案C由于

8、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(cuò)誤;處于電場中的導(dǎo)體是等勢體,B錯(cuò)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(cuò)誤。失分警示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(gè)等勢體,A、B電勢相等。4.(2015課標(biāo),14,6分)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)。現(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)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(dòng)C.向正下方做勻加速運(yùn)

9、動(dòng)D.向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)答案答案 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(shí)針轉(zhuǎn)過45時(shí),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(dòng),選項(xiàng)D正確。評析評析此題考查物體平衡狀態(tài)、力的合成等,試題難度適中。5.2018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(jì)算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/

10、N2。答案答案a.見解析b.2221rr解析解析 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=kb.穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比=2QqrFq2Qr12NN12EE2221rr思路分析思路分析電場強(qiáng)度可理解為單位面積上穿過的電場線條數(shù)。1.(2015安徽理綜,15,6分)由庫侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶電量分別為q1和q2,其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為F=k,式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示,k的單位應(yīng)為()A.kgA2m3B.kgA-2m3s-4C.kgm2C-2D.Nm2A

11、-2122q qrC組教師專用題組答案答案 B由庫侖定律知k=,式中都取國際單位時(shí)k的單位為,由I=知,1C2=1A2s2,又因1N=1,整理可得k的單位應(yīng)為,即kgA-2m3s-4,故選項(xiàng)B正確。212Frq q22N mCqt2kg ms2kg ms222msA 2.(2013海南單科,1,3分)如圖,電荷量為q1和q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于P點(diǎn)和Q點(diǎn)。已知在P、Q連線上某點(diǎn)R處的電場強(qiáng)度為零,且=2。則()A.q1=2q2B.q1=4q2C.q1=-2q2D.q1=-4q2PRRQ答案答案B由R處場強(qiáng)為零可知兩點(diǎn)電荷在該處所產(chǎn)生的場強(qiáng)必是等大反向,即兩點(diǎn)電荷必帶有同種電荷,由E=k有k=k

12、,可得q1=4q2,B正確。2Qr12qPR22qRQ3.(2013安徽理綜,20,6分)如圖所示,xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面,該導(dǎo)體充滿z0的空間為真空。將電荷量為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷。空間任意一點(diǎn)處的電場皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,則在z軸上z=處的場強(qiáng)大小為(k為靜電力常量)()A.kB.kC.kD.k2h24qh249qh2329qh2409qh答案答案D點(diǎn)電荷q和感應(yīng)電荷所形成的電場在z0的區(qū)域可等效成關(guān)于O點(diǎn)對稱的電偶極子形成的電場。所以z軸上z=處的場強(qiáng)E=k+k=k,選項(xiàng)D正確。2

13、h2( / 2)qh23()2qh2409qh評析評析本題的等效關(guān)系出自課本內(nèi)容,要求考生認(rèn)真閱讀課本、牢固掌握基本模型的應(yīng)用。難度中等。4.(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兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí),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234kQa234kQa254kQa254kQa答案答案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

14、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(shí),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。2kQa2kQa2(2 )kQa2kQa2(2 )kQa234kQa5.(2015浙江理綜,20,6分,)(多選)如圖所示,用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn),A上帶有Q=3.010-6C的正電荷。兩線夾角為120,兩線上的拉力大小分別為F1和F2。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架

15、的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;靜電力常量k=9.0109Nm2/C2,A、B球可視為點(diǎn)電荷),則()A.支架對地面的壓力大小為2.0NB.兩線上的拉力大小F1=F2=1.9NC.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時(shí)兩線上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0ND.將B移到無窮遠(yuǎn)處,兩線上的拉力大小F1=F2=0.866N答案答案BC小球B和支架組成的整體,在三個(gè)力作用下平衡,故有:FN+FAB=mBg,FAB=k,聯(lián)立兩式解得:FAB=0.9N,FN=1.1N,根據(jù)牛頓第三定律可判斷出A錯(cuò)。小球A在四個(gè)力作用下平衡,如圖(甲)所示。(甲)由對稱性可知F1=F2

16、,在豎直方向上有:2F1cos60=2F2cos60=mAg+FBA,解得F1=F2=1.9N,可見B正確。22ABQr(乙)當(dāng)B球與M、A共線時(shí),A球受力情況如圖(乙)所示,由幾何關(guān)系可知rAB=0.6m,FBA=k=0.225N。將A球所受重力分解在MA和NA的方向上,由上述兩個(gè)方向上分力的合力為零可得:F1=1.225N,F2=1.0N,故C正確。B球移至無窮遠(yuǎn)處時(shí),A、B之間的庫侖力忽略不計(jì),對A球由三力平衡條件可求得F1=F2=mAg=1.0N,故D錯(cuò)。22ABQr評析評析本題考查了庫侖定律和共點(diǎn)力平衡問題,情景清晰,但計(jì)算量稍大。題目難度中等,要求考生鎮(zhèn)定、細(xì)心。6.(2014福建

