高二物理电场专题(DOC)

1、高二物理电场专题(精编含答案).(DOC)高二物理电场专题(精编含答案).(DOC)30/30高二物理电场专题(精编含答案).(DOC)高二物理电场专题一.教课内容：电场考点例析电场是电学的基础知识，是承上启下的一章。经过这一章的学习要系统地把力学的“三大方法”复习一遍，同时又要掌握新的看法和规律。这一章为历年高考的要点之一，特别是在力电综合试题中奇妙地把电场看法与牛顿定律、功能关系、动量等力学知识有机地联合起来，从求解过程中能够观察学生对力学、电学相关知识点的理解和娴熟程度。只需同学们在复习本章时紧紧抓住“力和能两条主线”，实现知识的系统化，找出它们的有机联系，做到贯穿交融，在高考获取本章相

2、应试题的分数是不困难的。二.夯实基础知识深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。（1）库仑定律：真空中两个点电荷之间互相作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：此中k为静电力常量，k=9.0109Nm2/c2建立条件：真空中（空气中也近似建立），点电荷。即带电体的形状和大小对互相作用力的影响能够忽视不计。（这一点与万有引力很相像，但又有不一样：对证量均匀分布的球，不论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了此后，电荷会从头分布，不能再用球心间距取代r）。（2）电荷守恒定律：系统与外界无电荷互换时，系统的电荷代数和守恒。深刻理解电

3、场的力的性质。电场的最基本的性质是对放入此中的电荷有力的作用。电场强度E是描绘电场的力的性质的物理量。（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，合用于任何电场。此中的q为尝试电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（2）点电荷四周的场强公式是：，此中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。（3）匀强电场的场强公式是：，此中d是沿电场线方向上的距离。深刻理解电场的能的性质。（1）电势：是描绘电场能的性质的物理量。E电势定义为=，是一个没有方向意义

4、的物理量，电势有高低之分，按规定：正电Pq荷在电场中某点拥有的电势能越大，该点电势越高。电势的值与零电势的采纳相关，平常取离电场无量远处电势为零；实质应用中常取大地电势为零。当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和。电势差，A、B间电势差UAB=AB；B、A间电势差UBA=BA，明显UAB=UBA，电势差的值与零电势的采纳没关。第1页共16页（2）电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对地点所决定的能，它拥有相对性，即电势能的零点采纳拥有随意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。电势能可用Ep=q计算。因为电荷有正、负，电势也有正、负（分别表示高于和低于零电势

5、），故用Ep=q计算电势能时，需带符号运算。（3）电场线的特色：始于正电荷（或无量远），终于负电荷（或无量远）；不订交，不闭合；不可以穿过处于静电均衡状态的导体。（4）电场线、场强、电势等势面的互相关系。电场线与场强的关系；电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势愈来愈低；电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与经过该处的等势面垂直；场强与电势无直接关系：场强盛（或小）的地方电势不必定大（或小），零电势可由人为采纳，而场强能否为零则由电场自己决定；场强与等势面的关系：场强方向与经过该处的等势面垂直

6、且由高电势指向低电势，等差等势面越密的地方表示场强越大。掌握电场力做功计算方法（1）电场力做功与电荷电势能的变化的关系。电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷电势能增添，电势能增添或减少的数值等于电场力做功的数值。（2）电场力做功的特色电荷在电场中随意两点间挪动时，它的电势能的变化量是确立的，因此挪动电荷做功的值也是确立的，所以，电场力挪动电荷所做的功，与挪动的路径没关，仅与始末地点的电势差有关，这与重力做功十分相像。（3）计算方法由功的定义式W=FS来计算，但在中学阶段，限于数学基础，要求式中F为恒力才行，所以，这个方法有限制性，仅在匀强电场中使用。用结论“电场力做

