第二部分：电场讲义

1、第二部分：电场电场力的性质一基础知识过关1关于元电荷的下列说法中正确的是A元电荷实质上是指电子和质子本身B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C元电荷的值通常取e1.60×1019 CD元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根通过实验测得的2.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为AF引G，F库kBF引G，F库kCF引G，F库k DF引G，F库k3下列说法中正确的是A由E知，电场

2、中某点的电场强度与检验电荷在该点所受的电场力成正比B电场中某点的电场强度等于，但与检验电荷的受力大小及带电量无关C电场中某点的电场强度方向即检验电荷在该点的受力方向D公式E和E对于任何静电场都是适用的4.如图是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是A这个电场可能是负点电荷的电场BA点的电场强度大于B点的电场强度CA、B两点的电场强度方向不相同D负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向二考点分类探讨考点一：库仑力作用下的平衡问题1.如图所示，在水平面上固定一个半圆形细管，在直径两端A、B分别放置一个正点电荷Q1、Q2，且Q2=8Q1.现将另一正点电荷q从管内靠近A处由静止释放，

3、设该点电荷沿细管运动过程中最小电势能的位置为P，并设PA与AB夹角为，则以下关系正确的是A. tan=4 B. tan=8 C. tan=2 D. tan=2.如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电Q，B带电9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为A正B的右边0.4 m处B正B的左边0.2 m处C负A的左边0.2 m处D负A的右边0.2 m处考点二：电场强度的叠加与计算3.如图所示，一个绝缘圆环，当它的 1/4均匀带电且电荷量为 +q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC均匀带电 +2q，而另一半圆A

4、DC均匀带电2q，则圆心O处的电场强度的大小和方向为 A2E，方向由O指向D B4E，方向由O指向DC2E，方向由O指向B D04.(2013·安徽高考)如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z<0的空间，z>0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上zh处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z处的场强大小为(k为静电力常量)AkBkCk Dk5均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正

5、电荷，总电荷量为q，球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M,N两点，OM=ON=2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为A B C D考点三：对电场线的理解及应用6.带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，以下说法正确的是A这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场B电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度C电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度D若将一正电荷从

6、电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板7有一个负点电荷只受电场力的作用，从电场中的a点由静止释放，在它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移x变化的关系图象如图所示，则能与图线相对应的电场的电场线分布图是下图中的 三高考试题再练1.（2015浙江）如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞

7、2.（2015安徽）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为A和 B和 C和 D和3.（2015山东）直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.

8、，沿y轴负向4.（2015浙江）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点，A上带有的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为和。A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取；静电力常量，AB球可视为点电荷）则A支架对地面的压力大小为2.0NB两线上的拉力大小C将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小为D将B移到无穷远处，两线上的拉力大小电场能的性质一基础知识过关1在电场中，下列说法正确的是 A某点的电场强度大，该点的电势一定高 B某点的电势高，试探电荷在该点

9、的电势能一定大C某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零2下列说法正确的是 AA、B两点的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功B电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关DA、B两点的电势差是恒定的，所以UAB = UBA3如图所示是某电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离均为2 cm，A和P点间的距离为1.5 cm，则该电场的场强E和P点的电势P分别为 A500 V/m、2.5 V B V/m、2.5 V C500 V/m、2.

10、5 V D V/m、2.5 V二考点分类探讨考点一：电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系1如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是 AA点电势大于B点电势 BA、B两点的电场强度相等Cq1的电荷量小于q2的电荷量 Dq1在A点的电势能小于q2在B点的电势能2如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点一带负电的粒子以速度vA经过A点向B点运动，一段时间后，粒子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，不计粒子重力

11、，下列说法正确的是 AA点的场强小于B点的场强 BA点的电势高于B点的电势C粒子在A点的速度小于在B点的速度 D粒子在A点的电势能大于在B点的电势能3研究表明，无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场.现有两块无限大的均匀绝缘带电平面，一块带正电，一块带负电，把它们正交放置如图所示，单位面积所带电荷量的数值相等.图中直线A1B1和A2B2分别为带正电的平面和带负电的平面与纸面正交的交线，O为两交线的交点.则图中能正确反映等势面分布情况的是 考点二：电场中的功能关系4如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5

12、J则下列说法正确的是A粒子带负电 B粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J5如图所示为空间某一电场的电场线，a、b两点为其中一条竖直向下的电场线上的两点，该两点的高度差为h，一个质量为m、带电荷量为 +q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为，则下列说法中正确的是A质量为m、带电荷量为 +q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点的过程中动能增加量等于电势能减少量Ba、b两点的电势差U = mgh/2q C质量为m、带电荷量为 +2q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为D质量为m、带电

13、荷量为q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为6如图所示，在绝缘平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场，带正电的小金属块以一定初速度从A点开始沿水平面向左做直线运动，经L长度到达B点，速度变为零。此过程中，金属块损失的动能有转化为电势能。金属块继续运动到某点C(图中未标出)时的动能和A点时的动能相同，则金属块从A开始运动到C整个过程中经过的总路程为A1.5LB2LC3L D4L考点三：电势高低与电势能大小的比较7.如图所示，真空中M，N处放置两等量异号电荷，a，b，c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于等势线a上，f点位于等势线c上，df平行于MN.已知：一带正电的试探电荷从