17、理綜,20,15分)如圖,真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形,邊長L=2.0m。若將電荷量均為q=+2.010-6C的兩點(diǎn)電荷分別固定在A、B點(diǎn),已知靜電力常量k=9.0109Nm2/C2,求:(1)兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小;(2)C點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向。答案答案(1)9.010-3N(2)7.8103N/C沿y軸正方向解析解析(1)根據(jù)庫侖定律,A、B兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為F=k代入數(shù)據(jù)得F=9.010-3N(2)A、B點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等,均為E1=kA、B兩點(diǎn)電荷形成的電場在C點(diǎn)的合場強(qiáng)大小為E=2E1cos30由式并代入數(shù)據(jù)得E=7.8103N/C

18、場強(qiáng)E的方向沿y軸正向22qL2qL考點(diǎn)二電場能的性質(zhì)A組自主命題江蘇卷題組1.(2016江蘇單科,3,3分)一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場線分布如圖所示。容器內(nèi)表面為等勢面,A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn),下列說法正確的是()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(cuò);由場強(qiáng)公式E=k和場強(qiáng)疊加原理可知EcEd

19、,C項(xiàng)正確;當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢為0時(shí),c為負(fù)值,d為正值,所以dc,D項(xiàng)正確。2Qr考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查靜電場、電場線、電勢、電場強(qiáng)度等知識,對考生的推理能力有一定的要求。屬于中等難度題。學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo)本題電場線的分布情景是來源于課本但又高于課本,所以我們學(xué)習(xí)過程中不能只是死記一些典型情景,而是要理解概念和原理,掌握基本規(guī)律,培養(yǎng)分析推理能力,解決問題時(shí)才能游刃有余。5.(2017江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個(gè)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x

20、1移到x2,受到的電場力增大答案答案 AC本題考查識別-x圖像、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圖線斜率的絕對值表示場強(qiáng)大小,由圖可知從x1到x2過程中,圖線斜率變小,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(dòng)到x2,受到的電場力減小,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;沿x軸正方向電勢由負(fù)到正,故x軸上的兩個(gè)電荷q1、q2為異種電荷,選項(xiàng)A正確;由圖可知x1x2,負(fù)電荷由低電勢到高電勢,電場力做正功,電勢能減小,選項(xiàng)C正確。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵由U=Ed知-x圖線斜率的絕對值表示場強(qiáng)大小。x1=0,則q1、q2帶有異種電荷,且分布在x1的兩側(cè)。1.

21、(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(dòng)軌跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢分別為M、N,粒子在M和N時(shí)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.vMvN,aMaNB.vMvN,MNC.MN,EpMEpND.aMaN,EpMEpNB組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案D本題考查帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)。由粒子的軌跡知電場力的方向偏向右,因粒子帶負(fù)電,故電場線方向偏向左,由沿電場線方向電勢降低,可知NM,EpMEpN。N點(diǎn)電場線比M點(diǎn)密,故場強(qiáng)EMEN,由加速度a=

22、知aMvN。綜上所述,選項(xiàng)D正確。Eqm規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)的定性判斷帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)受力指向軌跡的凹側(cè),電場力的方向沿電場線的切線方向;根據(jù)速度方向?yàn)檐壽E的切線方向,并由力和速度方向的夾角判斷做功情況,從而確定動(dòng)能、電勢能等物理量的大小關(guān)系。2.(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(gè)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,電場力做正功答案答案B假設(shè)兩個(gè)電勢不同的等勢面相交,則交點(diǎn)處的電勢就是兩個(gè)不同的值,這是不可

23、能的,A錯(cuò)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(cuò)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(cuò)誤。3.(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)象中,地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力發(fā)生了變化答案答案 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)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),其電勢能減小W1;若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)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)方向一定與a、b兩點(diǎn)連

24、線平行B.若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)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122WW2WqL答案答案 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-N,即

25、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(cuò)誤。2ac2bd122WW易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)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(cuò)選C。UdUd5.(2018課標(biāo),21,6分)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達(dá)不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時(shí),其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍答案答案 AB本題考查帶電