7、功等于电荷电势能增量的负值”来计算，即WE，已知电荷电势能的值时求电场力的功比较方便。用W=qUAB来计算，此时，一般又有两个方案：一是严格带符号运算，q和UAB均考虚正和负，所得W的正、负直接表示电场力做功的正、负；二是只取绝对值进行计算，所得W不过功的数值，至于做正功还是负功？可用力学知识判断。深刻理解电场中导体静电均衡条件。把导体放入电场时，导体的电荷将出现从头分布，当感觉电荷产生的附带场强E和原场附强E在导体内部叠加为零时，自由电子停止定向挪动，导体处于静电均衡状态。原第2页共16页孤立的带电体和处于电场中的感觉导体，处于静电均衡时，其特色：（1）导体内部场强到处为零，没有电场线（叠加

8、后的）；（2）整个导体是等势体，导体表面是等势面；（3）导体外面电场线与导体表面垂直，表面场强不必定为零；（4）对孤立导体，净电荷分布在表面面。办理静电均衡问题的方法：（1）直接用静电均衡的特色进行分析；（2）画出电场中电场线，从而分析电荷在电场力作用下挪动状况。注意两点：（1）用导线接地或用手触摸导体可把导体和地球看作一个大导体。（2）一般取无量远和地球的电势为零。深刻理解电容器电容看法电容器的电容C=Q/U=Q/U，此式为定义式，合用于任何电容器。平行板电容器的电容的决定式为C=。对平行板电容器相关的Q、E、U、C的谈论要熟记两种状况：（1）若两极保持与电源相连，则两极板间电压U不变；（2

9、）若充电后断开电源，则带电量Q不变。【典型例题】问题1：会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。求解这种问题要点是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后均分”，而后利用库仑定律求解。注意绝缘球带电是不可以中和的。例1有三个完好相同的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量Q，C不带电，将A、B固定，相距r，而后让C球频频与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的4互相作用力变成本来的多少倍?（答：F=F）7例2两个相同的带电金属小球相距r时，互相作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，互相作用力大小仍等于F，则两球本来所带电量和电性（）A.可能是等量的同种电荷B.可能是不等量的同种

10、电荷C.可能是不等量的异种电荷D.不行能是异种电荷第3页共16页问题2：会分析求解电场强度。电场强度是静电学中极其重要的看法，也是高考取考点分布的要点地区之一。求电场强度的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。例3用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的空隙，且，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。例4如图2所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L，试求P点的场强。答：例5如图3所示，是匀强电场中的三点，并构成一等边三角形，每边长为，将一带电量的电荷从a点移到b

11、点，电场力做功；6J，试求匀强电场的电场强度E。若将同一点电荷从a点移到c点，电场力做功W2=610答：第4页共16页问题3：会依据给出的一条电场线，分析推测电势和场强的变化状况。例6如图4所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，能够判断（）A.UaUbUcB.UaUbUbUcC.EaEbEcD.Ea=Eb=Ec例7如图5所示，在a点由静止开释一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子抵达b点时速度恰巧为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（）A.带

12、电粒子带负电B.a、b两点间的电势差Uab=mgh/qC.b点场强盛于a点场强D.a点场强盛于b点场强问题4：会依据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，分析推测带电粒子的性质。例8图6中实线是一簇未注明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子经过该电场所区时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，依据此图可作出正确判断的是（）A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度哪处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能哪处较大问题5：会依据给定电势的分布状况，求作电场线。例9如图7所示，A、B、C为匀强电场中的3个点，已知这

13、3点的电势分别为A=10V，B=2V，C=6V。试在图上画出过B点的等势线和场强的方向（可用三角板画）。第5页共16页问题6：会求解带电体在电场中的均衡问题。例10如图8所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上的哪个地点，能够使它在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？（设AB=L1，BC=L2）例11如图9所示，已知带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使均衡时AB间距离减为d/2，可

14、采纳以下哪些方法（）A.将小球A、B的质量都增添到本来的2倍B.将小球B的质量增添到本来的8倍C.将小球A、B的电荷量都减小到本来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到本来的一半，同时将小球B的质量增添到本来的2倍例12如图10甲所示，两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m，带电量分别为+q和q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态，求E的大小满足什么条件才能实现上述均衡状态。答：第6页共16页问题7：会计算电场力的功。例13一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很