14、d点移动到f点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是 AM点处放置的是正电荷B若将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点，则电场力先做正功、后做负功Cd点的电势高于f点的电势Dd点的场强与f点的场强完全相同8如图所示，虚线a，b，c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P，R，Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知A三个等势面中，c的电势最高B带电质点在P点的电势能比在Q点的小C带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小9两个固定的等量异号点电

15、荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小考点四：公式E = U/d的拓展及应用技巧10abcd450V0如图示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，且ab=cd=L,ad=bc=2L,电场线与矩形所在平面平行。已知a、b、d点的电势分别为20V,24V和12V，一个质子以速度经过b点，速度方向与bc成角，经过一段时间质子经过c点

16、，不计质子的重力，则：A场强方向由b指向d Bc点的电势低于a点的电势C质子从b点运动到c点，电场力做功8eVD质子从b点运动到c点，电场力做功10eV11在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示从坐标原点沿 +y轴前进0.2 m到A点，电势降低了10 V，从坐标原点沿 +x轴前进0.2 m到B点，电势升高了10V，则匀强电场的场强大小和方向为 A50 V/m，方向B A B50 V/m，方向A BC100 V/m，方向B A D100 V/m，方向垂直AB斜向下12如图甲，真空中有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x 轴上各点的场强随x变

17、化关系如图乙，已知x1与R两点间距大于R与x2的两点间距，则：Ax2处场强大小为Bx1、x2两点处的电势相同C球内部的电场为匀强电场D假设将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处和从R移到x2处静电力做功相同三高考试题再练1.(2015新课标)如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则A. 直线a位于某一等势面内，M>QB. 直线c位于某一等势面内，M>NC. 若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D. 若电子由P点运动到Q点，电场力做负功2.

18、（2015四川）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球aA从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从N到P的过程中，速率先增大后减小C从N到Q的过程中，电势能一直增加D从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量带电粒子在电场中的运动一基础知识过关1下列关于电容器和电容的说法中，错误的是 A电容器A的体积比B大，说明A的电容一定比B的大B对于确定的电容器，其带的电荷与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比C无

19、论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷与电压比值恒定不变D电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小与加在两板上的电压无关2如图所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线AB运动，由此可知 A电场中A点的电势高于B点的电势B微粒在A点时的动能大于在B点时的动能，在A点时的电势能小于在B点时的电势能C微粒在A点时的动能小于在B点时的动能，在A点时的电势能大于在B点时的电势能D微粒在A点时的动能与电势能之和等于在B点时的动能与电势能之和二考点分类探讨考点一：带电体在匀强电场中的平衡与直线运动问题1美国物理学家密立根通过研究

20、平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量。如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则A油滴带正电B油滴带电荷量为C电容器的电容为D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动2如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 A所受重力与电场力平衡 B电势能逐渐增加C动能逐渐增加 D做匀变速直线运动考点二：带电粒子在匀强电场中的偏转问题3如

21、图所示，正方体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是A三个液滴在真空盒中都做平抛运动B三个液滴的运动时间不一定相同C三个液滴落到底板时的速率相同D液滴C所带电荷量最多4如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为Y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)A增大偏转电压UB增大加速电压U0C增大偏转极板间距离D

22、将发射电子改成发射负离子5如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是A板间电场强度大小为mg/qB板间电场强度大小为mg/2qC质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间6如图所示，在xOy平面上第象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图。y轴上一点P的坐标为(0，L)，有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中，并从A点射出，A点坐标为(2L,0)。已知电子的电量大小为e，质

23、量为m，不计电子的重力。 (1)求匀强电场的场强大小；(2)若在第象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片，Q点的坐标为(0，L)，求感光胶片上曝光点的横坐标x。考点三：带电粒子在交变电场中的运动问题7如图中甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是A0<t0< B.<t0<C.<t0<T DT<t0<8如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电

24、压为U0，电容器板长和板间距离均为L = 10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L = 10 cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电压是不变的）求： 在t = 0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处 荧光屏上有电子打到的区间有多长考点四：带电粒子在电场中的圆周运动问题9如图所示，空间有场强E1.0×102 V/m竖直向下的电场，长L0.8 m不可伸长的轻绳固定于O点。另一端系一质量m0.5 kg带电q5×102C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下

25、方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成53°、无限大的挡板MN上的C点。试求： (1)绳子的最大张力；(2)A、C两点的电势差。10如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O处，C带正电、D带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微

26、粒(微粒的重力不计)，问：(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大？(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件？(3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？考点五：带电粒子在复合场中的运动问题11.如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧一个质量为m、电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是A .小球一定能从B点离开轨道B小球在AC部分可能做匀速圆周运动C若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD小球到达C点的速度可能为零OAMNPQCB12.如图所示，圆形区域竖直轴与水平轴分别为PQ和MN，O为圆心。空间存在水平方向的匀强电场。正点电荷以相同速率v沿各个方向从A点进入圆形区域，从圆周上不同点离开，其中从C点离开时动能最大。则以下判断正确的是：A从B点离开圆形区域的带电微粒的动能最小B从P点离开圆形区域的带电微粒的动能最小C从N点离开圆形区域的带电微粒的