26、粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng),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6eV,說明電場方向由af,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6V,故Uab=Ubc=Ucd=Udf=2V,又因?yàn)閎=2V,故a=4V,c=0V,d=-2V,f=-4V,可知A項(xiàng)正確。Eka=10eV,從a到f過程中,需克服電場力做功8eV,Eka|W電|,因?yàn)椴恢离娮拥倪\(yùn)動(dòng)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(shí),其電勢能為2eV,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。經(jīng)過平面b時(shí)的動(dòng)能為8eV,經(jīng)過平面d時(shí)的動(dòng)能為4eV,又知Ek=mv2,故=,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12bdvvkkbdEE21易錯(cuò)點(diǎn)撥易

27、錯(cuò)點(diǎn)撥隱含條件的顯性化動(dòng)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。6.(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(gè)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(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)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()A.Ea Eb=4 1B.Ec Ed=2 1C.Wab Wbc=3 1D.Wbc Wcd=1 3答案答案 AC本題

28、考查場強(qiáng)與電勢。由圖可知:ra=1m、a=6V;rb=2m、b=3V;rc=3m、c=2V;rd=6m、d=1V。由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=得Ea Eb Ec Ed=36 94 1,A正確、B錯(cuò)誤。由WAB=qUAB=q(A-B)得Wab Wbc Wcd=(a-b) (b-c) (c-d)=3 11,故C正確、D錯(cuò)誤。2kQr21ar21br21cr21dr方法技巧方法技巧電場力做功的計(jì)算方法定量計(jì)算電場力做功時(shí),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(dòng)能定理;第四種方法是由功的定義得W=qElcos。其中最后一種方法僅適用于勻強(qiáng)電場

29、。7.(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10V、17V、26V。下列說法正確的是()A.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1VC.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7eVD.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場力做功為9eV答案答案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17V,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=4.5cm,則tan=,=37,過c點(diǎn)作bd的垂線交bd于e點(diǎn),如圖,則lce=lcbsin=6c

30、m=3.6cm,Uce=26V-17V=9V,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=2.5V/cm,故A選項(xiàng)正確。cdcaUUcdcall26V17V26V10V8cmcdl4.563435Ud9V3.6cmlaO=lcb,故UaO=Ucb,即a-O=c-b,得O=1V,故B選項(xiàng)正確。據(jù)Ep=q=(-e),aEpb,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。據(jù)Wbc=qUbc知Wbc=(-e)Ubc=(-e)(b-c)=(-e)(17-26)V=9eV,故D選項(xiàng)正確。方法技巧方法技巧充分利用U=Ed中場強(qiáng)一定時(shí)U與d成正比的關(guān)系、直角三角形中tan37=和sin37=解題。建立bd等勢線,

31、在ac上利用U與d成正比來求d=17V時(shí)cd的長度lcd=4.5cm,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(shí)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(shí)不易出錯(cuò)。3435Ud8.(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(dòng),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(dòng)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)的小答案答案AB由油滴軌跡在豎直面內(nèi)相

32、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(dòng)能定理得油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能大于它在P點(diǎn)的動(dòng)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(cuò);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(cuò)誤。1.(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

33、殼上的全部電荷集中于球心O時(shí)在殼外產(chǎn)生的電場一樣。一帶正電的試探電荷(不計(jì)重力)從球心以初動(dòng)能Ek0沿OA方向射出。下列關(guān)于試探電荷的動(dòng)能Ek與離開球心的距離r的關(guān)系圖線,可能正確的是()C組教師專用題組答案答案A由于帶正電的試探電荷在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),不受電場力,沒有力做功,動(dòng)能不變,可知C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。在球殼外,電場力做正功,動(dòng)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(cuò)誤。2Qqr2.(2014北京理綜,15,6分)如圖所示,實(shí)線表示某靜電場的電場線,虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是()A.1、2兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B.1、3兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等C

34、.1、2兩點(diǎn)的電勢相等D.2、3兩點(diǎn)的電勢相等答案答案 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(cuò)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(cuò)誤,D正確。3.(2013重慶理綜,3,6分)如圖所示,高速運(yùn)動(dòng)的粒子被位于O點(diǎn)的重原子核散射,實(shí)線表示粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,M、N和Q為軌跡上的三點(diǎn),N點(diǎn)離核最近,Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn),則()A.粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的大B.三點(diǎn)中,粒子在N點(diǎn)的電勢能最大C.在重核產(chǎn)生的電場中,M點(diǎn)的電勢比Q點(diǎn)的低D.粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場力對它做的總功為負(fù)功答案答案B粒子與重原子核均帶正電,二者之間存在斥力作用