15、远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘钢性杆相连，小球的电量都为q，杆长为L，且Ld。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图11所示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中两个小球战胜电场力所做总功的大小等于多少？（设两球挪动过程中极板上电荷分布状况不变）（）A.B.0C.D.问题8：会用力学方法分析求解带电粒子的运动问题。例14质量为2m，带2q正电荷的小球A，开初静止在圆滑绝缘水平面上，当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度V0离A而去的同时，开释A球，如图12所示。若某时刻两球的电势能有最大值，求：（1）此时两球速度各多大？(V=V0/3)（2）与开始时对比，电势能最多增添多

16、少？()例15如图13所示，直角三角形的斜边倾角为30，底边BC长为2L，处在水平川点，斜边AC是圆滑绝缘的，在底边中点O处搁置一正电荷Q，一个质量为m，电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足D时速度为V。（1）在质点的运动中不发生变化的是（）A.动能B.电势能与重力势能之和C.动能与重力势能之和D.动能、电势能、重力势能三者之和。（2）质点的运动是（）A.匀加快运动B.匀减速运动C.先匀加快后匀减速的运动D.加快度随时间变化的运动。（3）该质点滑到特别凑近斜边底端C点时速率Vc为多少？沿斜面下滑到C点的加快度ac为多少？第7页共16页问题9：示波管的原理和图像【例16

17、】示波管是示波器的核心零件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏构成，以以下图.假如在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）A.极板X应带正电B.极板X应带正电C.极板Y应带负电D.极板Y应带正电问题10：带电物质在电场中的圆周运动一般来说：(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有特别说明或有明确示意之外，一般都不考虑重力(但不忽视质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、灰尘、小球等，除有特别说明或有明显示意之外，一般都不可以忽视重力解题思路和方法：运用运动合成和分解（分解V，S）,平抛和类平抛知识，动能定理。【例17】在方向水平的匀强电场中，一不行伸长的不导电细线的一端系着一个质量为m的带电小球

18、，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，而后无初速开释已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为，求小球经过最低点时细线对小球的拉力【例18】以以下图，在竖直平面内，有一半径为R的绝缘的圆滑圆环，圆环处于场强盛小为E，方向水平向右的匀强电场中，圆环上的A、C两点处于同一水平面上，B、D分别为圆环的最高点和最低点M为圆环上的一点，MOA=45环上衣着一个质量为m，带电量为+q的小球，它正在圆环上做圆周运动，已知电场力大小qE等于重力的大小mg，且小球经过M点时球与环之间的互相作用力为零试确立小球经过A、B、C、D点时的动能各是多少？第8页共16页【例19】以以下图,在方向竖直

19、向下的匀强电场中,一绝缘轻微线一端固定于O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动.小球的电荷量为q,质量为m,绝缘细线长为L,电场的场强为E.若带电小球恰巧能经过最高点A,则在A点时小球的速度v1为多大?小球运动到最低点B时的速度v2为多大?运动到B点时细线对小球的拉力为多大?【例20】以以下图,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,此中Aa=Bb=L.一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)4以初动能Ek0从a点出发,沿AB直线向b运动,此中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0,第一次抵达b

20、点时的动能恰巧为零,小滑块最后停在O点,已知静电力常量为k.求:(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小.(2)小滑块刚要抵达b点时加快度的大小和方向.(3)小滑块运动的总行程l路.第9页共16页第10页共16页电场专题答案例1：47题中所说C与A、B频频接触之间隐含一个解题条件，即A、B原来所带电量的总和最后7Q(Q)在三个相同的小球间均分，则A、B两球此后带的电量均为Q23A、B球原来是引力，大小为：Fkqq122rk7Q.Q2r7k2Q2rA、B球此后是斥力，大小为：Fkq1rq22k2Q.2Q2r4k2Q2r4即FF7，A、B间的互相作用力减为本来的47。例2：AC解：若带同种电荷，设带