35、,且僅有斥力作用,故兩者靠近時(shí)斥力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢能增大;遠(yuǎn)離時(shí)斥力做正功,動(dòng)能增大,綜上可知,粒子在Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大,速率也最大,A項(xiàng)錯(cuò)誤。粒子在N點(diǎn)時(shí)電勢能最大,B項(xiàng)正確。在正電荷的電場中,場源處電勢最高,距場源越遠(yuǎn)電勢越低,M點(diǎn)離O點(diǎn)較近,該點(diǎn)電勢較高,C項(xiàng)錯(cuò)誤。因在Q點(diǎn)時(shí)粒子的動(dòng)能比在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大,故在從M到Q的過程中電場力做的總功為正功,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2014課標(biāo),21,6分,)(多選)如圖,在正點(diǎn)電荷Q的電場中有M、N、P、F四點(diǎn),M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),F為MN的中點(diǎn),M=30。M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢分別用M、N、P、F表示。已知M=N,P=F,點(diǎn)電荷Q在M

36、、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi),則()A.點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上B.連接PF的線段一定在同一等勢面上C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場力做負(fù)功D.P大于M答案答案AD由M=N,可知點(diǎn)電荷Q一定在MN連線的中垂線上,過F作MN的垂線交MP于O點(diǎn),設(shè)MF=FN=l,則由幾何關(guān)系MO=l/cos30=l,FO=ltan30=l,OP=MP-MO=MNcos30-l=l,即FO=OP=l,ON=OM=l,故點(diǎn)電荷一定在MP的連線上的O點(diǎn),選項(xiàng)A正確(另解:根據(jù)題意M=N,P=F,可知點(diǎn)電荷Q一定在MN的中垂線與PF連線的中垂線的交點(diǎn)處,作PF連線的中垂線交MP于點(diǎn)O,連接O、F兩點(diǎn),由幾何知識知OF為

37、MN的中垂線,故點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上的O點(diǎn),A正確);點(diǎn)電荷形成的電場的等勢面是以點(diǎn)電荷為球心的同心球面,線段不可能在球面上,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知OFM=N,將正試探電荷從高電勢點(diǎn)搬運(yùn)到低電勢點(diǎn),電場力做正功,選項(xiàng)C錯(cuò)、D對。2 33332 3333332 335.(2013天津理綜,6,6分)(多選)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,固定在圖中P、Q兩點(diǎn),MN為PQ連線的中垂線,交PQ于O點(diǎn),A為MN上的一點(diǎn)。一帶負(fù)電的試探電荷q,從A點(diǎn)由靜止釋放,只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng),取無限遠(yuǎn)處的電勢為零,則()A.q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢能逐漸減小C.q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)

38、能最大D.q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢能為零答案答案BC兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷形成的電場不是勻強(qiáng)電場,在中垂線MN上由無窮遠(yuǎn)到O點(diǎn)電場強(qiáng)度先增大后減小,電荷q所受電場力為變力,q將做變加速直線運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。因q所受電場力方向指向O點(diǎn),所以q由A向O運(yùn)動(dòng)過程中電場力做正功,電勢能減小,動(dòng)能增大,B、C項(xiàng)均正確。因O點(diǎn)電勢大于零,故q在O點(diǎn)時(shí)的電勢能不為零,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(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1.210-7J,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。答案答案負(fù)-1.210-7解析解析本題考查電場力做功、電勢能的變化

39、。從A到B,電勢能增加1.210-7J,說明電場力做負(fù)功,做功為-1.210-7J,故電場力方向與場強(qiáng)方向相反,該點(diǎn)電荷帶負(fù)電?？键c(diǎn)三電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)A組自主命題江蘇卷題組1.(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)?，F(xiàn)將B板右端向下移動(dòng)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(dòng)C.向左下方運(yùn)動(dòng)D.向右下方運(yùn)動(dòng)答案答案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(dòng)一小段距離,兩極板間電壓不變,則兩極板

40、間的等勢面右端同樣向下彎曲。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Eyqxb,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及牛頓第二定律可得:x=t2,則maEkb,選項(xiàng)B正確;由動(dòng)量定理可得:qEt=p,則pa與pb大小相等,選項(xiàng)D正確;在t時(shí)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的電勢能不相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。12qEm易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)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(shí),要求將正、負(fù)號代入進(jìn)行計(jì)算,否則容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。5.(2015山東理綜,20,6分,)(多選)如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強(qiáng)

41、度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,0時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出。微粒運(yùn)動(dòng)過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在0T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述,正確的是()A.末速度大小為v0B.末速度沿水平方向C.重力勢能減少了mgdD.克服電場力做功為mgd3T212答案答案BC由題意知qE0=mg,所以與T時(shí)間內(nèi)微粒的加速度等大反向,大小都等于g。時(shí)間內(nèi)微粒只在重力作用下的豎直末速度vy1=g,豎直位移y1=g,在T時(shí)間內(nèi)微粒的豎直末速度vy2=vy1-g=0,豎直位移y2=vy1-g=g,所以y1=y2=,微?？朔妶隽ψ龉?/p>

42、W=q2E0=2mg=mgd,在重力作用下微粒的豎直位移為,其重力勢能減少了mgd。綜上可知A、D錯(cuò)誤,B、C正確。3T23T23T3T1223T23T3T3T1223T1223T4d4d4d122d123T23T6.(2015課標(biāo),24,12分)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(dòng),A、B為其運(yùn)動(dòng)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(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場方向的夾角為30。不計(jì)重力。求A、B兩點(diǎn)間的電勢差。解析解析設(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,即vBsin30=v0sin60由此得vB

43、=v0設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢差為UAB,由動(dòng)能定理有qUAB=m(-)聯(lián)立式得UAB=3122Bv20v20mvq答案答案20mvq7.(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(dòng),速度大小為v0。在油滴處于位置A時(shí),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(shí)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(shí)間后,油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。重力加速度大小為g。(1)求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度。(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(shí),油

44、滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍。解析解析本題考查電場、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(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(dòng),故電場力方向向上。在t=0時(shí),電場強(qiáng)度突然從E1增加至E2時(shí),油滴做豎直向上的勻加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向上,大小a1滿足qE2-mg=ma1油滴在時(shí)刻t1的速度為v1=v0+a1t1電場強(qiáng)度在時(shí)刻t1突然反向,油滴做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,大小a2滿足qE2+mg=ma2油滴在時(shí)刻t2=2t1的速度為v2=v1-a2t1由式得v2=v0-2gt1(2)由題意,在

45、t=0時(shí)刻前有答案答案見解析qE1=mg油滴從t=0到時(shí)刻t1的位移為s1=v0t1+a1油滴在從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2=2t1的時(shí)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1221t1221t20v200112124vvgtgt2-+1即當(dāng)0t1才是可能的;條件式和式分別對應(yīng)于v20和v2E1,應(yīng)有012vgt14201vgt3120vg3120vg200112124vvgtgt2-1即t1另一解為負(fù),不合題意,已舍去。012vgt14201vgt5120vg解題指導(dǎo)解題指

46、導(dǎo)多階段運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)不僅僅取決于物體所受外力,還與物體的初速度有關(guān)。在多階段運(yùn)動(dòng)過程中,當(dāng)物體所受外力突變時(shí),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物體在后一階段的初速度。對于多階段運(yùn)動(dòng)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(dòng)過程草圖來獲得。8.(2017課標(biāo),25,20分)如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,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(shí)的速度方向豎直向下;M在

47、電場中做直線運(yùn)動(dòng),剛離開電場時(shí)的動(dòng)能為N剛離開電場時(shí)動(dòng)能的1.5倍。不計(jì)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。答案答案(1)3 1(2)H(3)132mgq解析解析本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的分解、電場、動(dòng)能定理。(1)設(shè)小球M、N在A點(diǎn)水平射出時(shí)的初速度大小為v0,則它們進(jìn)入電場時(shí)的水平速度仍然為v0。M、N在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(dòng)學(xué)公式得v0-at=0s1=v0t+at2s2=v0t-at

48、2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(shí)在豎直方向的分速度為vy,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式=2ghH=vyt+gt2M進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系知=121212ss2yv120yvv1sH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(dòng),則=設(shè)M、N離開電場時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2,由動(dòng)能定理得Ek1=m(+)+mgH+qEs1Ek2=m(+)+mgH-qEs2由已知條件Ek1=1.5Ek2聯(lián)立 式得E=130yvvqEmg1220v2yv1220v2yv2mgq解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵N離開電場時(shí)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

49、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(dòng)時(shí)間相等;剛離開電場時(shí)M的動(dòng)能為N的1.5倍建立等式確定電場力和重力的關(guān)系。1.(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(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知兩粒子同時(shí)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(jì)重力,則M m為()A.3 2B.2 1C.5 2D.3 125C組教師專用題組答案答案 A因兩粒子同時(shí)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

50、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a1=、a2=,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有l(wèi)=a1t2=t2,l=a2t2=t2,得=。B、C、D錯(cuò),A對。252535qEMqEm25122qEM35122qEmMm322.(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(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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EpAaB,則