21、电量分别为QQ12Q和Q2，则F2，将两球接触后分k1r开，放回原处后互相作用力变成：2（QQ）12Fk，明显只有Q1Q2时，才有FF，所以A选项正24rQQ12确，B选项错误；若带异种电荷，设带电量分别为Q1和Q2，则Fk2，将两球接触后分开，放r回原处后互相作用力变成：2（QQ）12Fk，明显只有在Q1(322)Q2时，才有FF，所以C24r选项正确，D选项错误。例3：kQdE假定将这个圆环缺口补上这样就形成一个电荷均匀分布的完好带电22r-dr2（）环，环上处于同向来径两头的细小部分所带电荷可视为两个相对应的点电荷，它们在圆心O处产生的电场叠加后合场强为零。依据对称性可知，带电圆环在圆心

22、O处的总场强E=0。至于补上的带电小段，由题给条件可视做点电荷，它在圆心O处的场强E是可求的。若题中待求场强为E2，则E1E20。设原缺口环1所带电荷的线密度为，则2Qr-d，补上的那一小段金属线的带电量Qd，在O处的场强为QEk，由E1E20可得E2E1，负号表示E2与E1反向，背向圆心向左。1r2第11页共16页例4：EpnExnkn（Q2Rcos2L）nkQ2n(R2L)L2R2LkQL2(R2L32)例5：例6：A例7：ABC例8：BCD例9：用直线连结A、C两点，并将线段AC分作两均分，中点为D点，因为是匀强电场，故D点电势为2V，与B点电势相等。画出过B、D两点的直线，就是过B点的

23、电势线。因为电场线与等势线垂直，所以过B作BD的垂线就是一条电场线。第12页共16页例10：C在AB延伸线上，且AB=BC;引入的为正电荷，且Qc4Q。先判断第三个点电荷所在的区间：只好在B点的右边；再由kQqF，F、k、q相同时rQ得2rrA:rB2：1，即C在AB延伸线上，且AB=BC。C处的点电荷必定在电场力作用下均衡了；只需A、B两个点电荷中的一个处于均衡，另一个必定也均衡。由kQqF，F、k、QA相同，2r2Qr，QC:QB4：1，并且一定是正电荷。所以C点处引入的点电荷QC4Q.例11：由B的共点力均衡图知FmgBdL，而kQAQBF，可知d32dkQAQLBmgB，应选项BD正确

24、.例12：对小球A受力分析得：mgkqqEqFT2BAtan60LEqmgtan60kq2L例13：因为电场力做功与路径没关，挪动两电荷的过程可等效为-假定两电荷未用一绝缘刚性杆相连，但相互绝缘放在一同，第一将两电荷同时挪动到题中负电荷的地点，在此过程中电场力对正负电荷分别做了等量的正功和负功，其总功W0；而后保持负电荷不动，将正电荷沿电场线挪动到题中的地点，在匀强1电场中的功为UQqlWEqlql，所以整个挪动过程中电场力的总功为2dCdQqlWWW12Cd应选A例14：（1）两球距离最远时它们的电势能最大，而两球速度相等时距离最远。设此时速度为V，两球互相作用过程中总动量守恒，由动量守恒定

25、律得：mv0（m2m）v，解得vv0.3第13页共16页（2）因为只有电场力做功，电势能和动能间能够互相转变，电势能与动能的总和保持不变。所以电势能增加最多为：11122EPE0EKmv0-（m2m）vmvK122302例15:（1）因为只有重力和电场力做功，所以重力势能、电势能与动能的总和保持不变。即D选项正确。（2）质点受重力mg、库仑力F、支持力N作用，因为重力沿斜面向下的分力mgsin是恒定不变的，而库仑力F在不停变化，且F沿斜面方向的分力也在不停变化，故质点所受合力在不停变化，所以加快度也在不停变化，选项D正确。（3）由几何知识知B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上，是O点处点电荷Q产生的电场中的等势点，所以q由D到C的过程中电场力做功为零，由能量守恒可得：112mghmVCmV222此中hBDsin60BCsi