51、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EpAEpB,若電子由BA,則電場力方向與速度方向夾角小于90,電場力做正功,電勢能減小,EpAB,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。pEq方法技巧方法技巧運(yùn)動(dòng)軌跡與電場線關(guān)系曲線運(yùn)動(dòng)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。3.(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

52、,電荷量為e,加速電場電壓為U0。偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強(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(shí)的初速度v0和從電場射出時(shí)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(shí)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=2.0102V,d=4.010-2m,m=9.110-31kg,e=1.610-19C,g=10m/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

53、同特點(diǎn)。答案答案(1)(2)(3)見解析02eUm204ULU d解析解析(1)根據(jù)功和能的關(guān)系,有eU0=m電子射入偏轉(zhuǎn)電場的初速度v0=在偏轉(zhuǎn)電場中,電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=L偏轉(zhuǎn)距離y=a(t)2=(2)考慮電子所受重力和電場力的數(shù)量級,有重力G=mg10-29N電場力F=10-15N由于FG,因此不需要考慮電子所受重力。(3)電場中某點(diǎn)電勢定義為電荷在該點(diǎn)的電勢能Ep與其電荷量q的比值,即=由于重力做功與路徑無關(guān),可以類比靜電場電勢的定義,將重力場中物體在某點(diǎn)的重力勢能EG與其質(zhì)量m的比值,叫做“重力勢”,即G=。1220v02eUm0Lv02meU12204ULU deUdpEqGEm電勢

54、和重力勢G都是反映場的能的性質(zhì)的物理量,僅由場自身的因素決定。4.(2016四川理綜,9,15分)中國科學(xué)院2015年10月宣布中國將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備,在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。如圖所示,某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管(漂移管)組成,相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管,在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),在漂移管間被電場加速,加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8106m/s,進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1107m/s,電源頻率為1107Hz,漂移管間縫隙很小

55、,質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的1/2。質(zhì)子的荷質(zhì)比取1108C/kg。求:(1)漂移管B的長度;(2)相鄰漂移管間的加速電壓。解析解析(1)設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B的速度為vB,電源頻率、周期分別為f、T,漂移管B的長度為L,則T=L=vB聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得L=0.4m(2)設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管E的速度為vE,相鄰漂移管間的加速電壓為U,電場對質(zhì)子所做的功為W,質(zhì)子從漂移管B運(yùn)動(dòng)到E電場做功為W,質(zhì)子的電荷量為q、質(zhì)量為m,則W=qUW=3WW=m-m聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得U=6104V1f2T122Ev122Bv答案答案(1)0.4m(2)6104V5.(2015安徽理綜,23,16分)在xOy平

56、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、帶電量為+q的粒子,B和C是粒子運(yùn)動(dòng)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(jì)。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(shí)間;(3)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速率。答案答案(1)3qEl0(2)3(3)02mlqE0172qElm解析解析(1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0(2)根據(jù)拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),粒子在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),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

57、得T=則AC過程所經(jīng)歷的時(shí)間t=3(3)粒子在DC段做類平拋運(yùn)動(dòng),于是有qEm121202mlqE02mlqE2l0=vCx(2T),vCy=a(2T)vC=22CxCyvv0172qElm考點(diǎn)一電場力的性質(zhì)1.(2018江蘇無錫期末,3)真空中兩個(gè)等量異種電荷(電荷量均為q)連線的中點(diǎn)處電場強(qiáng)度為E,則兩個(gè)電荷之間的庫侖力大小是()A.qE/8B.qE/4C.qE/2D.qE 三年模擬A組 20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組答案答案A設(shè)兩電荷之間的距離為r,則E=2k=8k;兩電荷之間的庫侖力F=k=,故A正確。22qr2qr22qr8qE命題意圖命題意圖本題考查了電荷的場強(qiáng)公式、電場的疊加

58、、庫侖定律三個(gè)知識點(diǎn)。2.(2018江蘇常州摸底,5)如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿與水平面成角固定,桿上套有一帶正電小球,質(zhì)量為m,帶電荷量為q,為使小球靜止在桿上,可加一勻強(qiáng)電場,所加電場的場強(qiáng)滿足什么條件時(shí),小球可在桿上保持靜止()A.垂直于桿斜向上,場強(qiáng)大小為B.豎直向上,場強(qiáng)大小為C.垂直于桿斜向上,場強(qiáng)大小為D.水平向右,場強(qiáng)大小為cosmgqmgqsinmgqtanmgq答案答案B若所加電場的場強(qiáng)垂直于桿斜向上,對小球受力分析可知,其受到豎直向下的重力、垂直于桿斜向上的電場力和垂直于桿方向的支持力,在這三個(gè)力的作用下,小球沿桿方向不可能平衡,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;若所加電場的場強(qiáng)豎直向上,對小

59、球受力分析可知,當(dāng)E=時(shí),電場力與重力等大反向,小球可在桿上保持靜止,選項(xiàng)B正確;若所加電場水平向右,當(dāng)電場力Eq=mgtan時(shí)小球才能平衡,此時(shí)E=,故D錯(cuò)誤。mgqtanmgq解題思路解題思路根據(jù)各選項(xiàng)設(shè)定的電場方向,畫小球受力示意圖,由合力為零的平衡條件可判斷各項(xiàng)的對與錯(cuò)。3.(2018江蘇鎮(zhèn)江月考,7)(多選)如圖所示,帶電荷量為+4Q與+Q的兩點(diǎn)電荷分別固定在A、B兩點(diǎn),C、D兩點(diǎn)將A、B連線三等分,現(xiàn)使一個(gè)帶負(fù)電的粒子從C點(diǎn)開始以某一初速度向右運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子的重力,則該粒子在C、D之間運(yùn)動(dòng)的速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系圖像可能是圖中的()答案答案 BC設(shè)A、B間距離為L,在A、B連線上

60、場強(qiáng)為零的位置與B點(diǎn)的距離為x,由=,得x=,即在D點(diǎn),則粒子在D點(diǎn)左側(cè)時(shí)所受電場力向左,粒子在D點(diǎn)右側(cè)時(shí)所受電場力向右。所以粒子的運(yùn)動(dòng)情況有以下三種情況:在D點(diǎn)左側(cè)時(shí)先向右減速至速度為零然后向左加速運(yùn)動(dòng);粒子能越過D點(diǎn),先在D點(diǎn)左側(cè)減速,過D點(diǎn)以后加速運(yùn)動(dòng);或在D點(diǎn)左側(cè)減速,運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度減為0,以后一直靜止。所以粒子在C、D之間的運(yùn)動(dòng)可以用B、C圖描述,故B、C正確。2kQx24()kQLx3L4.(2018江蘇泰州、宜興能力測試,8)(多選)如圖所示,a、b、c三點(diǎn)在固定點(diǎn)電荷Q1、Q2連線的延長線上,Q1帶正電。一帶正電粒子從a點(diǎn)由靜止釋放,僅在電場力作用下運(yùn)動(dòng),經(jīng)b點(diǎn)時(shí)速度最大,到

61、c點(diǎn)時(shí)速度為零。下列說法正確的是()A.Q2帶正電B.Q2的電荷量大于Q1的電荷量C.a、c兩點(diǎn)電勢相等D.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大答案答案BC帶電粒子在b點(diǎn)時(shí)速度最大,說明該點(diǎn)合場強(qiáng)為零,由此可知Q2帶負(fù)電,且Q2Q1,A、D錯(cuò),B對。從a到c應(yīng)用動(dòng)能定理:q(a-c)=0,故A=C,可見C正確。5.(2017江蘇四市一模)(多選)如圖所示,真空中兩點(diǎn)電荷A、B帶電荷量分別為+2Q和-Q,O點(diǎn)為連線的中點(diǎn),a、b兩點(diǎn)在它們之間的連線上,c、d兩點(diǎn)在A、B連線的中垂線上。已知Oa=Ob,a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)分別為Ea、Eb;OcOd,c、d兩點(diǎn)的電勢分別為c、d。則以下說法正確的是()A.EaEbC.c

62、dD.cEb,dc,即B、D選項(xiàng)正確?？疾辄c(diǎn)考查點(diǎn)本題考查兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場,場強(qiáng)和電勢的分布特點(diǎn)及疊加。對分析推理能力有較高要求,為中等難度題。方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)疊加法。先分析兩個(gè)等量異號點(diǎn)電荷的場強(qiáng)與電勢的分布特點(diǎn),然后將點(diǎn)電荷+Q的場強(qiáng)與電勢疊加其上。6.(2018江蘇南京期中,15)如圖所示,MN是兩塊豎直放置的帶電平行板,板內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場,PQ是光滑絕緣的水平滑槽,滑槽從N板中間穿入電場。a、b為兩個(gè)帶等量正電荷的相同小球,兩球之間用絕緣水平輕桿固連,輕桿長為兩板間距的,桿長遠(yuǎn)大于球的半徑,開始時(shí)從外面用絕緣輕繩拉著b球使a球靠近M板但不接觸?，F(xiàn)對輕繩施以沿桿方向的水平恒力拉

63、著b球和a球由靜止向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)b球剛從小孔離開電場時(shí),撤去拉力,之后a球也恰好能離開電場。求運(yùn)動(dòng)過程中b球離開電場前和離開電場后(a球還在電場中)輕桿中的彈力之比。不計(jì)兩球間庫侖力,球視為點(diǎn)電荷。13解析解析設(shè)兩球質(zhì)量均為m,所受電場力大小為F電,桿長為l,b球剛穿出時(shí)速度為v,兩球加速時(shí)加速度大小為a1,減速時(shí)加速度大小為a2,b球離開前桿中彈力大小為F1,離開后彈力大小為F2。對a球:F1-F電=ma1對b球:F2=ma2對整體:F電=2ma2加速過程:v2=2a12l減速過程:v2=2a2l聯(lián)立以上各式,解得:=。12FF52答案答案 52解題技巧解題技巧能理清運(yùn)動(dòng)過程,恰當(dāng)選取研究對象

64、,是解決連接體問題的基本能力。本題是錘煉我們這方面能力的佳作?？键c(diǎn)二電場能的性質(zhì)1.(2018江蘇南京期中,4)如圖所示,在等量的異種點(diǎn)電荷形成的電場中,有A、B、C三點(diǎn),A點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),B點(diǎn)為連線上距A點(diǎn)距離為d的一點(diǎn),C為連線中垂線上距A點(diǎn)距離也為d的一點(diǎn),則下面關(guān)于三點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小、電勢高低的比較,正確的是()A.EA=ECEB,A=C=BB.EBEAEC,A=CBC.EAEB,EAB,ACD.因?yàn)榱汶妱蔹c(diǎn)未規(guī)定,所以無法判斷電勢的高低答案答案B等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布情況如圖所示,電場線越密集的地方場強(qiáng)越大,沿電場線方向電勢降低,由以上規(guī)律并結(jié)合電場線的分布圖可知,B項(xiàng)正

65、確,A、C項(xiàng)均錯(cuò),對于點(diǎn)電荷形成的電場,一般我們規(guī)定距電荷無窮遠(yuǎn)處電勢為零,且各點(diǎn)電勢高低與零電勢點(diǎn)的規(guī)定無關(guān),故D項(xiàng)錯(cuò)。解題方法解題方法畫出電場線分布圖,便可使抽象問題直觀、形象,某些物理量的大小關(guān)系也盡收眼底。2.(2017江蘇六市二模)實(shí)驗(yàn)表明,地球表面上方的電場強(qiáng)度不為零,且方向豎直向下,說明地球表面有凈負(fù)電荷,設(shè)地球表面凈負(fù)電荷均勻分布,且電荷量絕對值為Q,已知地球半徑為R,靜電力常量為k,選地面電勢為零,則在地面上方高h(yuǎn)(約幾十米)處的電勢為()A.-B.C.-D.2()kQhRhkQhRhkQhR2kQhR答案答案 D由于負(fù)電荷均勻分布在地球表面,可等效成電荷集中在球心處的點(diǎn)電荷

66、,則離地面h高處的電場強(qiáng)度為E=k,由于hR,所以離地面h高的范圍內(nèi)可近似認(rèn)為場強(qiáng)大小不變,設(shè)有一正電荷q從h高處在電場力作用下運(yùn)動(dòng)到地面,有qEh=-Ep,即qkh=q-0,為h高處電勢,則=,由于hR,所以,選D。2()QRh2()QRh2()kQhRh2kQhR考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查場強(qiáng)、電勢、功能關(guān)系等知識,對分析推理能力要求較高,為中等難度題。溫馨提示溫馨提示注意h約幾十米,即hR,要利用此關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的近似運(yùn)算。3.(2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一模聯(lián)考,8)(多選)如圖所示,虛線a、b、c是電場中的三個(gè)等勢面,相鄰等勢面間的電勢差相等,即Uab=Ubc,實(shí)線為一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是軌跡上的兩點(diǎn),下列說法中正確的是()A.三個(gè)等勢面中,等勢面a的電勢最低B.質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的電勢能比通過P點(diǎn)時(shí)的小C.質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度比通過P點(diǎn)時(shí)的大D.質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度的方向一定與等勢面a垂直答案答案 BD作出電場線,根據(jù)軌跡彎曲的方向和質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電荷可知,電場線方向向上,故等勢面c的電勢最低,故A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)從Q點(diǎn)到P點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電勢能增大,質(zhì)點(diǎn)通過